Общая геолого-физическая характеристика каширо-подольских отложений арланского месторождения

Подготовленная жидкостно-песчаная смесь закачивается в НКТ и, выходя из насадок, производит перфорацию. Обычная концентрация песка в жидкости составляет 80-100 кг/м3.

Гидропескоструйная перфорация позволяет получать перфорационные каналы с чистой поверхностью и не изменять проницаемость на стенках каверны (в отличие от взрывных методов перфорации, при которых стенки перфорационных каналов в горной породе переуплотнены).

При проведении ГПП необходимо соблюдать жесткие требования регламентирующих документов по обеспечению жизнедеятельности персонала и соблюдению экологических нормативов.

В настоящее время гидропескоструйные перфораторы используются не только для перфорации, но и для методов интенсификации добычи нефти (щелевая разгрузка, создание в ПЗС проводящих каналов и др.). [3, стр. 61]

 

 

1.2.4 Гидромеханическая щелевая перфорация

Из существующих методов вторичного вскрытия пласта, апробированных в разных регионах и для различных типов коллекторов с учетом показателя цена - качество, и при этом принципиально решающих стоящую задачу, нам представляется наиболее эффективным метод гидромеханической щелевой перфорации (ГМЩП).

Применение этой технологии позволяет в заданном интервале эксплуатационной колонны сформировать вертикальную щель шириной 10-12 мм большой протяженности и через нее намыть каверну, воздействуя гидромониторной струей жидкости на цементное кольцо и горную породу. Данная технология заключается в том, что перфоратор, спущенный на НКТ, с помощью ролика раскатывает щель, после чего разрушает цементное кольцо и с помощью гидромониторной насадки размывает горную породу. При этом в незатронутой кольматацией части продуктивного пласта включается в работу как поровая, так и трещинная составляющие.

Как показали последние исследования, при давлениях гидромониторного воздействия на горную породу, достигающих значений 150-170 атм и времени воздействия свыше 30 минут на один погонный метр, радиус проникновения в пласт - коллектор составляет 80-100 см. Гидромониторный штуцер перфоратора, расположенный под углом 450, формирует каверну, достигающую угла естественного откоса. В процессе дальнейшей эксплуатации скважины из такой каверны ниже интервала перфорации не формируется стакан осыпавшихся пород, что позволяет извлекать нефть при расстоянии от забоя до нижнего интервала перфорации 2-3 метра.

Данный метод также позволяет селективно вскрывать продуктивные пропластки, не нарушая перемычек между ними. Гидромеханическая перфорация может производиться как на нефти, так и на других жидкостях. Естественно, идеальной жидкостью вскрытия является нефть, т. к. в этом случае гидромониторная струя, вскрывая незатронутую кольматацией часть продуктивного пласта (размывая пласт на расстояние, превышающее радиус удаленной зоны призабойной закупорки) восстанавливает его естественные, природные свойства. Единственное условие, перед проведением перфорации необходимо промывать скважину обратной промывкой не менее трех циклов во избежание вторичной кольматации пласта-коллектора.

Перфоратор спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ), привязывается к заданному интервалу геофизическим методом и формирует в эксплуатационной колонне продольную щель большой протяжённости, одновременно разрушая гидромониторной струёй, через эту щель, цементный камень и намывая вдоль неё каверну в горной породе.

Принцип действия этого перфоратора основан на перекатывании режущего диска по стенке обсадной трубы и одновременным приложением к нему усилия, превышающего предел текучести её материала. При этом образуется продольная щель, длина которой определяется границами перемещения режущего диска.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                 а                                          б                                        в

Рисунок 6 – Механический щелевой перфоратор обсадной колонны в рабочем положении

Схема этого перфоратора показана на рисунке 6(а), который состоит из гидроцилиндра и механизма выдвижения режущего диска. В нём имеется два гидравлический канала: циркуляционный – для промывки ствола скважины перед проведением операции и, направленный в щель, гидромониторный – для размыва цементного кольца и намыва каверны в горной породе вдоль щели. В рабочем положении промывочный канал перекрывается шаром, сбрасываемым с поверхности, при этом перепад давления циркулирующей жидкости на гидромониторной насадке приводит в действие механизм выдвижения и нагружения режущего диска (рисунок 6(б)). Прекращение циркуляции после выполнения операции обусловливает возвращение режущего диска в исходное положение под действием возвратной пружины. В верхней части перфоратора имеется перепускной клапан, который открывается вторым шаром, сбрасываемым с поверхности после проведения операции. Этот клапан отключает рабочую часть перфоратора и соединяет трубное и затрубное пространство скважины (рисунок 6 (в)).

Особенности гидромеханической щелевой перфорации:

1. Позволяет выполнять  операции по вскрытию пластов  без резких ударных нагрузок  на цементный камень и призабойную зону пласта, которые могут привести к образованию вертикальных техногенных трещин и, как следствие, к быстрому обводнению скважин в водонефтяных зонах;

2. При оборудовании нагнетательной  линии на устье скважины жесткой  обвязкой с применением вместо  промывочного вертлюга бурового  рукава и сальника для обратной  промывки, оригинального устьевого  герметизирующего устройства, допускающего  расхаживание компоновки на отшлифованных штоках при давлениях до 240...320 кг/см2, перфоратор способен провести глубокий размыв горной породы до 300...400 мм, т.е. за пределы кольматированной зоны, обеспечивая многократное увеличение суммарной поверхности фильтрации и введение в разработку всех пропластков продуктивного пласта;

3. Удельная площадь вскрытия  продуктивного пласта на 80-90 % больше, а радиус проникновения в 2 раза  выше, чем при кумулятивной перфорации;

4. Технология позволяет  селективно вскрывать только  продуктивные пропластки, не нарушая перемычки между ними.

 

 

 

1.2.5 Химические методы перфорации

К химическим методам перфорации можно отнести такие, при которых вторичное вскрытие происходит за счет химической реакции, например, металла с кислотой. Рассмотрим следующую технологию вторичного вскрытия.

Обсадная колонна длиной, равной толщине продуктивного горизонта или необходимому интервалу вскрытия, просверливается в соответствии с выбранной плотностью перфорации до спуска ее в скважину (на поверхности). Просверленные отверстия закрываются, например, магниевыми пробками, длина которых равна сумме толщины обсадной колонны и толщины цементного кольца. Затем обсадная колонна спускается в скважину и производится ее цементирование. После схватывания цементного раствора в скважину закачивается расчетное количество раствора соляной кислоты, которое продавливается до интервала вскрытия. Взаимодействие соляно-кислотного раствора с магниевыми пробками приводит к их растворению, и через определенное время магниевые пробки растворяются полностью, раскрывая просверленные в обсадной колонне отверстия и отверстия, образовавшиеся в цементном камне.

В результате этого создается хорошая гидродинамическая связь призабойной зоны с полостью скважины. [3, стр.45]

 

1.3 Выбор аппаратуры, режимов перфорации и определение конечной эффективности вскрытия пластов

 

Выбор аппаратуры и режимов перфорации производят, исходя из следующих основных принципов:

1) достижение требуемого  гидродинамического совершенства  скважин и соответствующей степени  вскрытия пластов без нарушения  обсадной колонны (или при допустимых  нарушениях) и при минимальных  затратах труда, средств, материалов  и времени;

2) обеспечение благоприятных  условий для беспрепятственного  и успешного проведения дальнейших  работ по опробованию или освоению  скважины, а также дальнейшей  ее эксплуатации.

При выборе метода, вида и типа перфоратора, а также технологического режима вскрытия пластов учитывают следующие геолого-технические данные по скважине (или группе скважин):

1) вид и назначение  перфорируемой скважины (разведочная, эксплуатационная, нефтяная, газовая и т.п.);

2) цель перфорации: вскрытие  пласта после бурения для исследования  или эксплуатации скважины; дострелы для повышения или восстановления добычи; переход на эксплуатацию вышележащих горизонтов; подготовка к гидроразрыву, соляно-кислотной обработке, воздействию пороховыми газами или другим методам повышения отдачи (приемистости) пласта; восстановление циркуляции жидкости в скважине и др.;

3) коллекторские свойства, физико-химические и механические характеристики пласта;

4) мощность и расположение  вскрываемых интервалов;

5) технологию вскрытия  пласта бурением, степень понижения  проницаемости прискважинной зоны и ее размеры;

6) направление и величину  перепада давления на границе  «пласт-скважина» при перфорации (вскрытие пласта в условиях  репрессии – гидростатическое  давление выше пластового; или  депрессии – герметизированное  устье скважины и сниженный  уровень жидкости или применение  облегченных жидкостей);

7) геостатическое или пластовое давления в интервале перфорации;

8) состав и свойства  жидкости, заполеняющей скважину при перфорации (в зависимости от направления и перепада давления на границе «пласт-скважина» при перфорации, т.е. вскрытие в условиях репрессии или депрессии, и от других причин);

9) температуру и гидростатическое  давление в скважине;

10) состояние обсадной  колонны, затрубного цементного камня и допустимое нарушение их прочности и сцепления;

11) минимальный внутренний (проходной) диаметр в колонне  труб (с учетом возможных сужений), минимально допустимый зазор  между перфоратором и трубами, выбранный с учетом проходимости  перфоратора и опасности его  заклинивания (при спуске, в момент  выстрела и при подъеме аппарата), максимальный угол наклона оси  скважины к вертикали;

12) число и расположение  труб в интервале перфорации, их диаметры, толщину, марку стали, термообработку, наличие ранее простреленного  фильтра и его данные;

13) способ спуска перфоратора  в скважину (на кабеле, трубах, через  лубрикатор).

На основании анализа этих данных выбирают наиболее подходящий метод, технологию перфорации и соответствующий стреляющий аппарат.

 [2, стр.126]

 

1.3.1 Требования, предъявляемые  для обеспечения максимальной  эффективности вторичного вскрытия продуктивных пластов

Для обеспечения высокой эффективности вскрытия пластов перфорацией необходимо, чтобы был предъявлен и выполнен ряд требований на состояние самих скважин.

1. В процессе бурения  должна быть сохранена или, в  крайнем случае, минимально снижена  естественная проницаемость вскрываемого  пласта. Толщина прискважинной зоны со сниженной проницаемостью должна быть как можно меньшей.

2. Зазор между стволом  скважины и обсадной колонной  должен быть минимальным, чтобы  потери энергии на пробивание  слоя затрубного камня не привели к существенному уменьшению длины канала в породе.

3. Обсадная колонна должна  быть хорошо центрирована в  стволе и должно быть обеспечено  высокое качество цементирования  колонны.

4. Следует избегать установки  более одной обсадной колонны  в интервале перфорации (особенно  при диаметре ствола скважины  менее 161 мм).

5. Не допускать спуска  в скважину искривленных или  смятых труб.

6. С целью снижения  деформации обсадной колонны  под действием взрывных нагрузок  в зоне фильтра следует устанавливать  обсадные трубы группы прочности  Л с соответствующей термообработкой.

7. Необходимо обеспечить  тщательную очистку и промывку  внутренних стенок труб от  цемента и других наслоений. [2, стр.131]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Освоение скважин

 

2.1 Методы освоения продуктивных  пластов

 

Освоение скважины — комплекс технологических операций по вызову притока и обеспечению ее продуктивности, соответствующей локальным возможностям пласта. После проводки скважины, вскрытия пласта и перфорации обсадной колонны, призабойная зона и особенно поверхность вскрытого пласта бывают загрязнены тонкой глинистой взвесью или глинистой коркой. Кроме того, воздействие на породу ударных волн широкого диапазона частот при перфорации вызывает иногда необратимые физико-химические процессы в пограничных слоях тонкодисперсной пористой среды, размеры пор которой соизмеримы с размерами этих пограничных слоев с аномальными свойствами. В результате образуется зона с пониженной проницаемостью или с полным ее отсутствием.

Различают методы освоения пластов с высоким начальным давлением, когда ожидаются фонтанные проявления, и с малым давлением (на разработанных площадях), когда угрозы открытого фонтанирования нет, и предполагается механизированный способ эксплуатации. В практике нефтедобычи известно много случаев открытого нерегулируемого фонтанирования скважин с длительными пожарами в результате нарушения технологии вскрытия пласта н освоения скважины. Такие явления не только выводят из строя саму скважину, но и приводят к истощению самого месторождения.

Цель освоения -  восстановление естественной проницаемости коллектора на всем протяжении, вплоть до обнаженной поверхности пласта перфорационных каналов и получения продукции скважины, соответствующей ее потенциальным возможностям. Все операции по вызову притока и освоению скважины сводятся к созданию на ее забое депрессии, т. е. давления ниже пластового. Причем в устойчивых коллекторах эта депрессия должна быть достаточно большой и достигаться быстро, в рыхлых коллекторах, наоборот, небольшой и плавной.