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 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 [ 117 ] 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332

Конструкция открытого забоя предусматривает раздельный способ эксплуатации. Коллектор должен сохранять устойчивость при создании депрессии на пласт.

Устойчивость породы в призабойной зоне скважины определяют для следующих случаев.

1. Из пласта извлекается жидкость или газ:

асж > 2[(pgH - рпл) + (рпл - р)]; (11.16)

I = V (1 - V); (11.17)

Р = РА / H, (11.18)

где асж - предел прочности пород коллектора при одноосном сжатии (определяют экспериментально), МПа; - коэффициент бокового распора горных пород; Р - средняя плотность вышележащих горных пород, кг/м3; H - глубина залегания коллектора, м; рпл - пластовое давление, МПа; р - давление столба жидкости на забое скважины, МПа; V - коэффициент Пуассона коллектора; n - число пластов; р; - плотность горных пород i-го пласта, кг/м3; hi - толщина i-го пласта, м.

2. Жидкость нагнетается в пласт:

асж > 2(pgH - рпл). (11.19)

3. Движение жидкости отсутствует:

асж > 2[(pgH - рпл) + (р - рпл)], (11.20)

где р - забойное давление при нагнетании жидкости (р > р), МПа.

Ниже приведены значения коэффициента Пуассона V для основных горных пород.

Глины пластичные ............................ 0,41

Глины плотные .................................. 0,30

Известняки......................................... 0,31

Песчаники.......................................... 0,30

Песчаные и глинистые сланцы....... 0,25

При устойчивом и неустойчивом коллекторе, если grad рпл >

> 0,1 МПа/10 м, а собственно коллектор имеет поровую проницаемость кп >

> 0,1 мкм2, применяют конструкцию открытого забоя, показанную на рис. 11.4, в.

Если коллектор имеет низкую поровую или трещинную проницаемость, т.е. кп < 0,01 мкм2, кт < 0,01 мкм2, а grad рпл > 0,1 МПа/10 м, то при устойчивом коллекторе применяют конструкцию забоя, представленную на рис. 11.4, б, а при неустойчивом - конструкцию, показанную на рис. 11.4, г.

При аномально низком пластовом давлении (grad рпл < 0,1 МПа/10 м) независимо от проницаемости пород продуктивного объекта при устойчивом коллекторе применяют конструкцию забоя на рис. 11.4, б, при неустойчивом коллекторе - конструкцию забоя на рис. 11.4, г.

При создании конструкции забоя, изображенной на рис. 11.4, б, до кровли продуктивного пласта спускают и цементируют эксплуатационную

колонну, а вскрытие объекта проводят с учетом пластового давления, поро-вой и трещинной проницаемости коллектора. При grad Рпл < 0,1 МПа/10 м, кп < 0,1 мкм2 или кт < 0,01 мкм2 применяют специальные буровые растворы на нефтяной основе, пены и др. Перед вызовом притока в случае необходимости выполняют обработку призабойной зоны пласта (солянокислотная обработка, гидроразрыв пласта и т.д.).

В случае заканчивания скважины с конструкцией забоя, показанной на рис. 11.4, в, при grad Рпл > 0,1 МПа/10 м, кп > 0,1 мкм2 или кт > 0,01 мкм2 вскрытие продуктивного объекта осуществляют совместно с вышележащими отложениями, до забоя спускают эксплуатационную колонну, оборудованную в нижней части фильтром, и скважину цементируют с подъемом тампонажного раствора от кровли продуктивного пласта, для чего используют пакеры типа ПДМ конструкции ВНИИБТ.

Технология создания конструкции забоя, изображенной на рис. 11.4, г, идентична технологии при заканчивании скважины с конструкцией забоя на рис. 11.4, б. Дополнением ее является перекрытие неустойчивого поро-во-трещинного коллектора хвостовиком-фильтром. В случае если кровля продуктивного объекта сложена из неустойчивых пород и не перекрыта эксплуатационной колонной, при установке хвостовика-фильтра используют заколонные пакеры ВНИИБТ, ТатНИПИнефти и других изготовителей. Их располагают в его неперфорированной части около кровли продуктивного горизонта и в башмаке эксплуатационной колонны с целью предупредить обрушение стенок скважины и зашламление открытого ствола.

Забой смешанного типа. Конструкции забоя этого типа используют в однородном коллекторе порового, трещинного, трещинно-порового или по-рово-трещинного типа; при наличии близко расположенных напорных горизонтов или газовой шапки около кровли пласта, а также при низких значениях поровой или трещинной проницаемости пород (соответственно кп < 0,01 мкм2 или кт < 0,01 мкм2); если коллектор сложен из прочных пород, сохраняющих устойчивость при создании депрессии на пласт во время эксплуатации скважины, а также при раздельном способе эксплуатации продуктивных объектов.

Выбор конструкции забоя смешанного типа предусматривает соответствие условий залегания и эксплуатации продуктивного объекта с учетом его физико-механических свойств; оценку по выражению (11.17) устойчивости пород призабойной зоны пласта. При устойчивом коллекторе применяют конструкцию забоя на рис. 11.4, д, при неустойчивом - конструкцию на рис. 11.4, е.

Технологии создания конструкций забоев, изображенных на рис. 11.4, д, е, аналогичны. Скважину бурят до проектной глубины со вскрытием всей мощности продуктивного объекта. Эксплуатационную колонну спускают до глубины, обеспечивающей перекрытие и изоляцию близко расположенных около кровли пласта напорных объектов, газовой шапки или верхней неустойчивой части продуктивных отложений. После цементирования колонны ее перфорируют в интервале высокопродуктивной части объекта, а перед вызовом притока в случае необходимости осуществляют обработку призабойной зоны пласта. В отличие от конструкции забоя, показанной на рис. 11.4, а, в конструкции на рис. 11.4, е забой, представленный неустойчивыми коллекторами трещинного или порово-трещинного типа, перекрывают потайной колонной-фильтром.

Закрытый забой. Конструкции с таким забоем применяют для крепле-

ния неоднородных коллекторов с целью изолировать близко расположенные пласты в неоднородном коллекторе порового, трещинного, трещинно-порового или порово-трещинного типа, в котором отмечается чередование устойчивых и неустойчивых пород, водо- и газосодержащих пропластков с разными пластовыми давлениями, в случае если коллектор характеризуется высокими значениями поровой или трещинной проницаемости пород (кп > > 0,1 мкм2 или кт > 0,01 мкм2), а также для обеспечения совместной, раздельной или совместно-раздельной эксплуатации объектов.

При выборе конструкции закрытого забоя (см. рис. 11.4, а) устанавливают соответствие условий залегания и эксплуатации продуктивного объекта общепринятым положениям.

Расчет основных элементов конструкции закрытого забоя проводят в соответствии с действующими руководящими документами.

При заканчивании скважины с конструкцией забоя, показанного на рис. 11.4, а, продуктивный объект вскрывают совместно с вышележащими отложениями с использованием бурового раствора, не ухудшающего кол-лекторских свойств пласта, до забоя спускают эксплуатационную колонну, скважину цементируют, а гидродинамическую связь с пластом осуществляют, применяя кумулятивную, пулевую или гидропескоструйную перфорацию.

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА КОНСТРУКЦИИ ЗАБОЯ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫНОСА ПЕСКА

Эту конструкцию забоев применяют для предотвращения выноса песка в слабосцементированном коллекторе, представленном мелко-, средне- и крупнозернистыми песчаниками и характеризующемся разрушением призабойной зоны пласта и выносом песка при эксплуатации скважины, а также при раздельном способе эксплуатации продуктивных объектов.

Допустимую депрессию на слабосцементированный пласт в конструкции забоя, показанной на рис. 11.4, ж, определяют по формуле

Др < св.с1Ь(Кк/Гс), (11.21)

где с - сила сцепления горных пород, МПа; е - коэффициент проточно-сти поровых каналов,

е = Шэ/Шп; (11.22)

шэ, шп - эффективная и полная пористость; th - гиперболический тангенс; Кк - радиус контура питания, принимаемый равным половине расстояния до ближайшей эксплуатационной скважины, м; гс - радиус скважины, м; к - коэффициент проницаемости, мкм2.

Значение параметра C для слабосцементированных пород колеблется в пределах 0,2-1,4 МПа; среднее значение С = 0,51,0 МПа.

Ширину щелей забойного фильтра выбирают по условию

a1 = 3d1 + d2, (11.23)

где d1, d2 - соответственно размеры наиболее мелких и наиболее крупных зерен пластового песка, мм.