Нефтяные и газовые скважины

 

При этом режиме вытеснение нефти происходит под действием упругого расширения самой нефти, окружающей нефтяную залежь воды и скелета пласта. Условием существования этого режима является

 

Геологическими условиями, благоприятствующими существованию  упругого режима, являются:

• залежь закрытая, не имеющая регулярного питания;
• обширная водонасыщенная зона, находящаяся за пределами контура нефтеносности; отсутствие газовой шапки;
• наличие эффективной гидродинамической связи нефтенасыщенной части пласта с законтурной областью;
• превышение пластового давления над давлением насыщения.

 

Геологическими условиями, благоприятствующими существованию  упругого режима, являются:

• залежь закрытая, не имеющая регулярного питания;
• обширная водонасыщенная зона, находящаяся за пределами контура нефтеносности; отсутствие газовой шапки;
• наличие эффективной гидродинамической связи нефтенасыщенной части пласта с законтурной областью;
• превышение пластового давления над давлением насыщения.

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Упругий режим

 

Чтобы при приемлемом темпе  снижения среднего давления в пласте Рпл за разумные сроки отобрать запасы нефти, нужно иметь очень большое отношение объема упругой системы к геологическим запасам нефти.

 

При разработке залежи в условиях упругого режима быстрое понижение  давления происходит в пределах самой  залежи, а во всей системе, питающей залежь упругой энергией давления (в  законтурной области), снижается  медленно.

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Режим газовой шапки

 

Необходимые условия:

• залежь должна быть изолирована по периферии непроницаемыми породами или тектоническими нарушениями;
• законтурная вода, если она имеется, не должна быть активной;
• нефтяная залежь должна находиться в контакте с газовой шапкой.

 

Этот режим проявляется  в таких геологических условиях, при которых источником пластовой энергии является упругость газа, сосредоточенного в газовой шапке.

 

Темп изменения среднего пластового давления при разработке такой залежи может быть различным в зависимости от темпов разработки и от соотношения объемов газовой шапки и нефтенасыщенной части залежи.

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Режим газовой шапки

 

Изменение пластового давления происходит по криволинейному закону и темп падения давления тем больше, чем меньше объем газовой шапки  по отношению к объему нефтяной части  залежи

 

Для этого режима характерен законо-мерный рост газового фактора и переход скважин на добычу чистого газа по мере выработки запасов нефти и расширения газовой шапки. Продукция скважин, как правило, безводная.

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Режим растворенного газа

 

Условия существования режима растворенного газа:

• Pпл < Рнас (пластовое давление меньше давления насыщения);
• отсутствие законтурной воды или наличие неактивной законтурнойводы;
• отсутствие газовой шапки;
• геологическая залежь должна быть запечатана.

 

Дренирование залежи нефти  с непрерывным выделением из нефти  газа, переходом его в свободное  состояние, увеличением за счет этого  объема газонефтяной смеси, и фильтрации этой смеси к забоям скважин называется режимом растворенного газа. Источником пластовой энергии при этом режиме является упругость газонефтяной смеси.

 

При этих условиях пластовая  энергия равномерно распределена во всем объеме нефтенасыщенной части  пласта. При таком режиме правомерен принцип равномерного размещения скважин по площади залежи.

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Режим растворенного газа

 

Режим растворенного газа характеризуется быстрым падением пластового давления и закономерным увеличением газового фактора, который на определенной стадии разработки достигает максимума, а затем начинает падать в результате общего истощения и полной дегазации месторождения. Режим отличается низким коэффициентом нефтеотдачи, в редких случаях достигающим значений 0,25.

 

Без искусственного воздействия  на залежь (например, закачкой воды или  другими методами) режим считается  малоэффективным. Однако в началь-ные  периоды разработки скважины бурно  фонтанируют, хотя и непродол-жительное  время. При дренировании залежи в  условиях режима растворенного газа (при отсутствии искусственного воздействия) вода в продукции скважин отсутствует.

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Конструкция оборудования забоев скважин

 

Конструкция забоя скважины должна обеспечивать:

• механическую устойчивость призабойной части пласта, доступ к забою скважин спускаемого оборудования, предотвращение обрушения породы;
• эффективную гидродинамическую связь забоя скважины с нефтенасыщенным пластом;
• возможность избирательного вскрытия нефтенасыщенных и изоляцию водо- или газонасыщенных пропластков, если из последних не намечается добыча продукции;
• возможность избирательного воздействия на различные пропластки или на отдельные части (по толщине) монолитного пласта;
• возможность дренирования всей нефтенасыщенной толщины пласта.

 

 

Геологические и технологические  условия разработки месторождений  различны, поэтому существует несколько типовых конструкций забоев скважин.

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Конструкция оборудования забоев скважин

 

1. При открытом забое (рис. 4.1 a) башмак обсадной колонны цементируется перед кровлей пласта. Затем пласт вскрывается долотом меньшего диаметра, причем ствол скважины против продуктивного пласта оставляется открытым..

 

Такая конструкция возможна:

• при достаточно устойчивых горных породах;
• при сравнительно однородном пласте, не переслаивающимся глинами, склонными к набуханию и обрушению без газоносных и водоносных прослоев;
• при наличии до вскрытия пласта достаточно точных данных об отметках кровли и подошвы продуктивного пласта;
• при относительно малой толщине пласта, оставляемого без крепления,
• а также, если при эксплуатации такой скважины не может возникнуть необходимость избирательного воздействия на отдельные пропластки.

 

Рис 4.1а.

Открытый

забой

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Конструкция оборудования забоев скважин

 

Существенным достоинством открытого забоя является его гидродинамическая эффективность.

Скважина с открытым забоем принимается за эталон и ее коэффициент  гидродинамического совершенства принимается  равным единице.

Вместе с тем, невозможность  избирательного вскрытия нужных пропластков  и избирательного воздействия на них вместе с постоянной угрозой  обвалов в призабойной зоне при  создании больших депрессий сильно ограничивают возможности использования  открытого забоя.

Поэтому менее 5 % всего фонда  скважин имеют открытый забой.

 

Рис 4.1а.

Открытый

забой

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Конструкция оборудования забоев скважин

 

2. Если забой скважины оборудован фильтром, то возможны два варианта конструкции.

Первый вариант (рис. 4.1 б): скважина бурится сразу до подошвы пласта, крепится обсадной колонной с заранее насверленными отверстиями в нижней части, приходящимися против продуктивной толщи пласта, затем выше кровли пласта колонна цементируется по способу манжетной заливки.

 Пространство между перфорированной частью колонны и вскрытой поверхностью пласта остается открытым.

 Условия применения такой конструкции по существу одинаковы с условиями для применения открытого забоя. Однако в этом случае более надежно крепление забоя и гарантируется сохранение полного диаметра колонны до самого забоя даже в случаях частичного обрушения пород в призабойной части.

 

Рис 4.1 б.

Забой, перекрытый хвостовиком  колон-ны, перфорирован-ным перед  ее спуском 

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Конструкция оборудования забоев скважин

 

Второй вариант (рис. 4.1, в): башмак обсадной колонны спускается до кровли пласта и цементируется. В открытой части пласта находится фильтр с мелкими круглыми или щелевидными отверстиями. Кольцевое пространство между верхней частью фильтра и низом обсадной колонны герметизируется специальным сальником или пакером. Основное назначение фильтров - предотвращение поступления песка в скважину. Одно время широкое применение нашли фильтры с продольными щелевыми отверстиями длиной 50 - 80 мм и шириной 0,8 - 1,5 мм.

    Кроме того, применялись кольцевые фильтры, в которых щели создавались между торцами металлических колец, одеваемых на перфорированную трубу. Между торцами колец в нескольких точках по периметру устанавливались прокладки из калиброванной металлической ленты, определявшие ширину кольцевых щелей.

 

Рис 4.1 в.

Забой с фильтром

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Конструкция оборудования забоев скважин

 

В ряде случаев использовались гравийные фильтры, представляющие собой две перфорированные мелкими отверстиями концентрично расположенные трубы. В кольцевое пространство между трубами утрамбовывался отсортированный гравий диаметром 4 - 6 мм, который и являлся фильтрующим элементом, задерживающим пластовый песок.

 Известны  металлокерамические фильтры, изготовляемые путем спекания под давлением керамической дроби. Кольца из такого материала одеваются на перфорированную трубу и на ней закрепляются. Металлокерамические фильтры обладают малым гидравлическим сопротивлением и задерживают самые мелкие фракции песка.

      Конструкция забоя с фильтром применяется редко  только как средство борьбы с образованием песчаных пробок в скважинах, вскрывающих несцементирован-ные песчаные пласты, склонные к пескопроявлению.

 

Рис 4.1 в.

Забой с фильтром

Перейти на первую страницу

 

Эксплуатация нефтяных и  газовых скважин

 

Конструкция оборудования забоев скважин

 

3. Скважины с перфорированным забоем (рис. 4.1, г) нашли самое широкое распространение (более 90% фонда). Ствол скважины пробуривается до проектной отметки. Перед спуском обсадной колонны ствол скважины и особенно его нижняя часть, исследуется геофизическими средствами. Результаты исследований позволяют четко установить нефте-, водо- и газонасыщенные интервалы и наметить объекты эксплуатации. После этого в скважину опускается обсадная колонна, которая цементируется от забоя до нужной отметки, а затем перфорируется в намеченных интервалах.

 

Скважина с перфорированным  забоем имеет следующие преимущества:

• упрощение технологии проводки скважины и выполнения комплексных геофизических исследований геологического разреза;

 

Рис 4.1 г.

Перфориро-

ванный 

забой

Перейти на первую страницу