Конструкции забоев скважин

Часть скважины, вскрывшая продуктивный пласт, называ­ется забоем. Этот элемент скважины, как следует из вышеизло­женного, является принципиально важным, т.к. в течение срока эксплуатации скважины (а это — десятки лет) забой определяет ее эффективность и должен удовлетворять меняющимся усло­виям разработки, обеспечивая:

- механическую прочность призабойной зоны без ее раз­рушения;

- возможность избирательного воздействия на различные части вскрытой части продуктивного горизонта как за счет направленного вторичного вскрытия, так и за счет гидродина­мических или физико-химических обработок;

- максимально возможный коэффициент гидродинамиче­ского совершенства скважины.

В зависимости от существенно различающихся свойств продуктивного пласта и технологий выработки запасов угле­водородов можно использовать одну из следующих типовых конструкций забоев скважин, представленных на рис. 2.1:

1. Скважина с перфорированным забоем.

2. Скважина с забойным хвостовиком.

3. Скважина с забойным фильтром.

4. Скважина с открытым забоем.

Рис. 2.1. Типовые конструкции забоев скважин:

а — с перфорированным забоем; б — с забойным хвостовиком; в — с забойным фильтром; г — с открытым забоем; 1 — обсадная колонна; 2 — цементное кольцо; 3 — перфорационные отверстия; 4 — перфорационные каналы; 5 — перфорированный хвостовик; 6 — забойный фильтр; 7 — сальник (пакер); 8 — открытый забой

Вне зависимости от конструкции забоя после вскрытия продуктивного горизонта в скважине проводится цикл геофи­зических, а в продуктивном горизонте еще и цикл гидродина­мических исследований; по полученной информации решается ряд важных задач.

1. Скважины с перфорированным забоем (рис. 2.1, а) яв­ляются наиболее распространенными в нефтедобывающей промышленности в силу целого ряда преимуществ, к основным из которых можно отнести:

- надежная изоляция пройденных горных пород;

- возможность дополнительного вскрытия перфорацией временно законсервированных нефтенасыщенных интервалов в разрезе скважины;

- простота поинтервального воздействия на призабойную зону в случае сложного строения ее;

- существенное упрощение технологии бурения, т.к. бурение под эксплуатационную колонну ведется долотом одного размера до проектной отметки.

После разбуривания ствола до проектной отметки в скважи­ну спускается обсадная колонна, которая цементируется, а затем перфорируется. В условиях достаточно крепких коллекторов такая конструкция забоя является длительно устойчивой.

2. Скважины с забойным хвостовиком (рис. 2.1, б) предназначены для продуктивных горизонтов, представленных крепко сцементированными (очень крепкими) коллекторами. Скважина бурится до проектной отметки, затем в нее спуска­ется обсадная колонна, нижняя часть которой на толщину продуктивного горизонта имеет насверленные отверстия. По­сле спуска обсадной колонны проводится ее цементирование выше кровли продуктивного горизонта; при этом пространство между стенкой и обсадной колонной на толщину продуктивного горизонта остается свободным. Приток в такую скважину ана­логичен таковому в совершенную скважину, но забой является закрепленным, что исключает уменьшение диаметра скважины даже в случае частичного обрушения призабойной зоны.

3. Скважины с забойным фильтром (рис. 2.1, в) предназна­чены для слабосцементированных (рыхлых) коллекторов. До кровли продуктивного горизонта скважина бурится с диаме­тром, соответствующим диаметру эксплуатационной колонны. Затем в скважину спускаются обсадные трубы и производится цементирование. Продуктивный горизонт разбуривается до­лотом меньшего диаметра до подошвы. Перекрытие продук­тивного горизонта осуществляется фильтром, закрепляемым в нижней части обсадной колонны на специальном сальнике. Фильтр предназначен для предотвращения поступления песка в скважину. Известно большое количество фильтров, различаю­щихся не только конструкцией, но и материалом, из которого они изготавливаются.

4. Скважины с открытым забоем (рис. 2.1, г) предназначены для однородных устойчивых (прочных) коллекторов. Нижняя часть скважины (до кровли продуктивного горизонта) не от­личается от таковой для скважин с забойным фильтром. Про­дуктивный горизонт разбуривается также долотом меньшего диаметра до подошвы; при этом ствол скважины против про­дуктивного пласта остается открытым.

Совершенно очевидно, что такая конструкция обладает наилучшим гидродинамическим совершенством, но имеет огра­ниченное распространение в силу ряда недостатков, основными из которых являются:

- ограниченность или даже невозможность эксплуатации продуктивных горизонтов сложного строения;

- небольшая толщина продуктивного горизонта;

- невозможность эксплуатации скважины с достаточно большими депрессиями вследствие разрушения продуктивного горизонта (обвалы ПЗС).