Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

Рассмотрим это на примере вторичного цементирования. В этом случае секцию трубы помещают в скважину с помощью проволочного каната и опускают внутри на-сосно-компрессорной колонны до ее нижней части. После проведения вторичного цементирования обедненных участков избыток цемента выводится из скважины за счет циркуляции. Секция трубы удаляется, после чего можно проводить такие операции, как, например, перфорирование на новом участке выше по стволу скважины, используя специальный скважинный перфоратор для работ в колонне насосно-компрессорных труб.

При обычном повторном заканчивании в скважину подают буровой раствор до тех пор, пока давление не понизится, затем насосно-компрессорные трубы вынимают и снова опускают в скважину с цементировочным пакером, далее их снова нужно удалить и внести перфоратор, после чего провести перфорацию обсадной колонны и, наконец, следует в последний раз смонтировать насосно-компрессорную колонну для добычи нефти. При заканчивании скважины со стационарным оборудованием все эти дорогостоящие операции не нужны. Однако при стационарном заканчивании применяются менее эффективные инструменты малого размера, которые чаще выходят из строя, чем инструменты нормального размера, используемые при обычном заканчивании.

Многопластовое заканчивание скважины

в некоторых случаях внутри одной скважины обнаруживается несколько продуктивных горизонтов. Многопластовое заканчивание скважины позволяет одновременно проводить добычу из двух или более горизонтов. Часто это является результатом деятельности органов государственного регулирования, которые раздельно проводят классификацию нефти. Кроме того, это может быть необходимо для регулирования работы коллектора - пласт с высоким давлением и пласт с низким давлением.

Наиболее распространенным является заканчивание в двух горизонтах (рис. 7.3). Заканчивание в трех и более го-

Кондуктор

Эксплуатационная колонна

Перфорация

Цемент

Буровой раствор

Насосно-компрессорная колонна

Верхний продуктивный - горизонт

Пакер

Нижний продуктивный горизонт

Рис. 7.3. Скважина, законченная в двух горизонтах. При таком методе для двух продуктивных пластов достаточно одного ствола скважины

ризонтах проводится значительно реже. Легко обнаружить один недостаток этого метода: чем больше операций по заканчиванию, тем более сложным (и дорогостоящим) оказываются скважинное оборудование и инструменты, необходимые для достижения и поддерживания отдельных пластов. Проблемы усугубляются, если один или более горизонтов требуют механизированной добычи (насосы и т.д.).

Многопластовое заканчивание скважин в нефтяной промышленности было вынужденной мерой. Экономия за счет отсутствия необходимости бурить отдельную сква-

жину для каждого продуктивного горизонта, как правило, сводится к нулю в результате возникающих дополнительных проблем, связанных с добычей нефти и ремонтными работами. Экономия на начальном этапе не всегда приносит прибыль.

В целом выбор метода определяется общей экономической эффективностью данного варианта по сравнению с вариантом отдельной скважины для каждого пласта. Многопластовое заканчивание может оказаться более выгодным по сравнению с бурением отдельных скважин в результате принятых арендных обязательств. Применение данного метода может, кроме того, ускорить разработку месторождения. Иногда в период нехватки материалов стоимость стальных труб резко возрастает. В результате дальнейшего технического прогресса этот метод заканчивания станет, по-видимому, более распространенным.

Заканчивание с отсеканием песка

Если скважина расположена в неуплотненном (рыхлом) песчанике, заканчивание значительно усложняется по сравнению с описанными выше вариантами. Вынос песка может разрушать оборудование и ствол скважины и засорять выкидные линии до такой степени, что эксплуатация скважины становится невыгодной. При низкой скорости отбора нефти вынос песка может быть незначительным или вообще отсутствовать, однако при высокой производительности скважины поток нефти часто выносит большие количества песка.

На ранних этапах развития нефтяной промышленности вынос песка допускался для фонтанирующих скважин. Принимались меры только для предотвращения его накопления. Когда потребовалась насосная добыча нефти из скважин, возникла необходимость разработки методов, позволяющих предотвратить перекачивание песка насосами. Без этих методов в настоящее время многие продуктивные скважины оказались бы неэффективными.

• • .1 • 11 J l! ; Нефтесодержащий- • I Vil ." ; • песок . ••

Хвостовик с щелевидными отверстиями внутри перфорированной обсадной колонны

Фильтр в открытой скважине

.Нефтесодержатщ1й •. ; "песок • .

11И1

М I 14 1

"Г;

; НИ и • *!чц

Гравийный фильтр

Рис. 7.4. Два метода борьбы с песком: а - применение хвостовиков; б - заполнение гравием

Известны две технологии заканчивания с предотвращением попадания песка: использование обсадных колонн-хвостовиков с щелевидными отверстиями или с перфорацией, а также заполнение скважины материалом

типа гравия (рис. 7.4). Принцип, лежащий в основе обоих методов, - отверстия, через которые будут проходить флюиды, должны иметь соответствующий размер. В этом случае песок образует пробку и не попадает в скважину.

Первой стадией является получение образца песчаного пласта и определение размера его частиц. Это помогает правильно выбрать размер щелей или перфорации и размер гранул инертного материала-заполнителя. На основании этих данных после монтажа хвостовик с щеле-видными отверстиями или с перфорацией помещают в скважину посредством системы трубок и с помощью па-кера закрепляют подвески на уровне продуктивного горизонта. Это можно проделать как в обсаженной, так и в открытой (необсаженной) скважине.

Известны разные способы заполнения гравием, они также используются как при наличии перфорированной обсадной колонны, так и без нее. В этом случае щели и отверстия обсадной колонны-хвостовика служат только для предотвращения попадания гравия. Таким образом, размер щелей может быть больше, чем в предьщущем варианте, и обычно он лишь немного меньше, чем размер частиц заполнителя. Толщина слоя заполнителя, как правило, составляет 4-5 диаметров частиц. Как отмечалось выше, песок из пласта образует пробку в порах гравийного фильтра, а гравий не может пройти в скважину из-за наличия хвостовика.

Работы по отсеканию песка могут проводиться и в процессе заканчивания скважины, и после него при функционировании скважины. Во многих районах мира песок не является принципиальной проблемой. Однако в Калифорнии и на побережье Мексиканского залива эти трудности возникают почти ежедневно и их решение является повседневной работой.

Заканчивание с отсеканием воды или газа

В целом нефтепереработчики стремятся получить как можно меньше других продуктов одновременно с нефтью.

Вода до продажи должна быть отделена от сырой нефти - и чем больше объем воды, которую придется отделять, тем меньше останется нефти на продажу. Желательно также снизить объем добываемого газа либо совсем исключить его (кроме тех случаев, когда скважина ведет в газовый коллектор). В нефтяном коллекторе газ играет роль той силы, которая выталкивает флюиды в ствол скважины. Поэтому имеет смысл сохранять его как можно дольше - это увеличивает продолжительность эксплуатации месторождения.

Во многих коллекторах поверх нефтеносной зоны располагается газоносная, либо снизу находится зона воды, либо вместе и то и другое. В этих случаях заканчивание скважины нужно провести таким образом, чтобы не допустить попадания в нее свободного газа или воды. Следовательно, важное значение приобретает правильный выбор горизонта в пределах интересующей зоны.

Сделаем небольшое отступление, чтобы разобраться, как ведут себя флюиды коллектора в процессе добычи. Для добычи из скважины необходимо создать депрессию - градиент давления между скважиной и зоной дренирования, т.е. областью вокруг скважины, содержащей углеводороды. Градиент давления направлен горизонтально и вертикально. Таким образом, депрессия, создаваемая скважиной, воздействует на все три пластовых флюида: нефть, газ и воду. В результате все они перемещаются к скважине. Вода имеет более высокую плотность, чем нефть, а нефть - более высокую, чем газ. Эти различия в плотности создают противоположный градиент, который не дает воде подниматься выше ее статического уровня. Если текущий отбор из скважины невелик, то граница раздела нефть-вода (граница между горизонтами нефти и воды) будет просто подниматься, пока не достигнет равновесного положения, в котором противоположно направленные градиенты равны по величине. В случае границы между нефтью и газом наблюдается обратная ситуация. Граница нефть-газ будет опускаться, пока не уравняются два противоположно направленных градиента.