Воздействие промывочной жидкости на продуктивный пласт.

Конечная цель строительства скважины на нефть или газ (поисковой, разведочной или эксплуатацион­ной) — достижение нефтегазовой залежи в недрах земли, вскрытие ее и получение притока (кратковременного или длительного) пластового флюида. Все работы на этом завер­шающем этапе объединяются под единым термином "заканчивание скважин".

С точки зрения реализации конечных целей скважина на нефть и газ представляет собой сложное гидротехническое сооружение, предназначенное для создания надежной гидро­динамической связи с продуктивны мм пластом (дренирование его) и отбора пластового флюида. Надежность скважины как гидротехнического сооружения зависит от качества вскрытия продуктивного горизонта, правильности разработки конст­рукции скважины для интервала продуктивного горизонта и качества изоляции этого интервала. Заканчивание скважи­ны — наиболее ответственный этап ее строительства, от ка­чества выполнения которого зависят результаты исследова­ния продуктивного пласта и последующая производитель­ность скважины.

Заканчивание скважины включает следующие основные виды работ: вскрытие продуктивного горизонта, конструк­тивное оформление ствола скважины в интервале продуктив­ного горизонта и изоляция его от соседних интервалов с во­доносными и проницаемыми пластами, создание гидродина­мической связи продуктивного горизонта со скважиной, исследование продуктивных пластов, освоение продуктивных пластов с промышленными запасами.

Вскрытие продуктивного пласта (разведуемого или эксплу­атационного объекта) — это процесс заглубления ствола скважины в продуктивный пласт на полную его мощность или частично. Процесс бурения в продуктивном пласте имеет определенную специфику. Она состоит в том, что при вскры­тии большое значение приобретают физико-химические про­цессы, которые происходят в окрестностях ствола скважины и приводят к образованию призабойной зоны пласта. Приза-бойной зоной пласта называется некоторый его объем, рас­пространяющийся от стенок ствола скважины в глубь пласта и подверженный при вскрытии действию процессов, наруша­ющих первоначальное механическое и физико-химическое состояние горной породы — коллектора и содержащейся в нем подвижной (жидкой или газообразной) фазы.

Основная задача при вскрытии пласта состоит в том, что­бы не допустить существенного нарушения естественных свойств и состояния горной породы — коллектора и пра­вильно задать величину заглубления в пласт. Ее устанавливают в зависимости от положения водонефтяного контакта, близо­сти подошвенных вод и т.п. При бурении в продуктивной толще должна быть обеспечена такая глубина вскрытия, ко­торая гарантировала бы длительную безводную эксплуатацию скважины и минимальные в данных условиях гидравлические сопротивления при поступлении нефти или газа в скважину.

В благоприятных условиях рекомендуется вскрывать про­дуктивный пласт на полную его мощность. В этом случае приток пластового флюида в ствол скважины происходит по радиальному направлению, и скважина является гидродинамически совершенной. Если скважина вскрывает пласт не на всю мощность, то по степени вскрытия она гидродинамически несовершенна. Скважина может быть несовершенной и по характеру вскрытия пласта, когда приток пластового флюида концентрируется по немногочисленным отверстиям в обсадной колонне.

Качество вскрытия продуктивного пласта оценивается по нескольким показателям Основные из них следующие:

степень нарушения первоначального состояния горной породы — коллектора; в конечном итоге она может быть охарактеризована показателем относительной производи­тельности

где q_ф— фактический дебит скважины, м /сут; q _т — теоре­тический дебит скважины из коллектора в первоначальном состоянии, м³/сут;

степень использования вскрытой стволом скважины мощ­ности пласта; показателем является коэффициент использо­вания вскрытой мощности продуктивного пласта

где m_p и m_n — работающая и вскрытая мощности пласта;

надежность изоляции интервала продуктивного пласта и разобщения пластов по стволу скважины; косвенный показа­тель надежности изоляции — отсутствие межколонных про­явлений, заколонных перетоков и т.п.;

объем и достоверность первичных данных, получаемых при вскрытии продуктивного пласта и его последующем ис­следовании.

В зависимости от пластового давления, литологического состава горной породы-коллектора, ее устойчивости в стен­ках ствола скважины, степени насыщенности продуктивного пласта и т.п. вскрывать его можно по различным принципи­альным схемам.

По одной из распространенных схем вскрытия продук­тивный пласт перекрывают обсадной колонной и затем про­водят работы по восстановлению гидродинамической связи продуктивного пласта со скважиной. Для этого в заранее на­меченном интервале против продуктивного пласта обсадную колонну перфорируют, т.е. в обсадных трубах и цементном кольце за ними тем или иным способом пробивают отвер­стия, создавая каналы, которые позволяют пластовому флюи­ду поступать в скважину.

Имеется несколько способов перфорации обсадной ко­лонны: пулевая, торпедная, кумулятивная, пескоструйная.

После вскрытия продуктивного пласта и проведения работ по изоляции его от смежных интервалов приступают к его исследованию. Исследования в нефтяных и газовых скважи­нах проводят с целью выявления перспективных нефтегазо­носных пластов и определения их основных характеристик. По цели и объему получаемой информации исследования продуктивного пласта в скважине принято подразделять на испытание и опробование. Под испытанием понимается ком­плекс исследовательских работ в скважине, которые прово­дят для выявления газонефтенасыщения пласта, получения пробы пластового флюида, измерения пластового давления,

определения основных гидродинамических параметров пласта и получения исходных данных для первоначальной оценки коллекторских свойств исследуемого объекта.

Опробование — это комплекс исследовательских работ в скважине, проводимых д\я отбора пробы пластового флюида и ориентировочного определения дебита.

Скважина, оборудованная в зоне продуктивного пласта в соответствии с требованиями его эксплуатации и показавшая положительные результаты при испытании, лежит освоению. Под освоением скважины понимается комплекс работ по вы­зову длительного притока пластового флюида в скважину вплоть до установившегося промышленного режима работы на оптимальном уровне. Освоение скважины проводят для подготовки ее к сдаче в эксплуатацию или к консервации на некоторый период. На этапе освоения для повышения пока­зателей работы пласта и обеспечения промышленного притока применяют (порознь или в комбинации) различные методы воздействия на пласт: физические, механические, химические.

Вызов притока пластового флюида в скважину достигается снижением гидростатического давления столба жидкости в скважине и созданием депрессии, при которой противодавле­ние в скважине становится ниже пластового давления. При­ток пластового флюида в скважину происходит под воздейст­вием энергии пласта.

Вызов притока из продуктивных пластов с высоким плас­товым давлением легко достигается в результате замещения бурового раствора в скважине жидкостью с меньшей плотно­стью, чаще всего водой или нефтью. Для замещения бурового раствора в скважине с оборудованным фонтанной арматурой устьем спускают колонну насосно-компрессорных труб; нижний ее конец должен располагаться у кровли продуктив­ного пласта. Замещающая жидкость (вода, нефть) подается буровым насосом в межтрубное пространство, а буровой раствор вытесняется по колонне насосно-компрессорных труб.

Как только депрессия на пласт вызовет его проявление, начнется приток в скважину с быстро нарастающей интен­сивностью. В этот начальный момент необходимо принять меры по ограничению притока, чтобы стремительное движе­ние пластовой жидкости в коллекторе низкой механической прочности не вызвало его разрушения и выноса значительно­го количества твердых частиц в ствол скважины. Накопление твердых частиц в скважине может привести к образованию пробок и прихвату насосно-компрессорных труб.

Весьма распространен вызов притока с помощью ком­прессора. В этом случае плотность бурового раствора снижа­ют закачкой в него воздуха или газа. Иногда вначале в сква­жину подают аэрированную воду и затем переходят к закач­ке воздуха или газа.

В поисковых скважинах приток пластового флюида чаще вызывают снижением уровня бурового раствора в скважине. Откачивать буровой раствор из скважины можно эрлифтом, погружным насосом, с помощью желонки на канате (тарта­ние) или сваба (своеобразного поршня), спускаемого в ко­лонну насосно-комирессорных труб на канате (свабирова-ние). Продолжительность откачки до возбуждения притока из пласта зависит от состояния пласта, его свойств и в неко­торых случаях может затягиваться на длительный срок.

Скважина, давшая стабильный промышленный приток, подлежит передаче в эксплуатацию. В условиях поисково-раз­ведочного бурения, когда еще отсутствует система хранения и транспорта нефти и газа, скважины с промышленным при­током консервируют заливкой глинистым раствором повы­шенной вязкости до ввода в эксплуатацию после обустройст­ва нефтегазодобывающего предприятия.