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

плуатации. При откачке высока вероятность обрушения вышезалегающих пород кровли, что приводит к перекрытию продуктивного интервала слабопроницаемыми породами, резкому снижению дебита, пескованию и выходу из строя водоподъемного оборудования. Обрушение кровли - наиболее опасный вид осложнений в процессе сооружения и эксплуатации бесфильтровых скважин. Обрушение может происходить и после строительной откачки из-за смены режимов эксплуатации, незначительной суффозии и продолжающегося процесса формирования воронки. Поэтому необходимое условие сооружения бесфильтровых скважин - наличие кровли, сложенной плотными породами, которые устойчивы к обрушению.

Полость будет устойчива, если ее радиус не превышает критических размеров. Критический радиус воронки бесфильтровой скважины определяется из условия

rmax < , (3.14)

где Н - естественный напор продуктивного пласта, J - понижение, f; У - соответственно коэффициент крепости и объемный вес пород кровли.

Коэффициент крепости f для относительно слабых горных пород вычисляют по формуле Л.И. Барона

f pisi, (3.15)

300 V300

где тсж - предел прочности пород на одноосное сжатие.

Радиус сформированной воронки контролируется на поверхности по объему вынесенного на поверхность песка в соответствии с выражением (3.4).

Исходя из условия обеспечения устойчивости кровли, определяем критическую величину объема вынесенного на поверхность песка, после достижения которого следует прекратить откачку

W <п tg a(H - 5)3 f 3. (3.16)

Согласно теории М.Н. Протодьяконова, при формировании воронки в пласте в кровле развивается параболический свод обрушения, что тоже должно учитываться при анализе бесфильтровой скважины на устойчивость. Рекомендуется для определения минимально допустимой мощности пород кровли тк использовать условие

mк -1,43. (3.17)

Бесфильтровые скважины успешно сооружаются в некоторых регионах страны. Производительность скважин с данной конструкцией забоя существенно выше, чем любых других в аналогичных условиях. Эксплуатация бесфильтровых скважин отличается стабильностью дебита в течение длительного срока.

По технологии В.М. Белякова впервые были сооружены бесфильтровые забои в глубоких скважинах. Получены повышенные эксплуатационные параметры скважин.

Несмотря на явные преимущества бесфильтровых конструкций забоев, обеспечивающих высокие эксплуатационные параметры при минимальных затратах и простоте выполнения технологических операций, они не получили широкого распространения на практике. Это объясняется тем, что для успешного сооружения бесфильтровых скважин необходимо наличие устойчивой кровли, которая предохраняет воронку от обрушения. К сожалению, такими условиями характеризуются ограниченные месторождения, распространять технологию сооружения бесфильтровых забоев следует после проведения опытно-методических работ. В некоторых случаях там, где нет гарантии устойчивой кровли, рекомендуется обеспечить ее искусственное поддержание. Искусственно поддержать кровлю можно путем создания под ней специальных экранов либо заполнения полости наполнителем.

Создание экранов для искусственного поддержания кровли сводится после сформирования воронки промежуточного объема к закачке в нее цементных или других растворов, которые со временем приобретают необходимую прочность. После крепления скважины вскрывают пласт и начинают строительную откачку, формируют каверну расчетного объема. В воронку закачивают цементный раствор. После ОЗЦ строительную откачку продолжают и формируют воронку уже под сформировавшимся цементным конусом.

При закачке раствора в полость цементный раствор принимает форму воронки, т.е. имеет угол наклона к кровле, соответствующий углу естественного откоса песка. При откачке и дальнейшей разработке воронки она формируется также под естественным углом откоса и распространяется в глубь пласта от скважины.

На отдаленных участках цементная подушка отсутствует и поддержки кровли не обеспечивается. Поэтому при создании экранов для поддержки кровли существенного увеличения ее ус-

тойчивости достичь не удается. Кроме этого, долговечность работы экранов со временем снижается, что может привести к обрушению воронки. Следовательно, применение специальных экранов может быть эффективно лишь для укрепления устойчивой кровли с целью повышения надежности и стабильности эксплуатации.

Иногда рекомендуется после сформирования воронки заполнять ее наполнителем (гравий или щебень). Наполнитель подают в скважину в процессе строительной откачки. Мелкие частицы пластового песка выносятся из скважины, а крупные оседают и заполняют воронку. Заполнение воронки наполнителем происходит под углом его естественного откоса.

При этом отдаленные участки каверны (наиболее продуктивные) оказываются незаполненными наполнителем. Поэтому поддержания кровли на отдаленных участках каверны при традиционной схеме заполнения воронки происходить не будет и скважина будет работать не как бесфильтровая, а как бы с донным гравийным фильтром.

Русбурмаш рекомендует технологию заполнения периферийных и наиболее продуктивных интервалов каверны наполнителем. Суть ее заключается в продавливании порций наполнителя буферной жидкостью в пласт при полном поглощении фильтрата. Гидродинамическое давление потока при поглощении буферной жидкости способствует транспортировке частиц накопителя к стенкам каверны и заполнению отдаленных полостей. Для обеспечения нагнетания наполнителя после его подачи на забой устье скважины герметизируют специальным переходником, соединяющимся с насосом или цементировочным агрегатом. В скважину после продавливания наполнителя в пласт рекомендуется досыпать наиболее крупные фракции и возобновить откачку. Откачку следует проводить незамедлительно из-за повышенной вероятности кольматации пласта при нагнетании буферной жидкости.

Методы закрепления каверны искусственным поддержанием кровли обеспечивают положительный результат только в том случае, когда первоначально кровля уже была относительно устойчива и дополнительное крепление необходимо для несущественного увеличения дебита, надежности и стабильности эксплуатации.

Надежность и стабильность эксплуатации бесфильтровых скважин понятие относительное и на практике часты случаи, когда ранее считавшиеся устойчивыми породы обсыпались, что приводило к выходу скважин из строя. Поэтому большинство производственных организаций (за исключением ограниченных