Завершающим этапом строительства скважин на Самотлорском нефтегазоконденсатном месторождении является этап их освоения. Освоение скважины — это комплекс геолого-технологических мероприятий, которые направлены на вызов притока жидкости из продуктивного пласта при этом, не ухудшая его коллекторские свойства.
Качество освоения и результаты дальнейшей эксплуатации скважин зависят от того, на сколько удалось сберечь фильтрационно-емкостные свойства коллектора в призабойной зоне пласта при первичном, вторичном вскрытии и вызове притока. Качество вскрытия и освоения скважин определяет технико-экономические показатели при дальнейшей их эксплуатации.
Все методы освоения скважин в промышленной практике базируются на трех принципах снижения противодавления на продуктивный пласт: уменьшение плотности жидкости, которая заполняет скважину; снижения уровня жидкости в скважине; снижение забойного давления после предварительного воздействия. Основой для вызова притока жидкости из продуктивного пласта является снижение забойного давления ниже пластового, т. е. создание депрессии на пласт.
Актуальность данной темы исследования обусловлена тем, что качество освоения скважин определяет дальнейшую эффективность процесса их эксплуатации, которая определяется технико-экономическими показателями и рентабельностью эксплуатации.
Требования к технологии освоения скважин
Освоение скважин должно производится с помощью специализированного подъемного агрегата (например, АР-60) либо его аналогов. Также возможно применение колтюбинговых технологий на «гибкой трубе».
Комплекс работ по освоению должен обеспечивать:
– сохранение скелета пласта в призабойной зоне;
– сохранение, восстановление или повышение проницаемости призабойной зоны;
– предупреждение прорыва пластовой воды из водонасыщенных горизонтов;
– предотвращение неконтролируемых газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов;
– охрану недр и окружающей среды.
При выполнении работ по освоению скважины необходимо иметь запас жидкости глушения в количестве двух объемов скважины, находящихся непосредственно производственной площадке. Устье скважины должно быть оборудовано противовыбросовым оборудованием.
Работы по освоению скважин могут быть начаты, если будут обеспечены следующие условия:
– высота цементного раствора и качество сформировавшейся крепи соответствует требованиям рабочего проекта;
– эксплуатационная колонна должна быть прошаблонирована и опрессована совместно с колонной головкой и превенторной установкой;
– устье с фонтанной арматурой или превенторной установкой и выкидные линии должны быть оборудованы обвязаны согласно схеме.
– отсутствие межколонных давлений.
Для эксплуатационных объектов месторождения можно рекомендовать следующие методы освоения скважин:
– очистка призабойной зоны, вызов притока и исследование скважины с применением струйных насосов;
– перевод на воду и нефть с последующим вызовом притока азотной установкой;
– применение пенных систем.
Величина депрессии на пласт выбирается с учетом конкретных геолого-физических характеристик пласта, степени загрязнения его в процессе вскрытия, прочности обсадной колонны и ограничений по допустимому перепаду давления на зацементированное заколонное пространство скважин, расстояния до ГНК, ВНК, а также наличия и толщины перемычек между ними.
Вызов притока струйными насосами
Принцип данного метода заключается в применении специального устройства — струйного насоса. Рабочая жидкость, прокачиваемая через насос, под большим давлением подается на сопло и, проходя через эжекторную камеру, создает зону разряжения в подкамерной зоне, имеющей сообщение с продуктивным пластом, за счет чего происходит вызов притока из пласта. Лучше всего применять насосы таких конструкций, которые позволяют в процессе освоения в реальном времени отслеживать текущее забойное давление, за счет использования манометрических вставок, что является очевидным преимуществом. Такая возможность контроля давления позволяет точно регулировать величину депрессии для достижения максимальных результатов.
Перед спуском струйного насоса эксплуатационную колонну необходимо прошаблонировать и скреперовать в интервале установки пакера.
Создание депрессии на пласт осуществляется нагнетанием жидкости в затрубное пространство или в полость НКТ с давлением, необходимым для создания необходимой депрессии, но не выше давления опрессовки колонны. Конструкция, при которой рабочая жидкость закачивается в полость НКТ, является более предпочтительной, поскольку позволяет достичь более глубоких значений депрессии, так как зона высокого давления, в данном случае, заключена в полость НКТ и при этом исключается негативное воздействие избыточного давления на стенки обсадных колонн.
Для очистки призабойной зоны пласта и вызова притока, необходимо осуществление воздействия на пласт методом переменных давлений. Депрессия создается в течение 5–10 мин, циклы повторяются 5–10 раз. Гидродинамические исследования скважин проводятся на 3–4 режимах, путем подбора режима работы агрегата. Время работы на каждом режиме 1–2 часа.
При наличии в компоновке обратного клапана и автономного глубинного манометра, после каждого режима производится запись КВД. При остановке клапан закрывается под весом столба жидкости. Если пластовое давление выше давления столба жидкости, закрытие клапана можно добиться путем создания избыточного давления на устье скважины. При отсутствии обратного клапана запись КВД производится при закрытых устьевых задвижках.
Дебит скважины замеряется по приросту объема рабочей жидкости при различных режимах. По окончанию исследований производится промывка скважины, срыв пакера и подъем струйного насоса.
К недостаткам данного метода можно отнести то, что в случае отказа пакера или струйного насоса необходимо произвести полный комплекс спускоподъемных операций по замене неисправного оборудования, что значительно увеличивает продолжительность освоения.
Метод компрессирования азотной установкой высокого давления
Метод заключается в достижении необходимой депрессии на пласт путем закачки рабочего газа в затрубное пространство, при котором происходит снижение уровня жидкости в затрубном пространстве и с одновременной аэрацией жидкости, находящейся в полости НКТ, через пусковые муфты, установленные в колонне НКТ.
Технология проведения работ:
– насосно-компрессорные трубы спускаются на глубину 10–15 м выше интервала перфорации с установкой пусковых муфт на рассчитанных глубинах;
– снижение уровня в скважине производится до прорыва азота через нижнюю пусковую муфту до стабилизации давления закачки азота;
– стравливание давления азота производится через затрубное пространство, а ожидание притока производится при открытых затрубном и трубном пространствах в течение 4–6 часов;
– в случае отсутствия притока на устье в скважине проводится повторное снижение уровня, гидродинамические исследования с записью кривой восстановления давления и оценкой скин-эффекта, отбираются пробы жидкости с забоя и с верхнего уровня жидкости в скважине;
– по результатам исследований решается вопрос о дальнейшем способе эксплуатации скважины.
Для снижения уровня жидкости необходимо использовать передвижные азотно-компрессорные комплексы типа ПАКК-9/160, СД-9/101М или СД-9/220.
Вызов притока пенными системами
Принцип действия данного метода заключается в плавном снижении депрессии на пласт до необходимой величины путем замены жидкости, находящейся в скважине, на раствор, чей удельный вес снижается до заданного значения за счет насыщения жидкости газом с помощью специальной установки.
Технологические параметры вызова притока пенной системой (степень аэрации, объем пенообразующей жидкости, давление закачки) определяются в зависимости от создаваемой депрессии на пласт. Для плавного создания депрессии на пласт после замены в скважине жидкости на техническую воду производится начальное аэриpование ее со степенью аэрации 5–10 %. С этой целью пенообразующую жидкость, представляющую водный раствор поверхностно-активного вещества (0.2–0.3 % ОП-10, или сульфонола) закачивают через аэратор по НКТ в скважину. В аэратор плавно, малыми порциями подается сжатый воздух, исключая при этом резкую пульсацию и образование воздушных пробок. После замены всей жидкости на пену, циркуляцию переключают на затрубное пространство. Постепенно увеличивается подача воздуха, и степень аэрации доводится до 30 %, затем скважина оставляется на самоизлив в течение 6 часов. В процессе ожидания притока проводятся промысловые геофизические исследования (ПГИ). В случае отсутствия притока цикл вызова пенной системой повторяется с проведением ПГИ.
Вызов притока пенной системой с использованием бустерной установки производится в следующей последовательности:
– спуск НКТ до глубины на 10–15 м выше интервала перфорации, без пусковых муфт;
– после оборудования устья, скважина промывается технической водой до полного удаления из скважины механических примесей, глинистого раствора, нефтепродуктов, но не менее 2-х циклов;
– с помощью бустерной установки осуществляется подача расчетного количества аэрированной жидкости в скважину;
– после достижения заданной депрессии, которая регистрируется геофизическими приборами, закачка аэрированной жидкости прекращается;
– скважина ставится на самоизлив, при открытых трубных и затрубных задвижках, не менее чем на 1,5 часа;
– при наличии притока нефти и газа, после самоизлива, продукция скважины направляется в нефтесборный коллектор;
– при отсутствии притока нефти и газа, после самоизлива пены в течение первых нескольких часов, продолжить самоизлив до его окончания.
Освоение нагнетательных скважин
Целью освоения нагнетательной скважины является достижение заданной приемистости по эксплуатационному объекту, определяемой путем закачки жидкости в пласт с помощью насосного агрегата, либо от существующего водовода, что является более предпочтительным, так как позволит обеспечить установившийся режим закачки.
Распределение закачиваемой воды по пластам, определение заколонных перетоков и тех. состояние колонны определяются геофизическими методами исследования.
Определение профиля приемистости проводится в режиме установившейся закачки от водовода механическим расходомером, при котором запрещается использование цементировочного агрегата, так как неустановившийся и пульсирующий режим закачки, вызванный работой поршневого насоса, исключает возможность получения качественных данных.
Перед освоением нагнетательной скважины необходимо произвести следующие оценочные работы:
– определение герметичности эксплуатационной колонны;
– определение высоты подъема и качества цемента за колонной;
– определение наличия заколонных перетоков;
– оценка опасности коррозионного разрушения внутренней и наружной поверхностей обсадных труб (в случае обнаружения дефектов выполнить ремонтные работы);
– оценка характера распределения закачиваемой жидкости по толщине пласта с помощью дистанционного глубинного расходомера (РГД).
Литература:
- Булатов, А. И. Освоение скважин / А. И. Булатов, Ю. Д. Качмар, П. П. Макаренко, Р. С. Яремийчук. — Москва: Недра-Бизнесцентр, 1999. — 473 c. — Текст: непосредственный.
- Булатов, А. И. Решение практических задач при бурении и освоении скважин / А. И. Булатов, Ю. М. Проселков. — Краснодар: Советская Кубань, 2006. — 744 c. — Текст: непосредственный.
- Яковлев, И. Г. Учебно-методическое пособие по дисциплине «Технологические основы вызова притока и освоение скважин» / И. Г. Яковлев, К. В. Бекмурзаев, А. Ф. Семененко, Т. М. Семененко. — Тюмень: Изд-во ТИУ, 2017. — 153 c. — Текст: непосредственный.
