Типові конструкції привибійної зони

Свердловини

Усі відомі типи конструкцій привибійної зони свердловини можна класифікувати за двома ознаками:

- способом входження в продуктивну зону;

- способом кріплення продуктивної зони.

За способом входження в продуктивну зону розрізняють два основних методи.

У разі застосування першого з них розкриття продуктивного пласта проводять безпосередньо після буріння верхнього інтервалу на тій же промивальній рідині без кріплення останнього. Після розкриття продуктивного пласта у свердловину спускають експлуатаційну колону, цементують і проводять вторинне розкриття – перфорацію (рисунок 3.1, а,б,в). Якщо продуктивна зона обладнується фільтром, то цементування свердловини здійснюється манжетним способом вище продуктивної зони (рисунок 3.1, г).

У разі застосування другого методу до первинного розкриття продуктивної зони приступають після того, як свердловина пробурена, закріплена і зацементована до покрівлі продуктивного пласта (рисунок 3.1, д,е,є,ж,з,и). Перед розкриттям продуктивної зони промивальна рідина може бути замінена на таку, яка відповідає умовам розкриття пласта.

На рисунку 3.1, і,ї показані варіанти комбінованої конструкції вибою, за якими експлуатаційна колона перекриває тільки верхню частину продуктивної зони.

Цей спосіб входження в продуктивну зону несе в собі ознаки як першого способу (верхня частина продуктивної зони), так і другого (нижня частина).

За способом кріплення продуктивної зони можна виділити три основні типи конструкції привибійної зони.

1 Конструкція з закритою привибійною зоною, за якої зацементована обсадна колона (рисунок 3.1, а,б,в), або хвостовик (рисунок 3.1, д) перекриває всю продуктивну зону. Для встановлення зв’язку з пластом необхідно провести вторинне розкриття (перфорацію). У варіанті конструкції (рисунок 3.1, д) замість хвостовика може бути спущена суцільна експлуатаційна колона, цементування якої проводиться по всій довжині або частково.

2 Конструкція з відкритою привибійною зоною, за якої її залишають відкритою (рисунок 3.1, е) або обсаджують фільтром, але не цементують (рисунок 3.1, г,ж,з).

3 Конструкція з комбінованим вибоєм, за якого нижню частина продуктивної зони залишають відкритою, а верхню частину перекривається експлуатаційною обсадною колоною, цементують і перфорують (рисунок 3.1, і,ї).

Найпоширеніше використання конструкції а, яку застосовують у всіх розвідувальних і в більшості експлуатаційних свердловинах, головним чином, тому, що вона проста в реалізації, а продуктивна зона надійно ізолюється. Конструкція а дозволяє вибірково з’єднувати свердловину з будь-якою ділянкою продуктивної зони. Істотним недоліком цього способу є те, що склад і густину промивальної рідини необхідно підбирати з врахуванням стійкості, коефіцієнтів аномальності пластових тисків та індексів тисків поглинання не тільки продуктивної зони, але і всієї товщі порід, які не перекриті попередньою колоною. Іншим недоліком такої конструкції слід вважати те, що пласт може забруднюватись під час цементування свердловини. Якщо продуктивний пласт складений незцементованими породами, то для обмеження поступлення в свердловину піску та інших продуктів руйнування колектора в інтервалі залягання таких горизонтів встановлюють фільтр (рисунок 3.1, б) або формують розширену зону, яку заповнюють штучним колектором необхідної міцності і проникності (рисунок 3.1, в). Для цього використовуються спеціальні тампонажні матеріали з заданою проникністю, наприклад, Контарен-2. Він складається з таких інгредієнтів:

– суміш сланцевих фенолів, етиленгліколю та їдкого натру;

– уротропін технічний;

– наповнювачі: розчинний (хлористий натр) і нерозчинний (доменний шлак).

Перфорацію колони необхідно проводити зарядами малої потужності, які утворюють отвори діаметром 3–4 мм, щоб запобігти руйнуванню каркаса штучного фільтра.

Конструкцією 3.1, г передбачено спуск в зону пласта частини колони у вигляді фільтра і манжетне цементування вище покрівлі продуктивного пласта. Така конструкція дозволяє уникнути забруднення пласта під час цементування, але виключає можливість селективної (вибіркової) експлуатації покладу.

Вище вже відзначалося, що конструкції (рисунок 3.1, а,б,в,г) мають спільний недолік: на вибір параметрів промивальної рідини при бурінні в продуктивній зоні впливають характеристики залягаючих вище пластів. Конструкція 3.1, д складніша порівняно з 3.1, а, але за наявності переваг першої кон­струкції у неї відсутні її недоліки. Тип і параметри промивальної рідини можна підбирати тільки залежно від характеристики продуктивної зони, а забруднення тампонажним розчином зводиться до мінімуму завдяки малій висоті стовпа цементного розчину (100–300 м вище покрівлі продуктивної зони). Ця конструкція широко використовується в зарубіжній практиці.

Конструкція 3.1, е найпростіша з усіх конструкцій вибою відкритого типу. Вона має цілий ряд переваг:

– склад і властивості промивальної рідини можна вибирати тільки залежно від особливостей продуктивного пласта;

– зменшується витрата обсадних труб і тампонажних матеріалів на кріплення нижньої ділянки свердловини;

– немає небезпеки забруднення продуктивного пласта тампонажним розчином;

– немає потреби вторинного розкриття свердловини;

– свердловина гідродинамічно є досконалішою. Коефіцієнт продуктивності досягає 2,2–7,3 м³/добу/МПа×м, тоді як в свердловинах з закритим вибоєм – 0,17–1,1м³/добу/МПа×м.

Однак застосування конструкції з відкритим вибоєм обмежується такими умовами:

– продуктивний пласт має бути складений міцною породою і не руйнуватися під дією депресії;

– пласт має бути насичений тільки одним видом флюїду (нафтою або газом) і має однакові колекторські властивості по всій товщині.

Така конструкція ускладнює ізоляцію підошовних або контурних вод. У конструкціях (рисунок 3.1, є,ж,з,и,і,ї) в тій чи іншій мірі відсутні вказані недоліки. Конструкція 3.1, є пе­редбачає створення привибійної зони з проникного тампонажного матеріалу, як і конструкція 3.1, в, а конструкція 3.1, ж – установку трубного фільтра, який підвішують в обсадній колоні з допомогою пакера або спеціального пристрою.

Конструкція 3.1, з більш досконала, оскільки, крім трубного фільтра, у продуктивній зоні намивається гравійний фільтр, а у конструкції 3.1, и замість намивання гравійного фільтра привибійна зона заповнюється штучним фільтром з проникного тампонажного матеріалу.

Варіанти конструкцій (3.1, і, ї) суміщують у собі можливості закритого і відкритого вибоїв.