При глушении скважин различными блокирующими составами возникает вопрос о сравнении эффективности применяемых блокирующих составов. При глушении скважин с поровыми коллекторами, нормальным и аномально высоком пластовых давлениях в качестве критерия эффективности использования блокирующих составов справедливо рассмотрение объёма использованного технологического состава и изменения коэффициента продуктивности при успешной операции глушения для одной и той же скважины. Поглощением в ПЗП блокирующего состава пренебрегаем, считаем что точно определили пластовое давление и точно подобрали плотность состава. Однако в условиях АНПД и трещиноватых коллекторах данные критерии «впрямую» применяться не могут поскольку:
- Плотность блокирующего состава ниже 1000 кг/м 3 мы не используем, что приводит к дополнительным поглощениям технологического состава глушения связанным с гидростатическим давлением превышающим пластовое.
- Поглощения при глушении могут быть связаны с проводящей активностью трещин вблизи скважин. Проводящая активность трещин зависит от значений и ориентации прискваженного поля напряжений, от пространственной ориентаций трещины относительно траектории скважины, а также может меняться с изменением давления [1, 2, 3].
Рис. 1. Схематичная иллюстрацию проводящей активности трещин
Поэтому необходим показатель, определяющий зависимость объёма использованного технологического состава глушения от пластового давления и являющегося функцией только геологических параметров и реологических параметров жидкости
Рассмотрим задачу вытеснения пластового флюида технологическим составом глушения [4].
Предположим, что реология вытесняющего флюида — Гершеля-Балкли:
Где
Реологию вытесняемого флюида положим Ньютоновской:
Где
Заметим, что при
Возможные зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига согласно указанным выше моделям представлены на рисунке 2.
Рис. 2. Реология различных жидкостей — зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига
В дальнейших решениях задачи вытеснения будут сделаны следующие предположения:
— Вытеснение поршневое, т. е. фронт вытеснения ровный (рис. 3), а насыщенность вытесняющего флюида имеет резкий скачок от 1 до 0 на границе раздела жидкости.
Рис. 3. Поршневое вытеснение
— Флюиды несжимаемые, т. е. их плотности постоянны и не зависят от давления. Это предположение не позволяет исследовать нестационарные эффекты в ходе течения.
Вытеснение в щели
Рассмотрим уравнение движения жидкости Гершеля-Балкли в щели:
Глушение заканчивается когда жидкость более «не продавить» в глубь. Тогда, скорость движения флюида равна нулю. Уравнение преобразуется в:
Градиент давления будет постоянным, т.е.
Где
Общий закачанный объем равен:
Где
Итого:
Где
Поскольку
Таким образом в качестве критерия эффективности различных блокирующих составов используемых в трещиноватых коллекторах на одной и той же скважине является показатель
В случае успешной операции глушения, выполненной одинаковым объёмом блокирующего состава при различных забойных давлениях, наиболее эффективным считается состав сработавший при более низком забойном давлении. Объём использованного блокирующего состава глушения рассчитывается по сумме объёмов всех отрицательных циклов глушения до получения положительного результата. Неуспешные глушения полученные по техническим причинам, при установленных клапанах отсекателях (КЗП), при разбуривании новых стволов, достреле пласта, разбуривании пакера с поглощением жидкости, промывке, использовании технолгического состава связанного с технологическим планом ТКРС, не подлежат рассмотрению при определении эффективности блокирующих составов [5].
В качестве источников данных были использованы результаты проведённых операций глушения в 2017–2020 годах и протоколы геолого-технических совещаний.
Выборка скважин, глушение на которых проводились до и после 2018 года представлена в таблице 1.
Таблица 1
Выборка скважин для анализа эффективности
|
№ скв |
Дата |
(Руст, атм) |
(Рпл, атм) |
Р гидростат (атм) |
Плотность кг/м3 |
Глубина кровли пласта по вертикале (м) |
Объём используемого состава глушения, м3 БК |
Объём используемого состава глушения, м3 ИЭР |
Критерий эффективности по каждому глушению
|
Результаты глушения |
Сравнительный критерий эффективности составов |
Примечания |
|
1117 |
30.03.2017 |
80,00 |
154 |
177,0 |
1010 |
1811 |
105 |
47 |
1,5 |
Положит |
||
|
1117 |
27.04.2019 |
40,00 |
175,7 |
177,0 |
1010 |
1811 |
5 |
0,1 |
Положит |
КЗП |
||
|
1117 |
04.05.2019 |
120,00 |
175,7 |
177,0 |
1010 |
1811 |
100 |
40 |
1,2 |
Положит |
КЗП |
|
|
1119 |
12.05.2017 |
120,00 |
135 |
180,3 |
1010 |
1845 |
0 |
50 |
0,3 |
Отриц |
0,5 |
|
|
1119 |
17.05.2017 |
130,00 |
135 |
180,3 |
1010 |
1845 |
20 |
17 |
0,2 |
Положит |
||
|
1119 |
19.01.2018 |
150,00 |
173 |
180,3 |
1010 |
1845 |
50 |
17 |
0,4 |
Положит |
0,4 |
|
|
1131 |
19.09.2017 |
110,00 |
145 |
177,5 |
1010 |
1816 |
80 |
26 |
0,7 |
Положит |
0,7 |
|
|
1131 |
27.03.2018 |
110,00 |
142 |
177,5 |
1010 |
1816 |
80 |
27 |
0,7 |
Положит |
0,7 |
|
|
1327 |
15.09.2017 |
80,00 |
178 |
183,9 |
1010 |
1881 |
60 |
30 |
1,0 |
Положит |
1,0 |
|
|
1327 |
11.02.2018 |
45,00 |
150,1 |
183,9 |
1010 |
1881 |
60 |
26 |
1,1 |
Положит |
1,1 |
|
|
1036–1 |
15.05.2017 |
30,00 |
168 |
181,5 |
1010 |
1857,3 |
60 |
4 |
1,5 |
Положит |
1,5 |
|
|
1036–1 |
15.05.2019 |
70,00 |
118 |
181,5 |
1010 |
1857,3 |
80 |
40 |
0,9 |
Положит |
0,9 |
|
|
1056–1 |
02.12.2017 |
100,00 |
112,7 |
182,5 |
1010 |
1867,4 |
41 |
20,5 |
0,4 |
Отрицат |
1,0 |
|
|
1056–1 |
10.12.2017 |
100,00 |
112,7 |
182,5 |
1010 |
1867,4 |
67 |
32,5 |
0,6 |
Положит |
||
|
1056–1 |
26.12.-29.12.17 |
20,00 |
112,7 |
182,5 |
1010 |
1867,4 |
67,2 |
25,3 |
1,0 |
Положит |
1,0 |
|
|
1056–1 |
29.01.2018 |
20,00 |
112,7 |
182,5 |
1010 |
1867,4 |
70 |
20 |
1,0 |
Положит |
1,0 |
|
|
1056–1 |
05.02.2018 |
20,00 |
112,7 |
182,5 |
1010 |
1867,4 |
70 |
27 |
1,1 |
Положит |
1,1 |
|
|
1063–1 |
01.01.2017 |
0,00 |
145 |
186,3 |
1010 |
1905,67 |
50 |
22 |
1,7 |
Отрицат |
2,5 |
|
|
1063–1 |
07.01.2017 |
65,00 |
145 |
186,3 |
1010 |
1905,67 |
80 |
6 |
0,8 |
Положит |
||
|
1063–1 |
17.10.2018 |
30,00 |
164,6 |
186,3 |
1010 |
1905,67 |
60 |
17 |
1,5 |
Отрицат |
2,4 |
|
|
1063–1 |
19.10.2018 |
60,00 |
164,6 |
186,3 |
1010 |
1905,67 |
60 |
17 |
0,9 |
Положит |
||
|
1135–2 |
03.06.2017 |
6,00 |
142,4 |
179,8 |
1010 |
1839,28 |
160 |
56 |
5,0 |
Положит |
5,0 |
|
|
1135–2 |
04.07.2018 |
0,00 |
130 |
179,8 |
1010 |
1839,28 |
100 |
17 |
2,4 |
Отрицат |
4,4 |
|
|
1135–2 |
05.07.2018 |
10,00 |
130 |
179,8 |
1010 |
1839,28 |
100 |
17 |
2,0 |
Положит |
||
|
1135–2 |
29.07.2018 |
60,00 |
130 |
179,8 |
1010 |
1839,28 |
121,5 |
71 |
1,8 |
Положит |
Доп.глушение предусмотрено планом ТКРС дострел пласта. |
|
|
1135–2 |
11.02.2020 |
60,00 |
131,8 |
179,8 |
1010 |
1839,28 |
100 |
30 |
1,2 |
Положит |
вскрыт новый пласт |
|
|
1135–2 |
21.02.2020 |
60,00 |
131,8 |
179,8 |
1010 |
1839,28 |
0 |
30 |
0,3 |
Положит |
Промывка |
|
|
1018–1 |
24.02.2017 |
90,00 |
165 |
183,8 |
1010 |
1880,4 |
50 |
19 |
0,6 |
Положит |
Разбуривание пакера с погл жидкости |
|
|
1018–1 |
15.03.2017 |
60,00 |
165 |
183,8 |
1010 |
1880,4 |
50 |
15 |
0,8 |
Положит |
глушение с технологичеким планом ТКРС |
|
|
1018–1 |
13.11.2019 |
70,00 |
110,8 |
183,8 |
1010 |
1880,4 |
150 |
20 |
1,2 |
Отрицат |
||
|
1018–1 |
15.11.2019 |
30,00 |
110,8 |
183,8 |
1010 |
1880,4 |
150 |
20 |
1,7 |
Положит |
||
|
1130 |
20.04.2017 |
90,00 |
162 |
177,8 |
1010 |
1818,7 |
80 |
34 |
1,1 |
Отрицат |
1,9 |
|
|
1130 |
30.04.2017 |
100,00 |
162 |
177,8 |
1010 |
1818,7 |
70 |
26 |
0,8 |
Положит |
||
|
1130 |
23.12.2019 |
60,00 |
101 |
177,8 |
1010 |
1818,7 |
120 |
50 |
1,2 |
Положит |
1,2 |
|
|
1141 |
16.01.2017 |
5,00 |
188 |
177,6 |
1010 |
1817,13 |
100 |
131 |
2,9 |
Положит |
||
|
1141 |
18.06.2020 |
10,00 |
116 |
177,6 |
1010 |
1817,13 |
0 |
10 |
0,1 |
Положит |
КЗП |
|
|
1323 |
21.06.2017 |
80,00 |
103 |
184,4 |
1010 |
1886,2 |
60 |
22 |
0,5 |
Положит |
0.5 |
|
|
1323 |
08.09.2017 |
90,00 |
122 |
184,4 |
1010 |
1886,2 |
60 |
21 |
0,5 |
Положит |
0,5 |
|
|
1323 |
27.06.2020 |
105,00 |
110 |
184,4 |
1010 |
1886,2 |
100 |
30 |
0,7 |
Положит |
0,7 |
|
|
1162–1 |
24.05.2017 |
0,00 |
154 |
186,7 |
1010 |
1910,4 |
398 |
51 |
13,7 |
Положит |
||
|
1162–1 |
14.12.2018 |
60,00 |
151 |
186,7 |
1010 |
1910,4 |
0 |
0 |
0,0 |
Положит |
КЗП |
|
|
1162–1 |
16.12.2018 |
30,00 |
151 |
186,7 |
1010 |
1910,4 |
10 |
0,0 |
Положит |
КЗП |
||
|
1162–1 |
12.05.2019 |
60,00 |
146,5 |
186,7 |
1010 |
1910,4 |
5 |
0,0 |
Положит |
КЗП |
|
Скважины не подлежащие анализу |
|
|
Скважины где эффективность составов ВЕ-БСВ и ВТ ИЭР применявшихся на ВУ ОНГКМ после 2018 года выше или сопоставима с составами БК и ИЭР применявшихся на ВУ ОНГКМ до 2018 года. |
|
|
Скважины где эффективность составов БК и ИЭР применявшихся на ВУ ОНГКМ до 2018 года выше составов ВЕ-БСВ и ВТ ИЭР применявшихся на ВУ ОНГКМ после 2018 года |
Как видно из данных, представленных в таблице № 1, согласно принятых критериев эффективности сравнению не подлежат блокирующие составы использованные на скважинах:
— № 1117 установлен клапан-отсекатель, изменены условия работы блокирующего состава;
— № 1135–2 не могут участвовать в анализе глушения проведённые с 29.07.2018, поскольку изменились пластовые условия вследствие дострела пласта;
— № 1141 установлен клапан-отсекатель, изменены условия работы блокирующего состава;
— № 1162–1 установлен клапан-отсекатель, изменены условия работы блокирующего состава.
Данные по сравнительным критериям эффективности составов приведены на рисунке 4
Рис. 4. Сравнительные критерии эффективности составов
Анализируя сравнительные критерии эффективности по скважинам подлежащим сравнению необходимо отметить:
- Из 9 случаев глушения в 5 случаях по составам ВЕ-БСВ и ВТ ИЭР применявшимся после 2018 г эффективность выше относительно составов БК и ИЭР применявшихся на ВУ ОНГКМ до 1 января 2018 года. (У составов ВЕ-БСВ и ВТ ИЭР сравнительный критерий эффективности ниже чем у БК и ИЭР).
- В 2 случаях эффективность составов ВЕ-БСВ и ВТ ИЭР применявшимся после 2018 г одинакова с эффективностью составов БК и ИЭР применявшихся на ВУ ОНГКМ до 1 января 2018 года. (У составов ВЕ-БСВ и ВТ ИЭР сравнительный критерий эффективности одинаков с составами БК и ИЭР).
- В 3 случаях по составам ВЕ-БСВ и ВТ ИЭР применявшимся после 2018 г эффективность ниже относительно составов БК и ИЭР применявшихся на ВУ ОНГКМ до 1 января 2018 года. (У составов ВЕ-БСВ и ВТ ИЭР сравнительный критерий эффективности выше чем у БК и ИЭР).
- По скважине № 1056–1 при глушении 29.01.2018 эффективность составов одинакова. При глушении 05.02.2018 эффективность составов ВЕ-БСВ и ВТ ИЭР применявшимся после 2018 г ниже относительно составов БК и ИЭР применявшихся на ВУ ОНГКМ до 1 января 2018 года. Данный факт очевидно связан с неправильным (завышенным) применением объёмов блокирующих составов, при одинаковом пластовом и устьевом давлениях.
- При проведении ОПИ блокирующих составов, в случае успешности их применения на 2 из трёх скважин (66,6 %), технология признаётся успешной. В рассматриваемом случае результаты не хуже (эффективность выше и одинакова) выявлены также на 66,6 % скважин.
Выводы:
Результаты промышленного применения подтверждаемые результатами лабораторных исследований показывают, что эффективность составов ВЕ-БСВ и ВТ ИЭР применявшихся на ВУ ОНГКМ после 2018 года не хуже относительно составов БК и ИЭР, применявшихся на ВУ ОНГКМ до 2018 года.
Литература:
1. Заливин В. Г. Осложнения при бурении нефтегазовых скважин: учеб. пособие. — Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. — 247 с.
2. Петров Н. А. Повышение качества первичного и вторичного вскрытия продуктивных пластов. — СПб: Недра, 2007. -544 с.
3. Басарыгин Ю. М. Технологические основы освоения и глушения нефтяных и газовых скважин. — М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2001. — 543 с.
4. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие для вузов / В. Е. Гмурман. — 9-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2003. — 479 с.
5. Единые правила ведения ремонтных работ в скважинах ОАО «Газпром»: СТО Газпром РД 2.1–140–2005, от 19 января 2005 г. — 144 с.
