Опробывание пластов в процессе бурения

Максимальное приближение процессов вскрытия и опробывания пластов является основным фактором, способствующим получению наиболее достоверной информации о свойства исследуемого пласта. В этом направлении во ВНИИБТ разработаны технологии опробывания без СПО.

Для турбинного способа бурения при работе турбодолотами процесс опробывания включает следующие технологические операции:

- подъем съемной грунтоноски после окончания бурения;

- сборка и сбрасывание опробывателя в бурильную колонну;

- перекрытие площади забоя при помощи уплотнительного элемента;

- открытие клапана и приток пластовой жидкости;

- закрытие клапана, съем опробывателя пластов, подъем его на поверхность;

- отбор пробы пластовой жидкости, разборка опробывателя, извлечение диаграммы из глубинных регистрирующих приборов;

- анализ полученных данных;

- вскрытие пласта с пакером в составе бурильной колонны;

- сборка пробоотборника и сбрасывание его в бурильную колонну;

- пакеровка ствола скважины при помощи уплотнительного элемента;

- открытие клапана, отбор пластовой жидкости;

- закрытие клапана, распакеровка, подъем пробоотбрника на устье;

- отбор пробы, разборка пробоотборника;

- анализ результатов.

Лекция 16. Освоение и испытание скважин

Изучаемые вопросы

Освоение скважин.

Подготовительные работы к освоению.

Технология освоения снижения уровня жидкости в скважине с помощью компрессора.

Технология освоения пенной системы.

Технология освоения с использованием устройств для обработки скважин.

Технология освоения созданием многократных глубоких депрессий.

Выбор способа освоения скважины.

Требования техники безопасности.

Освоение скважин

Под освоением понимают комплекс работ, проводимых с целью очистки продуктивной зоны от загрязнения и получения промышленного притока пластовой жидкости.

Для освоения в скважину спускают НКТ, которые устанавливают на 50 - 150м. выше интервала перфорации. Устье скважины герметизируют при помощи фонтанной арматуры. На боковых отводах фонтанной арматуры размещают штуцерную камеру, к которой подсоединяют короткую трубу, оборудованную карманами для размещения термометров, трехходовыми кранами и задвижками высокого давления. На всех боковых отводах также устанавливают регистрирующие и показывающие манометры, пробоотборник, расходомер. После задвижек высокого давления к трубам присоединяют сборную линию низкого давления, которая связывает скважину с трапом и мерными емкостями. Трапную установку и мерные емкости размешают на расстоянии не менее 50м. от скважины. От трапной установки прокладывают два трубопровода: один - к коллектору для сбора жидкости, второй - к факельному стояку для сжигания газа выделяющегося в трапе. Факельный стояк размешают на расстоянии 100 м. от скважины, трапа и мерных емкостей, с учетом розы ветров.

К отводам фонтанной арматуры подсоединяют также сбросовые линии с краном высокого давления. Эту линию используют для отвода в сборную емкость жидкости, поступающей из скважины при освоении, а также для промывки линии обвязки.

В основе всех способов освоения лежит уменьшение давления столба жидкости в скважине ниже пластового и создание депрессии, достаточной для преодоления сопротивления фильтрации пластовой жидкости. Уменьшение давления на пласт можно достичь снижением плотности жидкости, снижением уровня жидкости в скважине. Величина депрессии выбирается в зависимости от типа коллектора, вида пластовой жидкости устойчивости коллектора и коллекторских свойств пласта.

Если коэффициент аномальности пластового давления существено больше единицы, коллекторские свойства пласта хорошие и приствольная зона загрязнена мало, часто бывает достаточным произвести просто замену на более легкую жидкость (воду, нефть). В тех же случаях, когда коэффициент аномальности не превышает единицы, коллекторские свойства плохие или приствольная зона сильно загрязнена, то приходится не только заменять промывочную жидкость, но также снижать ее уровень в колонне.

Наиболее эффективный способ освоения - постепенное увеличение степени аэрации воды после замены ею промывочной жидкости в обсадной колонне. Для этого в пространстве между колонной и НКТ одновременно закачивают воду и воздух. Постепенно увеличивая подачу воздуха можно в довольно широких пределах регулировать плотность водо-воздушной смеси. Чтобы достичь большей плавности снижения противодавления и уменьшить расход воздуха рекомендуется к воде перед аэрированием добавлять пенообразующие ПАВ. После получения притока из пласта насос и компрессор отключают, а скважине дают возможность поработать.

Распространенным является также компрессорный способ освоения. Сущность этого способа заключается в закачке в затрубное пространство воздуха. Последний оттесняет воду к башмаку колонны и прорывается во внутрь НКТ. При этом происходит газирование жидкости и частичное снижение уровня жидкости в скважине. После того как начнется приток, компрессор отключают. Недостатком этого способа является резкие колебания давления. При резком снижении давления на пласт в момент выброса на устье очередных порций воды интенсифицируется приток из пласта. Если коллектор недостаточно устойчив, возможно разрушение скелета породы, вынос в скважину большого количества песка и образование песчаной пробки.

Иногда уровень жидкости в колонне снижают поршневанием. Для этого на НКТ спускают специальный поршень. При опускании поршня жидкость через осевой клапан попадает во внутреннюю полость НКТ. При подъеме поршня клапан закрывается, а жидкость переливается на устье. Глубина погружения поршня под уровень достигает 300м. Этот способ применяется в тех случаях, когда нет опасности выброса и не требуется герметизировать устье. Время освоения этим способом намного больше, чем предыдущие.

Для освоения пластов, имеющих низкое давление пластовое, и если пласты сильно загрязнены, могут использоваться опробыватели, спускаемые на бурильных трубах. После получения притока из пласта, скважине дают некоторое время поработать, чтобы очистилась от загрязнения приствольная зона. Струю жидкости при этом направляют через верхний боковой отвод фонтанной елки и штуцер в сбросовый амбар. Диаметр штуцера выбирают с таким расчетом, чтобы не возникло чрезмерно большой депрессии, и не началось разрушения скелета пород. Обычно в течении первых 1,5-2 ч используют штуцер диаметром 6-8 мм, а затем штуцер меньшего диаметра - 5 мм. В случае газового пласта, скважине в течении 2-3 ч позволяют фонтанировать через верхний отвод в обход штуцера с целью удаления жидкости в эксплуатационной колонне и очистки забоя, а затем поток направляют через нижний боковой отвод и штуцер. Газ, выходящий из скважины сжигают в факеле.

После стабилизации давлений у устья и дебита при данном диаметре штуцера скважину считают освоенной и приступают к ее исследованию.

Исследование скважин проводится с целью установления всех промысловых характеристик при определенных режимах работы: дебита, газового фактора, забойных и пластовых давлений, температур, коэффициента продуктивности скважины, проницаемости и гидропроводности пласта, а также состава и свойств пластовой жидкости. Режим работы считают устойчивым, если при данном размере штуцера давление на устье и забое, а также дебит стабильны. Скважину исследуют при 4-6 режимах. Сначала при минимальном диаметре штуцера, затем диаметр увеличивают. Исследования на одном режиме считаются законченными, если два последовательных измерения давлений и дебитов совпадают. Устьевые давления обычно замеряют через каждые 3 ч. Забойные 1-2 раза в сутки.

Объем исследований в эксплуатационных скважинах может быть сокращен. Егo устанавливают по согласованию с добывающими организациями. После окончания исследований проводят кратковременную (10-15сут) пробную эксплуатацию на оптимальном режиме по плану согласованному с НГДУ.

В разведочных скважинах детально исследуются объекты, в которых были получены притоки нефти и газа так и объекты, которые не были опробованы в процессе бурения, но о перспективности, которых свидетельствуют материалы промысловой геофизики. Испытание может быть назначено также в том случае, если при опробывании были получены отрицательные результаты, но имеется обоснованное сомнение в правильности их.

Если в разведочной скважине предстоит испытать несколько пластов, начинают с нижнего. По окончании исследования нижнего пласта скважину задавливают промывочной жидкостью, устанавливают цементный мост в интервале между нижним и ближайшим к нему вышерасположенный объектом, проверяет герметичность моста способом понижения уровня. Если мост герметичен, перфорируют обсадную колонну и вызывают приток из второго пласта. Проводят аналогичные исследования.

Если при испытании получают большой дебит, к испытанию последующих объектов приступают только с разрешения организации подчиненной непосредственно соответствующему министерству.

В разведочных скважина, как правило, освоение производится с буровых станков, в эксплуатационных скважина - с более легких передвижных установок.

На испытание каждого объекта составляется план, утвержденный руководителем бурового предприятия, если скважины передаются НГДУ, то план согласовывается с руководителем НГДУ.

По окончании испытаний составляются акты о результатах исследований каждого объекта, установке мостов и проверке их герметичности, о передаче скважины в эксплуатацию либо консервации ее, если площадь еще не подготовлена для эксплуатации, либо о ликвидации скважины, если результаты испытания полностью отрицательны.