Обеспечение устойчивой работы скважин в условиях разрушения призабойной зоны путем применения фильтров

В условиях разрушения призабойной зоны пласта, критерием, исключающим процесс разрушения, является критический градиент давления, максимальное значение которого достигается у стенки скважины. По устойчивости к разрушению коллектора классифицируются как: неустойчивые, слабоустойчивые, среднеустойчивые, устойчивые и сверхустойчивые. Однако, по величине критического градиента давления специалисты не имеют единого мнения. Для перечисленных выше классификаций критическая величина градиента изменяется в диапазоне 0,05≤ΔP/ΔR≤1,5 атм./см. При вскрытии неустойчивых и слабоустойчивых коллекторов практически при любых градиентах давления происходит разрушение призабойной зоны пласта. Например, в продукциях скважин, вскрывших сеноманскую залежь, из-за ее неустойчивости к разрушению при любой депрессии на пласт, содержатся твердые примеси. По этой причине при обосновании технологического режима эксплуатации скважин, вскрывших сеноманскую залежь, величина депрессии на пласт на месторождениях Медвежье, Ямбургское, Уренгойское, Заполярное и др. была ограничена 5-ю атмосферами. Но это не означает, что при депрессии на пласт ΔР≤5 атм. разрушение призабойной зоны не происходит. Поэтому при обосновании технологического режима работы скважин, вскрывших неустойчивые и слабоустойчивые коллектора необходимо исходить: из снижения производительности скважин при соблюдении критерия, исключающего разрушение призабойной зоны пласта; интенсивности разрушения призабойной зоны по мере увеличения градиента давления; периодичности замены скважинного оборудования, включая арматуру из-за эрозии при значительном количестве твердых примесей в продукции скважины, а также из экономических показателей вариантов технологических режимов: при ограничении величины допустимого градиента и увеличения числа скважин для обеспечения заданного годового отбора газа из месторождения; эксплуатации скважин с превышением величины градиента давления в условиях разрушения призабойной зоны пласта, но с учетом затрат при этом на замену скважинного оборудования.

Последствие разрушения призабойной зоны пласта заключается не только в эрозии скважинного оборудования, но и в образовании песчаной пробки в пределах продуктивного пласта, если конструкция скважины и дебит не обеспечивают вынос продукта разрушения призабойной зоны. Влияние песчаной пробки на производительность скважины практически идентично влиянию несовершенства скважины по степени вскрытия пласта.

Поэтому при обосновании технологического режима работы в условиях разрушения призабойной зоны пласта необходимо использовать технологии исключающие разрушение неустойчивых коллекторов. Таких способов два:

1. Физико-химическое воздействие на призабойную зону для повышения устойчивости коллекторов к разрушению.

2. Технологическое воздействие на неустойчивые коллектора, т.е. использование фильтров.

Наиболее простым и надежным способом борьбы с разрушением призабойной зоны является использование фильтров для перекрытия интервала вскрытия пласта не пропускающих частицы породы к забою скважины.

Скважины, вскрывшие сеноманскую залежь, оборудованы фильтрами для предотвращения, но не обеспечивающие разрушение призабойной зоны (см. таблицу №82 в [10]).

Фильтры, предотвращающие поступления продуктов разрушения на забой скважины производят зарубежные фирмы в Англии, Франции, США и др.

Выбор размеров щелей фильтра должен базироваться на результатах определения гранулометрического состава коллектора. Как правило, размеры самых мелких частиц многократно превосходят размеры молекул газа и воды. Поэтому при обоснованном выборе размеров щелей фильтра, продукты разрушения не поступят на забой скважины.

Английская нефтяная компания использует фильтры как в условиях разрушения, так и для регулирования притока флюидов из интервалов с различными фильтрационными свойствами с целью обеспечения равномерности дренирования неоднородных по емкостным и фильтрационным свойствам пропластков. Такая работа выполнена с использованием 294 фильтров при вскрытии неоднородного пласта горизонтальной скважиной в Саудовской Аравии […].

Из изложенного следует, что при обоснованном использовании фильтров по технической характеристике соответствующей фильтрационным свойствам вскрываемых неустойчивых коллекторов и гранулометрическому составу пород проблема, ограничивающая технологический режим работы газовых и газоконденсатных скважин в условиях разрушения не возникает.

6.3 Технологический режим эксплуатации скважин в условиях образования песчано-жидкостных пробок

В условиях разрушения призабойной зоны пласта при скоростях потока газа, не обеспечивающих выноса частиц породы на поверхность, образуется песчаная пробка, существенно влияющая на установленный технологический режим эксплуатации скважин. При вы­боре технологического режима эксплуатации необходимо учесть все факторы, связан­ные с образованием песчаной пробки или столба жидкости. Наличие столба жидкости или песчаной пробки приводит к снижению дебита газовых и газоконденсатных скважин. Количественное влияние песчаной пробки на производитель­ность газовых скважин соизмеримо с влиянием несовершенства скважин по степени вскрытия и зависит в основном от фильтрационных свойств и раз­меров пробки.