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

Рис. 8.6. Кривые гранулометрического состава пластового песка п рекомендуемых обсыпок:

а-е - типовые составы песков продуктивного пласта; 1 - кривая гранулометрического состава песка; 2, 3 - кривые минимального и максимального гранулометрического составов обсыпки

Последняя рекомендация для неоднородных песков и высоких скоростей фильтрации для центральных районов нашей страны полно обоснована А.Б. Бухваловым.

Наиболее фундаментальными в области подбора обсыпки с учетом гидродинамических факторов считаются работы В.Н. Фоменко, в которых наряду со скоростью фильтрации и режимом откачки учитываются факторы физико-механического состояния песка продуктивного пласта.

В.Н. Фоменко разделил породы продуктивного пласта на не-суффозионные, суффозионные первого и второго типа. Несуф-фозионные породы воспринимают действие фильтрационного потока как единая статическая жесткая система и изменяют свою структуру при выносе отдельных частиц, не изменяя жесткости

скелета. В результате выноса мелких частиц в прифильтровой зоне образуется область с улучшенной проницаемостью, связанная с формированием естественного фильтра. В случае суффозионных пород вынос частиц из пласта вызывает его проседание и изменение прочности структуры скелета, причем для первого типа такое проседание незначительно и составляет 1-3 %, а для второго типа может привести к нарушению устойчивости прифильтровой зоны. Характеристики гравийной обсыпки и пород продуктивного пласта представлены в табл. 8.8 и на рис. 8.6.

В зарубежной практике разработан механизм подбора гравийной обсыпки для песков, неоднородных по фракционному составу в вертикальном разрезе. Суть этого механизма сводится к необходимости выбора гравия с учетом рекомендуемого коэффициента межслойности k = 6 для интервала пласта, сложенного наиболее мелкими породами. Очевидно, что для других интервалов, как правило, наиболее обильных в отношении пластового флюида, фильтр становится переуплотненным и работает неэффективно.

Н. Стейн рекомендует для неоднородных по суффозионным свойствам пластов при выборе обсыпки учитывать силы цементации между отдельными зернами. На практике пока такая информация отсутствует и рекомендовать ее к широкому внедрению рано.

Следует отметить, что с увеличением коэффициента межслойности повышается вероятность пескования скважины. Поэтому в случаях, связанных с эксплуатацией пылеватых и тонкозернистых песков плывунного типа при высоких дебитах, когда избежать пескования сложно, не рекомендуется подбирать обсыпку с учетом формирования естественного фильтра и устойчивых арочных структур. Ннтересны данные компании «Шелл Оил» по относительной зависимости вероятности пескования от коэффициента межслойности, приведенные ниже.

Коэффициент межслойности k....... 0-6 6-7 7-10 10-14,3 14,3-16 >16

Вероятность пескования.................... 0,02 0,04 0,12 0,5 0,67

Динамика изменения вероятности пескования с увеличением коэффициента межслойности подтверждается исследованиями и практическими результатами, в частности анализом около 200 эксплуатационных скважин в Китае [7].

Толщина гравийного фильтра

От толщины гравийного фильтра зависит суффозионная устойчивость и удельная производительность скважины. Влияние толщины гравийного фильтра на вынос песка необходимо рассматривать в непосредственной связи с коэффициентом межслойности. При правильно подобранном коэффициенте межслойности толщина обсыпки, предотвращающей вынос песка, может быть незначительной. Если в качестве обсыпки использовать неоднородную смесь или смесь с большим коэффициентом межслойности, то ее толщина, задерживающая песок, существенно увеличивается.

С.В. Комиссаров исследовал зависимость объема вынесенного песка от толщины обсыпки для различных коэффициентов межслойности. Опыты проводились следующим образом. В металлический цилиндр диаметром 5 см и высотой 12 см загружался слой гравия и поверх него насыпался мелкозернистый песок с частицами 0,25-0,1 или 0,1-0,05 мм, либо песок естественного сложения следующего гранулометрического состава: 0,25 мм -0,08 %; 0,25-0,05 мм - 24,4 %; 0,05-0,01 мм - 60 %; 0,01 мм -15,6 %. Вода фильтровалась через песчаный слой при давлении 0,3-0,35 МПа. Количество песчаных частиц, проникающих через гравий при фильтрации, определялось взвешиванием (табл. 8.9). 384