Конструкция забоев эксплуатационных скважин. Методы вторичного вскрытия продуктивных пластов

В процессе заканчивания строительства скважины формируется эксплуатационный забой, из которого после ввода скважины в эксплуатацию, осуществляется добыча пластового флюида или обеспечивается через него поддержание пластового давления продуктивного пласта на месторождении путем закачки жидкости в пласт.

Существуют два основных типа эксплуатационного забоя:

- эксплуатационный забой открытого типа, который исключает цементирование обсадной колонны в интервале вскрытого эксплуатационного объекта (пласта), и эксплуатационный забой закрытого типа, который предусматривает цементирование обсадной колонны в интервале продуктивного пласта с последующим проведением вторичного вскрытия продуктивного пласта целью создания гидродинамических каналов в системе «скважина-пласт». 

Наиболее эффективным, с точки зрения сохранности коллекторских свойств продуктивного пласта, является эксплуатационный забой открытого типа. 

В этом случае отсутствуют: отрицательное влияние процессов цементирования обсадной колонны на коллекторские свойства продуктивного пласта и гидродинамическое несовершенство скважины по характеру вскрытия, связанное с вторичным вскрытием продуктивного пласта. Эксплуатационный забой открытого типа не рекомендуется применять при близком расположении с эксплуатационном объектом нефтегазоводоносных контактов или других эксплуатационных объектов, где требуется надежная изоляция продуктивного пласта от проницаемых пластов или пропластков, из которых могут возникнуть перетоки в процессе освоения и эксплуатации скважины. 

Эксплуатационный забой открытого типа подразделяется: на открытый забой; забой со спуском перфотруб в интервал продуктивного пласта; забой со спуском фильтровых труб в интервал эксплуатационного объекта (пласта).

Вариантом конструкции эксплуатационного забоя открытого типа может быть открытый забой. В этом случае, после спуска эксплуатационной колонны в кровлю продуктивного горизонта и ее цементирования, осуществляется первичное вскрытие продуктивного пласта. После первичного вскрытия продуктивного пласта, выполнения геофизических и гидродинамических исследований проводится освоение и ввод скважины в эксплуатацию. В случае необходимости могут осуществляться периодические очистки эксплуатационного забоя.

Эксплуатационный забой открытого типа со спуском перфотруб (перфорированных труб) предусматривает обсаживание пробуренного при первичном вскрытии продуктивного пласта обсадными трубами с просверлянными в трубах отверстиями. Перфотрубы в составе обсадной колонны («хвостовика») после проведения геофизических и гидродинамических исследований скважины спускаются в интервал продуктивного пласта с подвеской «хвостовика» в нижней части спущенной и зацементированной эксплуатационной колонны. 

При необходимости верхняя часть «хвостовика» может цементироваться (при этом устанавливается пакер и муфта манжетного цементирования).

Применение перфотруб в эксплуатационном забое предотвращает осложнения, связанные с осыпями и обвалами неустойчивых стенок скважины в процессе эксплуатации скважин.

Недостатком применения данного забоя является то, что в определенных геологических условиях в процессе эксплуатации скважин наблюдается вынос песка и других частиц из продуктивного пласта, что оказывает негативное влияние на процесс добычи флюида

Эксплуатационный забой открытого типа со спуском фильтровых труб предусматривает обсаживание пробуренного продуктивного пласта обсадной колонной, с установленными фильтрами на перфорированных отверстиях в обсадных трубах для предотвращения поступления в скважину песка и других частиц из продуктивного пласта в процессе эксплуатации скважины. В целях предотвращения поступления песка и других частиц обсадные трубы оборудуется специальными фильтрами: щелевыми; гравийными.

Эксплуатационный забой открытого типа со спуском фильтровых труб может быть представлен двумя вариантами. Он может быть цементируемым и нецементируемым.

Эксплуатационный забой закрытого типа предусматривает обсаживание интервала эксплуатационного объекта обсадной колонной с цементированием ее для герметизации и изоляции заколонного пространства с последующим вторичным вскрытием продуктивного пласта.

С целью создания гидродинамической связи в системе «скважина–пласт» для обеспечения притока флюида из пласта в скважину при эксплуатационном забое закрытого типа проводится вторичное вскрытие продуктивного пласта путем создания перфорационных каналов.

Эксплуатационный забой закрытого типа может быть представлен двумя вариантами:

1) Спуск эксплуатационной колонны в кровлю продуктивного пласта с последующим ее цементированием; 2) спуск и цементирование эксплуатационной колонны после разбуривания вышележащих горных пород перед продуктивным пластом и продуктивного пласта.

После цементирования обсадных труб в интервале продуктивного пласта проводится перфорация обсадной колонны с целью формирования эксплуатационного забоя закрытого типа путем создания гидродинамических каналов в системе «скважина -пласт». 

Создание перфорационных каналов при вторичном вскрытии осуществляется следующими способами технологии вторичного вскрытия:

- пулевая перфорация, которая осуществляется прострелом пулями

обсадной колонны и горной породы;

- кумулятивная перфорация, создаваемая гидродинамические каналы в обсадной колонне и горной породе кумулятивной струей из установленного в перфораторе взрывного заряда;

- сверлящая перфорация, образующая перфорационные каналы сверлением отверстий в обсадной трубе и горной породе;

- гидропескоструйная перфорация, при которой перфорационные каналы в обсадной колонне и горной породе создаются струей смеси песка (или проппанта) с жидкостью через сопло под высоким давлением;

- гидромеханическая щелевая перфорация, осуществляемая созданием щелевых каналов в обсадной колонне механическим путем с последующим гидромониторным размывов каналов в горной породе;

- бесперфораторное вскрытие, выполняемое за счет растворения магниевых заглушек соляной кислотой, установленных в отверстиях обсадных труб;

- радиальное бурение, при котором за счет высокого давления струи жидкости,

выходящей из сопла гибкой трубы, через предварительно вырезанное механическим способом в эксплуатационной колонне отверстие, осуществляется создание гидродинамических каналов в горной породе гидромониторным способом.

При формировании эксплуатационного забоя закрытого типа основной объем

вторичного вскрытия приходится на кумулятивную перфорацию.

Недостатком кумулятивной перфорации является фугасное воздействие на обсадную колонну и крепление скважины.

Для создания качественного эксплуатационного забоя закрытого типа в условиях близкорасположенных водогазонефтяных контактов применяются щадящие технологии вторичного вскрытия без фугасного воздействия на крепление скважины, к которым относятся: сверлящая перфорация, гидропескоструйная перфорация, гидромеханическая щелевая, бесперфораторное вскрытие, радиальное бурение.

Основным преимуществом щадящих технологий вторичного вскрытия продуктивных пластов является минимальное воздействие на обсадную колонну и цементный камень, так как вскрытие происходит без ударного воздействия, исключающим деформацию и разрушение обсадных труб, трещинообразование в цементном кольце и создание условий для возникновения затрубных перетоков в обсадной колонне при освоении и

эксплуатации скважин.