Методы и способы вызова притока и освоения добывающих скважин

Методы вызова притока и освоения скважин можно клас­сифицировать следующим образом:

I. Метод облегчения столба жидкости в скважине (жидкости глушения).

II. Метод понижения уровня.

III. Метод «мгновенной» депрессии.

Соответственно существующим методам существуют сле­дующие способы вызова притока и освоения.

К методу облегчения столба жидкости в скважине отно­сятся:

1. Промывки (прямая, обратная, комбинированная) раз­личными жидкостями.

2. Закачка газообразного агента (газлифт).

3. Закачка газированной жидкости (аэрация).

4. Закачка пенных систем.

К методу понижения уровня относятся:

1. Тартание желонкой

2. Свабирование.

3. Понижение уровня глубинным насосом.

К методу «мгновенной» депрессии относятся:

1. Способ падающей пробки.

2. Задавка жидкости глушения в пласт.

Рассмотрим основные способы вызова притока и освоения скважин.

Промывка скважины

Данный способ может быть реализован путем замены жид­кости с большой плотностью на жидкость с меньшей плотно­стью путем промывки. Замена жидкости происходит обычно по схеме: буровой раствор-вода-нефть-конденсат. Различают несколько способов промывки.

Прямая промывка - закачка жидкости осуществляется в НКТ, а выход закачиваемой жидкости - из затрубного простран­ства. Обратная промывка - закачка жидкости осуществляется в затрубное пространство, а выход закачиваемой жидкости из колонны НКТ. Для этого в скважину спускают НКТ, обвязывают наземное оборудование и насосный агрегат, опрессовывают нагнетательную линию и закачивают жидкость. Из скважины жидкость выходит в сборную емкость. Жидкость закачивают посредством цементировочного агрегата типа ЦА-320М, либо насосной установкой типа УН-1-160x700А.

Способ применяют для освоения скважин с большим пла­стовым давлением и при наличии коллекторов, хорошо поддаю­щихся освоению. Максимальное снижение давления составляет всего до 25% от давления создаваемого столбом глинистого раствора, что ограничивает применение этого способа.

Закачка газообразного агента

Суть данного способа заключается в закачке в скважину сжатого (компримированного) газа, что позволяет изменять плотность образующейся газожидкостной смеси в широких пределах, расширяя таким образом возможность вызова при­тока и освоения скважины. Способ является чрезвычайно эффективным, но требует наличия источников газа. Освоение нефтяных и газовых скважин с закачкой воздуха запрещено в связи с возможностью образования в скважинах взрывоопасных смесей. Однако использование инертных или взрывобезопасных (азот, выхлопные газы и т.д.) газов позволяет применять данный способ.

Для реализации способа в скважину спускаются НКТ с перепускным устройством (клапаном), установленным на определенной глубине ниже статического уровня жидкости, а устье оборудуется фонтанной арматурой. Газ закачивается с по­мощью передвижной компрессорной установки. Закачиваемый в затрубное пространство сжатый газ воздействует на статиче­ский уровень жидкости и жидкость через перепускное устрой­ство перетекает в НКТ. Затем через перепускное устройство в НКТ начинает поступать газ, приводя к газированию жидкости. При этом происходит снижение плотности образующейся в НКТ газожидкостной смеси, уровень ее поднимается до устья и начинается излив. При этом забойное давление становится ниже пластового, образуется депрессия и скважина начинает работать.

Освоение ведется с непрерывным контролем параметров процесса при герметизированном устье, поэтому этот способ наиболее безопасен. В процессе пуска быстро создается депрес­сия, поэтому данный способ неприменим при наличии рыхлых и неустойчивых коллекторов, подошвенной воды, верхнего газа. Увеличение глубины также ограничивает использование компрессорного способа.

Закачка газированной жидкости (аэрация)

Освоение скважин путем закачки газированной жидкости заключается в том, что вместо чистого газа в затрубное про­странство закачивается смесь газа с жидкостью (обычно вода или нефть). Плотность такой газожидкостной смеси зависит от соотношения расходов закачиваемых газа и жидкости и может достигать 300-400 кг/м³. Это позволяет регулировать параметры процесса освоения.

Для освоения у скважины устанавливается передвижной компрессор, насосный агрегат, емкости для жидкости и смеси­тель (аэратор) для приготовления газированной жидкости. Газ от компрессора и жидкость от насосного агрегата поступает в смеситель, где и образуется газожидкостная смесь. Скорость закачки газожидкостной смеси должна быть больше скорости всплытия пузырьков газа. Иначе газ не достигнет башмака НКТ, и давление на забое не снизится. Скорость всплытия пузырьков обычно составляет 0,3-0,5 м/с, поэтому для успешного осу­ществления процесса достаточно иметь нисходящую скорость порядка 0,8-1,0 м/с.

Для выноса с забоя тяжелых осадков (бурового раствора, частиц породы) обычно применяется обратная промывка.

Закачка пенных систем.

Пеной называется двухфазная система, состоящая из раствора поверхностно-активного вещества (ПАВ) и газа. В нефтепромысловой практике для вызова притока и освоения скважины используются пены на основе водного раствора ПАВ и газа. Основной особенностью пены является возможность регулирования в широких пределах ее плотности. Получают пену по двум технологиям:

1. Приготовление пены на поверхности с последующей ее закачкой в скважину.

2. Приготовление пены в скважине, для этого закачивают в скважину раздельно растворы ПАВ и газ.

Для приготовления пены на поверхности используется спе­циальное устройство, называемое аэратором, на вход которого подаются растворы ПАВ и газ, а на выходе получают пену.

Тартание желонкой

Тартание желонкой — не только способ вызова притока и освоения, но и исторический способ эксплуатации скважин с очень низкими пластовыми давлениями. Осуществляется же­лонкой, представляющей собой отрезок толстостенной трубы (как правило, бурильной), в нижней части которой имеется обратный клапан. Спускается в скважину на тонком (до 16мм) канате с помощью лебедки. Так как объем желонки невелик (за один спуск желонка выносит жидкость объемом не превышаю­щим 0,06 м³), то процесс вызова притока тартанием достаточно медленный. Работа проводится при открытом устье, что пред­ставляет определенную опасность, особенно при фонтанных проявлениях. Способ малопроизводительный и трудоемкий, однако, есть возможность извлечения осадка и глинистого раствора с забоя.

Свабирование

Свабирование (поршневание) — способ понижения уровня в скважине, в которую спущена колонна НКТ. Сваб представляет собой трубу небольшого диаметра (25-37,5 мм), на наружной поверхности которой укреплены эластичные уплотнительные манжеты, наружный диаметр которых соизмерим с внутрен­ним диаметром НКТ. В нижней части сваба имеется обратный клапан. Уплотнительные манжеты имеющие чашеобразную форму при подъеме сваба распираются за счет давления столба жидкости над свабом, уплотняя зазор между наружным диаме­тром манжет и внутренним диаметром НКТ. Сваб спускается внутрь НКТ на лебедке, а глубина его погружения под уровень жидкости определяется прочностью каната и мощностью при­вода лебедки.

За один подъем сваба выносится столб жидкости, равный глубине его погружения под уровень жидкости. Глубина по­гружения ограничена прочностью тартального каната и обычно не превышает 75-150 м.

Свабирование — более производительный способ (в 10-15 раз), чем тартание и может осуществляться с использованием фонтанной арматуры (т.е. скважина герметизируется и выброс невозможен) со специальным лубрикатором.

Понижение уровня глубинным насосом

На истощенных месторождениях с низким пластовым дав­лением, когда не ожидаются фонтанные проявления, скважины могут быть освоены откачкой из них жидкости скважинными насосами, спускаемыми на проектную глубину в соответствии с предполагаемыми дебитом и динамическим уровнем. При откачке из скважины жидкости насосами забойное давление уменьшается, пока не достигнет величины Р_з < Р_пл, при которой устанавливается приток из пласта. Такой метод эффективен в тех случаях, когда по опыту известно, что скважина не нуждает­ся в глубокой и длительной депрессии для очистки призабойной зоны от раствора и разрушения глинистой корки.

Перед спуском насоса скважина промывается до забоя во­дой или лучше нефтью, что вызывает необходимость подвоза к скважине промывочной жидкости — нефти и размещения насосного агрегата и емкости. При промывке водой в зимних условиях возникает проблема подогрева жидкости для предот­вращения замерзания.

Способ падающей пробки

Способ падающей пробки — суть его заключается в том, что колонна НКТ, спускаемая в скважину, в нижней части закрыва­ется специальной пробкой, изготовленной из нефтерастворимого материала. Под действием собственного веса колонна НКТ спускается в скважину до определенной глубины, определяемой из равенства сил сопротивлений и собственного веса колонны. При необходимости увеличения глубины спуска колонны НКТ в нее с поверхности заливается определенное количество воды, удерживаемое в НКТ за счет пробки. При спуске колонны до расчетной глубины внутрь НКТ сбрасывается тяжелый пред­мет, который выбивает пробку. Так как столб воды в НКТ существенно меньше столба жидкости глушения в скважине, после падения пробки у башмака НКТ возникает достаточно большой перепад давлений, под действием которого жидкость глушения из скважины перетекает в НКТ, приводя к быстрому снижению забойного давления и притока.

Задавка жидкости глушения в пласт

Задавка жидкости глушения в пласт — при этом вся или большая часть жидкости глушения залавливается в пласт за счет подключения компрессора, давление которого воздействует на уровень жидкости глушения.

Когда расчетный объем жидкости глушения поглощен пла­стом, компрессор отключается и давление в газонаполненной части скважины резко снижается (стравливание давления газа в атмосферу). При этом существенно снижается и забойное давле­ние, провоцируя поступление флюидов из пласта в скважину.

Совершенно очевидно, что каждому из перечисленных способов присущи свои условия рационального применения для соответствующих характеристик осваиваемых коллек­торов. Например, метод «мгновенной» депрессии не может быть использован для освоения низкопроницаемых рыхлых коллекторов.

Многочисленные способы метода облегчения столба жидко­сти, в частности, промывки требуют проведения значительного объема гидродинамических расчетов.