Способы увеличения производительности скважин
Одним из самых важных направлений повседневной практической деятельности предприятий нефтедобывающей промышленности является повышение (или восстановление) производительности скважин. Для этой, цели на вооружении промысловых работников имеется весьма широкий непрерывно пополняющийся арсенал различных способов. Для того чтобы классифицировать эти способы, вернемся к формуле Дюпюи. Из формулы видно, что производительность скважины может быть повышена путем:
1) увеличения эффективной толщины вскрытого пласта,
2) увеличения проницаемости пласта,
3) увеличения пластового давления,
4) уменьшения забойного давления,
5) снижения вязкости жидкости в пластовых условиях,
6) уменьшения расстояний между данной скважиной и соседними (при сохранении других условий неизменными),
7) увеличения приведенного радиуса.
Этот перечень по существу и определяет полную классификацию возможных способов увеличения производительности скважин.
Рассмотрим способы, которые приводят к повышению проницаемости пласта. Таких способов много, но почти все они обеспечивают повышение проницаемости не всего пласта, а лишь небольших его участков вблизи забоев скважин, в так называемых призабойных зонах; тем не менее, их эффективность весьма значительна. К этой группе способов относятся:
1) гидравлический разрыв пласта, в результате которого вблизи скважины образуются трещины, что существенно повышает проницаемость призабойной зоны;
|
|
|
2) кислотная обработка, в результате которой увеличиваются размеры поровых каналов в призабойной зоне пласта;
3) паротепловая обработка, заключающаяся в кратковременной закачке пара в пласт и приводящая к расплавлению в призабойной зоне парафино-асфальтовых отложнений, снижающих ее проницаемость;
4) прогрев призабойной зоны с помощью нагревателей различных конструкций, дающий тот же эффект, что и паротепловая обработка;
5) взрыв зарядов на забое скважины (торпедирование), приводящий к созданию сети трещин в призабойной зоне;
6) кратковременная закачка поверхностно-активных веществ в скважину, приводящая к увеличению проницаемости для нефти; обработка призабойных зон кислотными пенами и др.
Принципиально возможны и способы повышения проницаемости пласта не только в призабойной зоне, но и на большей площади (например, путем взрывов большой мощности). Эти способы находятся пока в стадии опробования, и поскольку они приводят к росту дебитов не одной, а многих скважин, то их можно отнести к группе способов повышения производительности пластов (залежей).
|
|
|
По причинам, которые будут ясны для учащихся ниже, нарушим принятую последовательность и перейдем сразу к способам, обеспечивающим повышение производительности скважин за счет увеличения их приведенного радиуса.
Учащимся уже известно, что приведенный радиус характеризует степень совершенства скважины. Чем выше степень вскрытия пласта и чем полнее связь скважины с пластом во вскрытом интервале, тем выше коэффициент совершенства скважины и, следовательно, тем больше ее приведенный радиус. Отметим здесь также, что при одинаковых степени и характере вскрытия пласта приведенный радиус скважин будет тем больше, чем больше ее действительный радиус.
Таким образом, увеличить приведенный радиус скважины можно следующими путями: увеличением действительного ее радиуса, увеличением степени вскрытия пласта и созданием более полной гидравлической связи ствола скважины с пластом во вскрытом интервале.
Первый путь, хотя он принципиально и осуществим, практически не используется, так как он мало эффективен и технически труден. Второй и третий пути широко используются в нефтепромысловой практике и вкдючают все виды перфорации (пулевую, кумулятивную, гидропескоструйную, торпедную).
|
|
|
Увеличение интервала перфорации в пределах толщины уже эксплуатируемого пласта приводит к увеличению степени вскрытия, а увеличение плотности перфорации, глубины и диаметра каналов улучшает характер вскрытия. Совершенно очевидно, что перфорация воздействует не только на обсадную колонну и цементное кольцо между этой колонной и стенками скважины, но и на сам продуктивный пласт в непосредственной близости от ствола.
Создание каналов в пласте и трещин, расходящихся от них, повышает проницаемость пласта в призабойной зоне. Таким образом, эффект различных методов перфорации аналогичен эффекту методов увеличения проницаемости призабойной зоны пласта. Поэтому естественно все методы увеличения проницаемости призабойной зоны пласта, а также методы увеличения степени и улучшения характера вскрытия пласта объединить в одну группу. Эффективность всех мероприятий этой группы можно оценивать одинаковым образом - по изменению коэффициента совершенства скважины или по изменению приведенного радиуса. При таком подходе к оценке эффекта исходят из вполне допустимого предположения, что в результате проведения на скважине мероприятий рассматриваемой группы проницаемость пласта в призабойной зоне остается неизменной, но изменяется приведенный радиус. Это значительно упрощает комплекс исследований, осуществляемых на скважинах до и после проведения мероприятий по повышению производительности, с целью выявления действительной эффективности этих мероприятий.
|
|
|
Чем сильнее изменяется приведенный радиус в большую сторону, тем эффективнее мероприятие.
Следующая группа способов повышения производительности скважин связана с увеличением толщины эксплуатируемого пласта. Сюда относятся все способы дополнительного вскрытия новых интервалов продуктивного разреза (подключение скважины к неэксплуатируемым в ней ранее пластам или пропласткам). Эти способы широко применяют в практике.
Эффективным и также широко используемым в практике способом увеличения производительности скважин является повышение пластового давления, которое осуществляется путем нагнетания в пласт воды, газа или других рабочих агентов. При этом повышается производительность многих скважин одного объекта, поэтому все способы повышения пластового давления относят к группе способов увеличения производительности пластов (залежей).
Способы увеличения производительности скважин путем снижения забойных давлений в нефтепромысловой практике являются, пожалуй, самыми распространенными. К ним относятся все виды подземных ремонтов эксплуатационного оборудования, борьба с песком и отложениями парафина и солей, все усовершенствования средств откачки жидкости из скважин и перевода скважин с одних способов эксплуатации на другие. В частности перевод скважины с фонтанного способа эксплуатации на компрессорный позволяет ее эксплуатировать при более низких забойных давлениях, т. е. с более высокими дебитами. Увеличение межремонтного периода скважины позволяет снизить среднее за год забойное давление и тем самым увеличить общее количество нефти, отбираемой из скважины в расчете на год. Увеличение числа качаний станка-качалки или длины хода плунжера также являются мероприятиями повышения производительности скважины за счет снижения забойного давления.
Вязкость нефти в пластовых условиях может быть уменьшена путем мощного теплового воздействия на пласт или другими путями (например, путем растворения в нефти больших количеств газа, нагнетаемого в пласт при высоком давлении). Эти способы также приводят к повышению производительности объектов в целом. В практике они пока еще не нашли широкого применения.
Уменьшение расстояний между скважинами (уплотнение сетки) как способ увеличения их производительности в практике не применяется, так как, во-первых, этот способ мало эффективен, а во-вторых, его практически невозможно осуществить без применения дополнительного воздействия на пласт.
Если говорить о практически применяемых способах повышения производительности отдельных скважин (а не пласта в целом), связанных с проведением каких-либо работ именно на этих скважинах, то, как следует из вышеизложенного, они разделяются на следующие три группы:
1) способы, обеспечивающие рост производительности за счет увеличения приведенных радиусов скважин;
2) способы, повышающие производительность за счет снижения забойных давлений скважин;
3) способы увеличения производительности скважин за счет увеличения толщины эксплуатируемого объекта.
Задача выбора оптимального способа повышения производительности, скважин в тех или иных конкретных условиях, вообще говоря, является весьма сложной. Выбираемый способ должен удовлетворять следующим основным требованиям:
1) не приводить к нарушению условий рациональной эксплуатации залежи в целом и правил охраны недр;
2) по сравнению с другими способами, позволяющими получить тот же технологический эффект (прирост дебита), он должен быть самым экономичным.
Если, например, скважина эксплуатируется при забойном давлении, которое с точки зрения условий разработки залежи минимально допустимо, то на такой скважине нельзя применять способы второй группы. Если с увеличением производительности скважины одновременно возрастает и газовый фактор выше допустимых пределов, то примененный способ также непригоден.
В заключение коротко остановимся на технологической сущности таких широко распространенных методов увеличения производительности скважин, как гидроразрыв, кислотная обработка и гидропескоструйная перфорация.
Гидравлический разрыв пластов осуществляется путем нагнетания в скважину жидкости при повышенном давлении. В таком случае в пласте расширяются или открываются ранее существовавшие трещины и образуются новые. Для предотвращения их смыкания после прекращения процесса закачки (снятия давления) в трещины в процессе разрыва вводится крупнозернистый песок (он добавляется в жидкость разрыва). Этот метод применяют для освоения и повышения производительности нефтяных и газовых скважин, а также освоения и повышения приемистости нагнетательных скважин.
При кислотной обработке призабойных зон скважин, вскрывших карбонатные коллекторы (известняки, доломиты), в них закачивают порцию соляной кислоты 8-15%-ной концентрации. Кислота реагирует с породой как на стенках скважин, так и в поровых каналах, в результате чего каналы расширяются и очищаются от илистых и карбонатных материалов, растворимых в кислоте. Обычно стараются процесс проводить таким образом, чтобы кислота как можно глубже проникла в пласт.
Для обработки призабойных зон некарбонатных коллекторов применяют смесь соляной и плавиковой кислот, которая хорошо растворяет глины и частично материал зерен кварцевого песка. В результате призабойная зона очищается от глинистых частиц, и расширяются поровые каналы.
Плотные малопроницаемые доломиты и некоторые другие породы плохо растворяются в холодной кислоте. В этих случаях можно использовать так называемую термокислотную обработку (обработку горячей кислотой). Кислота нагревается химическим путем, за счет экзотермической реакции (реакции, идущей с выделением тепла) с реагентами, загружаемыми в специальный наконечник, спускаемый в скважину на трубах.
При гидропескоструйной перфорации в скважину через насосно-компрессорные трубы при высоком давлении и большом расходе закачивается жидкость, содержащая во взвешенном состоянии песок. На нижнем конце насосно-компрессорных труб устанавливается специальное устройство — гидроперфоратор, который в простейшем виде представляет собой патрубок с насадками из твердых материалов, установленными в его стенках. Струи жидкости с песком, выбрасываемые из отверстий насадок, разрушают колонну, цементное кольцо и создают в пласте каверны.
Перфоратор в процессе работы может с помощью специального устройства вращаться, а вся колонна насосно-компрессорных труб вместе с перфоратором может опускаться и подниматься. Это позволяет создавать вертикальные и горизонтальные надрезы, что в ряде случаев бывает необходимо.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 2783; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!