Вопрос 16. Методы снижения забойного давления для вызова притока из продуктивного пласта.

Вызов притока флюидов из пласта основан на снижении забойного давления в скважине ниже пластового. Скважины, в которых ремонтные работы выполнялись без предварительного глушения и перфорированы при депрессии, в операциях по вызову притока не нуждаются.

Приток жидкости (газа) из пласта в скважину возможен лишь при условии

Р_пл > Р_заб + Р_доп (7.1)

где Р_пл, Р_заб, Р_доп – соответственно, давление пластовое, забойное, необходимое для преодоления сопротивлений при течении жидкости по пласту и трубам, МПа,

Учитывая, что Р_заб = ρgh, получим

Р_пл > ρgh + Р_доп (7.2)

где, ρ – плотность жидкости, заполнившей скважину высотой столба h.

Следовательно, для получения притока флюидов из пласта, необходимо или уменьшить высоту столба жидкости, или снизить ее плотность.

Регламентированная депрессия на пласт путем снижения плотности может быть достигнута заменой жидкости в скважине на воду, дегазированную нефть, облегченные обратные эмульсии, газированные жидкости, пенные системы.

Депрессия давления на пласт снижением уровня жидкости в скважине достигается посредством поршня, скважинными глубинными насосами, нагнетанием инертного газа компрессором или природного газа из соседней скважины.

Снижение уровня жидкости в эксплуатационной колонне нагнетанием воздуха запрещается.

Замена жидкости в скважине осуществляется обычно по схеме обратной промывки (реже прямой). Для этого в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб до интервала эксплуатационного объекта. Если пласт сложен устойчивыми породами, то башмак труб можно расположить в интервале нижних перфорационных отверстий, если порода недостаточно устойчива, то рекомендуется установка башмака выше фильтра. К устьевой арматуре подсоединяется насосный агрегат и в межколонное пространство (между колонной эксплуатационной и НКТ) нагнетается жидкость, плотность которой ρ_ос (освоения) меньше плотности ρ_г (глушения), находящейся в скважине. По мере заполнения межколонного пространства облегченной жидкостью, утяжеленная жидкость вытесняется в колонну НКТ, а давление на устье скважины Р_ук возрастает и достигает максимума в момент подхода жидкости освоения к башмаку НКТ.

Р_у = (ρ_ос - ρ_г ) g Z + Р_т + Р_к (7.3)

где Z – глубина спуска колонны НКТ, м

Р_т, Р_к гидравлические потери в трубах и межколонном пространстве, соответственно, Па (по формулам гидравлики)

Если при замене наблюдаются поглощения жидкости пластом, рекомендуется устранить все искусственные сопротивления на пути восходящего потока (полностью открыть задвижки, убрать штуцеры) и уменьшить подачу насосов.

Способ г азирования жидкости заключается в постепенном снижении ее плотности вследствие одновременного нагнетания в скважину жидкой и газообразной фазы, смешиваемой в аэраторе (рис.7.5).

а) 1, 2 – линия подачи соответственно газа и жидкости, 3 – смеситель, 4 – задвижка, 5 – обсадная колонна, 6, 8 – колонна НКТ, 7 – переводник.

б)

Рис. 7.5 Схема газирования

Двигаясь вниз по кольцевому пространству, газ, смешанный с жидкостью, сжимается под весом ее столба, пока не достигнет башмака НКТ. Затем из межтрубного пространства пузырьки газа попадают в НКТ и постепенно расширяются, вследствие чего жидкость поднимается внутри НКТ с одновременным снижением ее плотности. Постепенным газированием плотность газожидкостной смеси в скважине доводят до плотности 400 – 300 кг/м³. Способ аэрации позволяет осуществлять плавное снижение давления на пласт за сравнительно непродолжительное время. Для снижения уровня вытеснением жидкости сжатыми газами в межколонное или трубное пространство подают природный газ из соседней скважины или нагнетают инертный газ компрессором.

 

Вызов притока из пласта пенами заключается в замене имеющейся в скважине жидкости на двухфазную пену. Давление на забой обусловлено средней плотностью пены, которую определяет степень аэрации. Задаваясь допустимой величиной снижения забойного давления, устанавливают максимальную степень аэрации с учетом глубины скважины, расхода пенообразующей жидкости и схемы циркуляции (обратная или прямая промывка). Технология освоения скважин с применением пены имеет несколько вариантов в зависимости от пластовых давлений Р_пл: Р_пл = 0.8 – 1.0 Р_гидр; Р_пл = 0.5 – 07 Р_гидр; Р_пл = 0.1 – 0.4 Р_гидр Р_гидр - давление столба пресной воды.

К первой группе относят почти все скважины, вводимые в эксплуатацию из бурения на нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях. Ко второй группе относят нефтяные скважины, эксплуатируемые фонтанным и газлифтным способом, и скважины газовых и газоконденсатных месторождений, вступивших в позднюю стадию разработки.Третью группу составляют скважины газовых и газоконденсатных месторождений с весьма низкими пластовыми давлениями.

Из мерной емкости 9 (рис. 7.7) насосом 8 подают в аэратор 7 водный раствор ПАВ, который по линии 6 поступает в лифтовую колонну 1, а вытесняемая из скважины жидкость по межтрубному пространству 12 направляется в емкость 10 или по линии 11 в другую емкость. Сжатый газовый агент компрессором 4 подают в аэратор 7, и по лини 6 в скважину уже поступает пена, которая начинает вытеснять из скважины жидкость. Для предотвращения образования газовых подушек, сжатый газ подают постепенно, плавно и малыми дозами.

 

Рис. 7.7. Схема обвязки скважины при освоении пеной.

 

По достижению заданной величины забойного давления подачу пены прекращают, а рост депрессии происходит за счет упругой энергии пены, что выражается ее самоизливом из скважины

Наиболее приемлемым способом снижения уровня по совокупности качеств является свабирование (поршневание).

 

Рис.7.8. Способы подъема жидкости из скважины свабом (поршнем). а) в колонне насосно-компрессорных труб, б) в эксплуатационной колонне (без НКТ), в) с помощью желонки в эксплуатационной колонне. 1 - устьевое оборудование, 2 – эксплуатационная колонна, 3 – колонна НКТ, 4 – гибкий тяговый орган, 5 – грузы, 6, 7 – свабы, 8 – желонка.

 

Суть свабирования состоит в периодическом подъеме определенных порций жидкости из скважины, с последовательным ступенчатым снижением ее уровня в соответствии с изменением глубины спуска сваба.

Подъем жидкости производят по насосно-компрессорным трубам, по эксплуатационной колонне, с помощью желонки в эксплуатационной колонне (рис. 7.8).

При свабировании по колоннам (НКТ и эксплуатационная) глубина спуска под уровень жидкости ограничена только прочностью сваба и характеристикой подъемного оборудования и может измеряться сотнями метров. Высота поднимаемого столба жидкости с помощью желонки ограничена ее длиной и не может превышать 40 – 50 м. Величина снижения давления на пласт за один спуск соответствует давлению выталкиваемого свабом столба жидкости.

Свабирование с помощью желонки может быть эффективно использовано в скважинах, вскрывших пласты с небольшой глубиной залегания и очень высокой вязкостью продукции, когда применение других способов затруднено или невозможно, например, при освоении битумных скважин.

Снижение уровня в скважине свабированием при герметичном устье обеспечивает сохранение целостности скелета и естественной проницаемости пласта, герметичность цементного кольца, сохранность эксплуатационной колонны, охрану окружающей среды, а также предотвращает неконтролируемые фонтанные проявления, прорывы пластовых вод (подошвенная, нижняя, верхняя) и газов из газовой шапки.

Снижение уровня состоит из повторяющихся циклов свабирования и прослеживания времени его восстановления до стабилизации притока из пласта. По полученным данным можно определять ожидаемый дебит скважины для подбора глубинного насоса.

Если позволяет прочность сваба и тягового органа, возможен насосный режим откачки. Для реализации насосного режима на нижнем конце колонны НКТ устанавливается обратный клапан. Откачка жидкости производится возвратно-поступательным движением сваба в нижней части колонны без выхода из под уровня.

Комплекс оборудования для свабирования должен обеспечить герметичность устья скважины, возможность контроля за процессом и его безаварийное завершение в случае фонтанирования скважины.

В состав комплекса входят:

- подъемный агрегат,

- устьевое оборудование,

- скважинное оборудование,

- средства контроля,

- дополнительное специальное оборудование.

Свабирование может выполняться с помощью подъемных агрегатов для ремонта скважин, имеющих лебедку с тартальным барабаном, мобильной специальной установкой, смонтированной на шасси автомобиля или прицепной мачтой.