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

слойности k = 6 обоснована многими специалистами и отображена в рекомендациях ведущих западных фирм.

Рекомендации специалистов относительно целесообразности механического задержания частиц песка по внешнему контуру гравийной обсыпки, полученные в 40-50-х гг. в нашей стране и за рубежом пока не нашли реализации в отечественной практике сооружения скважин. Это объясняется неудовлетворительной технологией вскрытия продуктивного пласта, отсутствием необходимого для различных условий многообразия промывочных жидкостей, и, как правило, сильной кольматацией околоскважинной зоны.

При сильной кольматации важно своевременно освоить скважину и восстановить проницаемость пласта до значений, близких к естественным. Процесс освоения связан с необходимостью выноса из прифильтровой зоны кольматантов. Характерно, что в реальных условиях смыть глинистую или полимерную пленку с поверхности частиц песка невозможно из-за сильного адгезионного воздействия и недостаточно высоких скоростей фильтрации. В этой связи целесообразно удалять из прифильтровой зоны кольматант вместе с частицами песка, на которых он сконцентрирован.

По мнению различных специалистов в процессе формирования естественного фильтра с целью создания высокопроницаемой прифильтровой зоны следует вынести 40-70 %, а по рекомендациям Н.А. Плотникова до 90 % частиц мелких фракций и кольматанта. Вынос частиц песка с кольматантом возможен только при обеспечении их прохождения через обсыпку в начальный период откачки. В случае механического задержания частиц по контуру гравийной обсыпки процесс освоения затруднителен. С этим обстоятельством связано развитие в нашей стране разных подходов к механизму задержания частиц песка, основанном на выносе кольматантов и мелких фракций песка из околоскважинной зоны в период освоения и на предупреждении пескования в процессе эксплуатации. Как правило, освоение скважины ведут при откачке с дебитом, превышающим проектный.

Эффективное освоение скважины возможно при подборе гравийной обсыпки таким образом, чтобы вокруг пор формировались арочные структуры, которые сохраняют свою устойчивость при заданной производительности и разрушаются при интенсификации откачки. Отличительная особенность механизма подбора обсыпки с учетом формирования арочных структур заключается в том, что размер пор обсыпки во много раз превышает характерный диаметр песчаных частиц.

Интересны рекомендации И.Ф. Володько относительно под-

бора гравийной обсынки с учетом арочного эффекта. Установлено, что нри формировании арочных структур вокруг нор гравийной обсынки отношение размеров гравия и неска существенного значения не имеет и может колебаться от 40 до 120. Рекомендуется удалить из обсынки частицы менее 1-2 и более 15-18 мм и осуществлять строительную откачку с дебитом, нревышающим экснлуатационный. Занос скважины неском, нроисходящий нри строительной откачке, легко ликвидируется желонированием. Рекомендации И.Ф. Володько основаны на нредноложении, что но мере разработки каверны нри откачке на ее нериферии наблюдаются скорости, уже не вызывающие выноса неска. Гравий в этом случае служит только для защиты стенок каверны от обвала, но не для нредотвращения вымыва неска. Отмечается, что но данным С.В. Избаш, в антифильтрах нлотин нри соотношении зерен гравийной обсынки и неска в 30 и более гравий хорошо экранировал несок.

Для вынолнения рекомендаций И.Ф. Володько необходимо в нроцессе строительной откачки обеснечивать все большее нро-никновение частиц гравия в нласт, что на наш взгляд затрудняется, особенно нри несковании и требует иснользования снеци-альной и сложной технологии, нанример намыва фильтра нри нолном ноглощении жидкости-носителя с одновременным гидроразрывом нласта. Поддержание стенок каверны крунным гравием не нредотвращает ностунления в фильтр неска нод действием сил тяжести и горного давления.

При нроникновении частиц неска внутрь обсынки арочные структуры образуются не только но контуру воронки, но и внутри фильтра, что, с одной стороны, снособствует снижению его нроницаемости, а с другой - не нредотвращает суффозию нри откачке, так как арочные структуры быстро разрушаются нри высоких скоростях нотока и нульсациях давления. С другой стороны, несмотря на сложность нредотвращения нескования, нод-бор обсынки с учетом формирования арочных структур обеснечивает высокое качество декольматации нрифильтровой зоны и не накладывает ограничений к выбору техники и технологии восстановления нроницаемости нласта вблизи скважины носле вскрытия.

В целях новышения суффозионной устойчивости фильтров, нодобранных на основе арочного эффекта, имеется ряд более строгих рекомендаций, касающихся снижения рекомендуемых коэффициентов межслойности до 15-20. Однако характер работы фильтра нри этом существенно не меняется.

К. Аренс нредлагает выбирать размер обсынки для неоднородных коллекторов согласно условиям 374

58 > D > 12d;

40d85 > > 12d85;

Dmax < 12 мм,

где D85, d85 - диаметр соответственно частиц гравия и песка при 85%-ном ситовом отсеве, Dmax - наибольший диаметр частиц гравия.

Рекомендации по подбору обсыпки при высоких коэффициентах межслойности за рубежом относятся к 40-50-м гг. и сейчас не применяются на практике из-за повышенной вероятности пескования.

Добиться устойчивого предотвращения пескования при коэффициентах межслойности более 15 можно только в случае экранирования продуктивного пласта, сложенного неоднородными по фракционному составу песками с высоким процентом крупных частиц, после длительной строительной откачки. Предотвращение суффозии обеспечивается после формирования естественного фильтра, размер частиц которого постепенно уменьшается от каркаса в направлении песка продуктивного пласта.

Процесс формирования естественного фильтра можно обеспечить даже в однородных песках и интенсифицировать в неоднородных путем соответствующего подбора гравийной обсыпки. Характерно, что в период формирования естественного фильтра скважина может быть хорошо освоена за счет выноса мелких фракций и кольматанта, а после сформирования структуры обсыпки при уменьшении размера частиц от каркаса в направлении стенок скважины исключается возможность пескования.

Теоретическое обоснование процесса формирования естественного фильтра дано И.Ф. Володько. При откачке с удалением от скважины скорости фильтрации убывают пропорционально квадрату расстояния от оси и соответственно уменьшается размер частиц, выносящихся из прифильтровой зоны. Н.А. Карам-биров опытным путем при экранировании песка гравийной обсыпкой установил критические скорости фильтрации, приводящие к выносу частиц определенной фракции. Результаты опытов приведены ниже.

Фракция, мм.............. 0,1-0,25 0,25-0,5 0,50-1 1-2

Предельная скорость

фильтрации, м/с....... 0,0006-0,0007 0,0014-0,0016 0,0023-0,0025 0,006-0,007

Зависимость диаметра частицы песка от скорости фильтрации, при которой начинается суффозия, с достаточной для практических расчетов точностью аппроксимируется линейной функцией. Решая совместно линейную зависимость, полученную на