R скв – радиус скв, V ф – объем проникшей в пласт ж-ти, m – пористость, h – высота пласта
V ф составляет разницу объемов ствола скв-ны V и закачанной в нее ж-ти глушения Vжг, или по ф-ле:
V ф = Vжг - ( L – z ) · f (м3)
Где L – глубина скв-ны, м. z – расст-е от устья до уровня ж-ти в скв-не после ремонта, м. f – площадь сечения скв-ины, м2
Теоретический объем закачанной ЖГ до появления ее на устье скв-ны V = объему внутренней полости НКТ и межтрубного прост-ва в интервале расположения подъемной колонны
V = 0.785 L' ( D 2 - d 2 + d 0 2 ), м3
L ' – длина подъемной колонны (глубина спуска), м,
D – внутр-й диаметр ЭК, м,
d и d 0 –наружный и внутренний диаметр НКТ, м
Такое явление возможно только в случае полного отсутствия приемистости эксплуатируемого пласта и герметичности скв-ны.
2. Если в таких условиях подвеска (башмак) подъемной колонны расположена значительно выше пласта и полная замена скв-нной ж-ти за один цикл промывки невозможна, надежное глушение скв-ны решают по двум вариантам (схемам):
А) Первый вариант предусматривает использ-е ЖГ плотностью, кот-я превышает расчетную. Столб ж-ти повышенной плотности ρ' высотой, равной глубине подвески насоса, обеспеч-ет заданное противодавл-е на пласт.
ρ' g L ' + ρ0 g l = ρ g L
откуда ρ' = ( ρ L - ρ0 l ) / L '
где L – глубина ск-ны, м
ρ0 - плотность скв-нной ж-ти, кг/м3
l = ( L – L ' ) – расстояние от забоя до башмака подъемной колонны.
ρ – расчетная плотность ЖГ при полной замене ж-ти в скв-не.
Б) глушение ж-тью расчетной плотности в два этапа. На первом этапе в скв-ну закачивают ЖГ в объеме скв-ны от забоя до башмака подъемной колонны V1 и ожидают ее оседания, затем остальную часть V2.
V1 = p D 2 l / 4
Время оседания τ определяют из выражения τ = l / ν
где ν – скорость оседания ж-ти м/с
(приблизительное время оседания на расстояние 1000 м – 2 – 2,5 часа)
- если кол-во закачанной ЖГ = объему скв, то замена произошла по всему интервалу ствола,
- если кол-во закачанной ЖГ < объема скв-ны, то оставшийся объем нагнетают при закрытом устье под давл-ем, не превышающим допустимое для ЭК.
Базовые критерии качества технологического процесса глушения:
- гарантия отсутствия притока пластовых флюидов к забою скв-ны на весь период ремонта,
- минимальное влияние ЖГ на фильтрационно-емкостные свойства призабойной зоны пласта,
- экологическая безопасность и соответствие современным требованиям к охране труда,
- соответствие экономическим требованиям (относительно низкая стоимость и доступность компонентов ж-ти).
Ж-ть выбирают с учетом t-ры замерзания, коррозионной активности, совместимости с пластовыми флюидами.
Каждый конкретный объект эксплуатации (горизонт, площадь, залежь, блок) имеет ряд специфических требований к глуш-ю, обусловл-х особенностью геологии, технической характеристикой и условиями эксплуатации скв-н. Поэтому технология глушения предполагает дифференцированный подход, основанный на принципе подбора к каждому объекту эксплуатации наиболее эфф-х ж-тей, пар-ры и св-ва кот-х обеспечат базовые критерии кач-ва глуш-я.
13. Ж-ти глушения, сохраняющие природные свойства коллекторов.
ЖГ, сохраняющие природные свойства коллекторов, разработаны и постоянно совершенствуются применительно к усл-ям конкретных эксплуатационных объектов. Институтом ТатНИПИнефть для нефтяных мест-ний региона создан ряд основных составов и их модификаций, получивших название ОБЛАГОРОЖЕННЫХ ЖГ (не влияющих на фильтрационные хар-ки кол-ра). Эти ж-ти имеют регулируемую плотность и вязкость в широком диапазоне вел-н, обладают комплексом таких важных физико-хим-х св-в, как нейтрализующая способность сероводорода, поверхностная активность, смачивающая способность, регулируемая реология, моющим и гидрофобизирующим (или гидрофилизующим) эффектами. Рецептуры базируются на водной и УВ-ной (эмульсионной) основе. Для приготовления ж-тей использ-т техническую, сточную и пластовую воду с добавлением в определенных соотнош-ях ПАВ (МЛ-80, АФ9-6), крахмала, солей (КСl, СаСl2), препаратов нейтрализующих H2S (хлорамин Б, смеси многоатомных спиртов), эфир целлюлозы и др. Мат-ми для пригот-я ж-тей на УВ-ной основе служит товарная нефть, дистиллят (ШФЛУ), эмульгаторы - стабилизаторы (эмультал, нефтенол, тарин и др).
Классификация облагорож-х ЖГ по компонентной основе и физико-химическим свойствам:
1. на водной основе:
А) маловязкие: пластовая девонская вода + 0,2% МЛ-80; водный р-р KCl + 0,2% МЛ-80; водный р-р KCl + 0,2% АФ9-6; водный р-р CaCl2 + 0,3% МЛ-80.
Б) загущенные: пластовая девонская вода (CaCl2, Ca(NO3)2 + 3% крахмала); пластовая девонская вода (CaCl2, Ca(NO3)2 + 0,3% ОЭЦ)
В) нейтрализующие H2S: ПДВ или техническая вода + 0,2% МЛ-80 + 0,1% хлорамина Б.
2. на УВ-й (эмульсионной) основе:
А) маловязкие: глицериновый состав, обратная эмульсия на нефтедистиллятной основе.
Б) высоковязкие: обратная эмуль-я на основе ПДВ и девонской нефти; обратная эмуль-я на основе CaCl2 и девонской нефти; обратная эмуль-я на основе Ca(NO3)2 и девонской нефти.
Классификация облагорож-х ЖГ по рекомендуемым областям применения:
I . Добыв-е скв:
1) терригенные пласты:
А) низкопроницаемые песчаники (алевролиты), сцементир-е глинистым мат-м: KCl + 0,1% МЛ-80; KCl + 0,2% АФ9-6.
Б) проницаем-е и высокопрониц-е песч-ки (0,2 кв.мкм и >): ПДВ + 0,2% МЛ-80; CaCl2 + 0,3% МЛ-80; обратная эмуль-я на нефтедистиллятной основе.
2) карбонатные пласты:
А) песч-ки, продук-я кот-х сод-т H2S (бобрик-й гориз): глицериновый состав + 0,2% МЛ-80 + 15-20кг хлорамина Б.
Б) карбонат-е пл-ты с выс-й поглощающей сп-ю (серпуховский гориз): высоковяз-е обратные эмульсии на основе минерализов-й воды и нефти.
В) карбонат-е пл-ты с H2S: глицериновый состав, ПДВ или техническая вода + 0,2% МЛ-80 + 0,1% хлорамина Б.
14. Технологии ремонта скв-н с низкими пластовыми давл-ями.
Если Рпл ниже гидростатического (07 и ниже), то возможно проникновение вглубь пласта и ЖГ на основе нефтяных эмульсий, что затрудняет вызов притока из пласта вследствие высокой вязкости системы и ее структурно-механических св-в. Для глушения скв-н газовых и газоконденсатных месторожд-й с низкими Рпл целесообразно использовать р-ры на конденсатной основе плотностью 800 – 850 кг/м3. Если Рпл снижается до 01 – 05 гидростатического давл-я, для глушения рекомендуются пенные системы двух и трехфазные.
Пена состоит из трех компонентов – ж-ти, газа и пенообразователя.
Такое сочетание создает систему, обладающую вязкими, пластичными и упругими свойствами. Основным компонентом, придающим пене такие св-ва, явл-ся пенообразователь, в качестве которого используют ПАВ определенного вида.
Основные воздействия пенообразователя (ПАВ) на условия образования и свойства газовых пузырьков:
- способствует раздроблению газа на более мелкие пузырьки,
- препятствует слиянию газовых пузырьков,
- ув-ет прочность пузырьков и устойчивость пены,
- резко снижает скорость движения пузырьков в процессе циркуляции пены.
В качестве газовой составляющей можно использовать воздух, природный УВ-дный газ, азот.
Жидкой фазой явл-ся вода различного состава, глинистые растворы, кислотные растворы и др.
Если жидкой фазой явл-ся вода, получают пену двухфазную, если глинистый раствор – трехфазную.
По химич-му составу ПАВ делят на ионогенные (анионоактивные и катионоактивные) и неионогенные.
Для получения устойчивых пен к водному р-ру пенообразователя добавляют стабилизаторы (КМЦ, гипан, силикат натрия и др.). В ряде случаев их целесообразно комбинировать.
Основные факторы, которые определяют реологию пены – содержание газа, рецептура пенообразователя, температура.
Для смешивания раствора ПАВ с газовой составляющей и получения устойчивой пены применяют аэраторы различных конструкций. Наиболее широкое распространение в промысловой практике получил аэратор типа «труба в трубе» (рис. 6.5)
Аэратор представляет собой две концентрически расположенные одна в другой трубы диаметром 100 и 50 мм. Ж-ть с растворенным в ней ПАВ подается насосом в между трубами аэратора, а газообразный агент нагнетается компрессором в 50-мм трубу, имеющую определенное число отверстий.
Пеной особенно целесообразно глушить газовые скв-ны, кот-е вследствие низких дебитов и давл-й работают с наличием жидкостной пробки на забое. Суть глушения состоит в том, что после промывки скв-ны двухфазной пеной для очистки забоя от воды и конденсата в забойную зону пласта продавливают устойчивую пену (двухфазную или трехфазную) водным раствором ПАВ.
15. Освоение скв-н после ремонта. Перфорация скв-н.
Освоение скв-н - комплекс работ по вызову притока флюидов из пласта в скв-ну, обеспечивающего ее продуктивность в соответствии с локальными добывными возможностями пласта или с достижением необходимой приемистости (для нагнетательных скв-н). Перед вызовом притока эксплуатационную колонну проверяют шаблоном, испытывают на герметичность совместно с устьевым оборудованием максимальным давл-ем, ожидаемым на устье скв-ны.
Цель освоения — восстановление естественной проницаемости пород призабойной зоны и достижение притока, соответствующего добывным возможностям скв-ны или нормальной приемистости нагнетательных скв-н.
Сущность освоения скв-ны заключается в создании депрессии, т.е. перепада м/у Рпл и Рзаб, с превышением Рпл над Рзаб. Достигается это двумя путями: либо ум-ем плотности ж-сти в скв-не, либо сниж-ем уровня (столба) ж-ти в скв-не.
В первом случае буровой раствор последовательно заменяют водой, затем - нефтью.
Во втором случае уровень в скв-не снижают одним из следующих способов: оттартыванием желонкой или поршневанием; продавкой сжатым газом или воздухом (компрессорным способом); аэрацией (прокачкой газожидкостной смеси); откачкой ж-ти штанговыми скв-нными насосами или погружными центробежными электронасосами.
Т.о., можно выделить следующие 6 осн-х способов вызова притока: замена скв-нной ж-ти на более легкую, компрессорный метод, аэрация, откачка глубинными насосами, тартание, поршневание.
Замену скв-нной ж-ти производят следующим образом. После перфорации эксплуатационной колонны в скв-ну до фильтра опускают НКТ. Затем в кольцевое простр-во м/у эксплуатационной колонной и спущенными трубами нагнетают воду. Буровой раствор, находящийся в скв-не, вытесняется из нее по трубам. Если после замены бурового раствора водой возбудить скв-ну (т.е. вызвать приток) не удается, то переходят на промывку скв-ны нефтью. После промывки скв-ны (прямой или обратной) водой или дегазированной нефтью можно достигнуть у<ния забойного давл-я: Δρ = (ρ1 – ρ2) Lg cosβ,
где ρ1,ρ2 - плотность соответственно бурового раствора и промывочной ж-ти; L - глубина спущенных НКТ; g — ускорение свободного падения; β – средний угол кривизны скв-ны.
Если из расчета следует, что и после замены воды на нефть не удается вызвать приток ж-ти из пласта, то применяют другие методы освоения (например, тартание или нагнетание сжатого воздуха и т. д.).
Продавка с помощью сжатого газа или воздуха (газлифтный способ освоения). Сущность метода заключается в нагнетании сжатого газа или воздуха в кольцевое простр-во м/у подъемными трубами и обсадной колонной. Сжатый газ (воздух) вытесняет ж-ть, заполняющую скв-ну, ч/з спущенные в нее НКТ на дневную поверхность.
Освоение фонтанных и газлифтных скв-н при помощи сжатого газа проводят при наличии специального наземного и подземного оборудования.
Аэрация — процесс смешения ж-ти с пузырьками сжатого газа (азот, УВ-й газ, но не воздух!). При аэрации за счет постепенного смешения сжатого газа (воздуха) и ж-ти, заполняющей скв-ну (бурового раствора, воды, нефти), уменьшается плотность ж-ти и тем самым плавно снижается давл-е на забой. Для аэрации к скв-не кроме водяной (нефтяной) линии от насоса подводят также газовую линию от компрессора (от газораспределительной батареи). Ж-ть и газ смешиваются в специальном смесителе (эжекторе) или газопроводящей линии скв-ны, и аэрированная ж-ть (газожидкостная смесь) нагнетается в ее затрубное простр-во. При замене ж-ти, находящейся в скв-не, этой смесью давл-е на забой снижается, и, когда оно становится < пластового, нефть начинает поступать из пласта в скв-ну.
Освоение с помощью скв-нных насосов применяют в скв-х, которые предполагается эксплуатировать глубинно-насосным способом. В некоторых случаях перед спуском НКТ забой очищают с пом-ю желонки. Если ствол и забой чисты, то в скв-ну спускают НКТ, штанговый насос, устанавливают станок-качалку, и пускают скв-ну в эксплуатацию. Точно так же осваивают скв-ны, кот-е будут эксплуатир-ся погружными электронасосами.
Освоение нагнетательных скв-н не отличается от освоения добывающих.
Тартание — извлечение из скв-ны ж-ти желонкой, спускаемой на тонком (16 мм) стальном канате с помощью лебедки.
Тартание — малопроизводительный, трудоемкий способ снижения уровня ж-ти в скв-не с очень ограниченными возможностями применения
Поршневание (свабирование) заключается в постепенном снижении уровня ж-ти в скв-не при помощи поршня (сваба).Поршень представляет собой трубу диаметром 25—37,5 мм с клапаном в нижней части, открывающимся вверх. На наружной пов-ти поршня укреплены эластичные резиновые манжеты, армированные проволочной сеткой. Для возбуждения скв-ны поршневанием в нее до фильтра на стальном канате диаметром 16 или 19 мм спускают насосно-компрессорные трубы. Каждую трубу проверяют шаблоном. При спуске поршня под уровень (обычно на глубину 75—150 м) ж-ть перетекает ч/з клапан в простр-во над поршнем. При подъеме его клапан закрывается, а манжеты, распираемые под действием давл-я столба ж-ти, прижимаются к стенкам труб и уплотняются. За один подъем выносится столб ж-ти, находящейся над поршнем на глубине погружения под уровень ж-ти. Поршневание в 10-15 раз производительнее тартания. При непрерывном поршневании уровень ж-ти в скв-не понижается и соответственно снижается давл-е на забое скв-ны, что вызывает приток в нее ж-ти из пласта. Если предполагается, что скв будет фонтанировать, то используют фонтанную арматуру. Недостаток этого способа- необх-ть проведения работ при открытом устье, что связано с опасностью выброса.