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

из каверн и проницаемые породы замещаются на менее проницаемые.

Прифильтровая зона скважины может частично или полностью экранироваться от наиболее продуктивных интервалов слабопроницаемыми породами. Обычно слабопроницаемые породы включают тонкие и глинистые фракции. Поэтому при замещении процесс пескования не уменьшается, а наоборот интенсифицируется. Потери напора в околоскважинной зоне резко возрастают и дальнейшая эксплуатация скважины становится экономически невыгодной. Характерно, что ремонту такие скважины не подлежат, и их следует перебуривать.

В условиях, когда продуктивный пласт сложен чередующимися пропластками песчаных и глинистых пород, процесс снижения проницаемости околоскважинной зоны протекает иначе. При откачке песок из скважины выносится, образуя ряд бесфильтровых воронок, в которых роль устойчивой кровли выполняют глинистые пропластки. Удаление песка происходит плавно, причем с течением времени пескование уменьшается. По мере разработки каверн их устойчивость также уменьшается, что приводит к обрушению глинистой кровли и перекрытию интервала водоприто-ка глинистыми породами.

В момент обрушения воронок происходит резкое уменьшение удельной производительности скважины, которая при последующей откачке не только не восстанавливается, но и еще больше снижается.

Динамика развития суффозии в пластах, сложенных чередующимися пропластками песков и глинистых пород, представлена на рис. 8.2. После замещения песка в интервале притока на глину скважина подлежит перебуриванию. Увеличение сопротивления пород в околоскважинной зоне может наблюдаться при резких перепадах давления на пласт даже в скважинах, ранее не подверженных суффозии. Обычно такие явления происходят в начальный момент откачки при значительных депрессиях на пласт в течение ограниченного промежутка времени. При резком перепаде давления на пласт часть породы из наиболее проницаемых пропластков выносится из скважины, а окружающие менее проницаемые породы или пропластки перекрывают частично основной интервал притока. В начальный момент откачки в околоскважинной зоне возникает разрыв потока, создается вакуум, способствующий подсасыванию в интервал основного потока инородных примесей, что приводит к снижению его проницаемости.

Развитие суффозионного процесса при резких перепадах давления показано на рис. 8.3. Создание больших депрессий на пласт приводит к снижению удельной производительности сква-

Рис. 8.2. Развитие суффозии в несчано-глинистых пластах:

а - освоение скважины и образование воронок; б - развитие воронок; в - обрушение воронок и частичное перекрытие продуктивных интервалов; г - экранирование продуктивных интервалов непроницаемыми породами; 1 - песок; 2 - глинистые породы; 3 - скважина; 4 - каверна; 5 - песчаная пробка

Рис. 8.3. Развитие суффозии в относительно устойчивых породах нри резких

перепадах давления:

а - раскрытие трещин; б - частичное перекрытие трещин; в - полное перекрытие прещин; 1 - 11р)одуктивные трещины или пропласт1си, сложенные наиболес про-лицаемым материалом; 2 - осваясина; 3 - направление движения потока фзлюои-два; 4 - направление неремещеоия породы

жины, восстановить которую при ремонтных работах сложно. Проникновение песка в скважину без фильтрации может происходить при определенных соотношениях реологических свойств раствора, заполняющего скважину, пластового флюида и гранулометрического состава пластового песка. В практике продуктивные пласты, частицы которых при определенных условиях без фильтрации проникают в скважину, называют плывунами. Для плывунов характерно, что частицы в пластовой или заполняющей скважину жидкости находятся во взвешенном состоянии и могут образовывать естественный раствор. Проникновение песка в скважину происходит в случае отсутствия фильтрации под влиянием диффузии. Запишем условие возникновения суффозии при отсутствии фильтрации

тп > (8.1)

где тп - статическое напряжение сдвига пластовой жидкости; d - размер частиц песка; р„ - плотность песка; р - плотность пластовой жидкости; кф - коэффициент формы, уменьшающийся с ростом диаметра частиц песка (кф = 3,53).

С целью устранения проникновения песка в скважину из пластов плывунного типа следует заполнять ствол скважины жидкостью с пониженными структурными свойствами, т.е.

. gd(рп - рр) 6кф

Тр :к" - (8.2)

где тр - статическое напряжение сдвига заполняющего скважину раствора; рр - плотность заполняющего скважину раствора.

8.1.2. МЕТОДЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПЕСКОВАНИЯ

Существуют гидродинамический и механический методы предотвращения суффозии.

Гидродинамический метод может быть применен в относительно устойчивых породах, когда за счет эксплуатации в умеренных режимах пескования можно избежать. Суть метода заключается в исключении возникновения значительных депрессий на пласт в ограниченные промежутки времени, приводящих к нарушению ранее устойчивой структуры пород. Величина критических депрессий для конкретных горно-геологических условий должна определяться по методике, аналогичной определению критического градиента гидроразрыва пласта. Обычно эксплуатация скважин при ограниченном дебите экономически не выгодна.