Файл: Повышение эффективности вскрытия и опробования нефтегазоносных пластов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.07.2024

Просмотров: 139

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

р а з р ы в а ю т ся при сравнительно невысоких давлениях. Так, на месторождениях А з е р б а й д ж а н а градиент давления гидравличе­ ского разрыва пластов, залегающих на глубинах 1200—2000 м, составляет от 0,160 до 0,140 кгс/см2 /м [35, 36]. На нефтяных ме­ сторождениях П р е д к а р п а т ь я для пластов, залегающих на глу­ бинах 1400—3000 м, он изменяется соответственно в пределах 0,225—0,167 кгс/см2 /м. При этом наблюдается некоторая тен­ денция уменьшения величины градиента разрыва пород с уве­ личением глубины залегания пласта.

Естественно,

в рассматриваемых

условиях не исключена

воз­

можность

случаев

«самопроизвольного»

гидравлического

раз­

рыва пласта

с последующим

поглощением некоторого количест­

ва бурового раствора. Поэтому с целью предотвращения

заку­

порки

пласта

при

бурении

скважины

глинистым

раствором

в продуктивном

разрезе (кровля

пласта — проектный

забой

скважины)

следует

ограничить скорость

спуска

и

подъема бу­

рового

инструмента

до минимальных значении.

В

зависимости

от размера кольцевого зазора рекомендуются следующие ско­

рости спуска бурильных

труб:

 

 

 

0,70—0,75 м/с при зазорах

20—25 мм

0,80—0,85

»

»

»

25—30

»

0,90—1,0

»

»

»

более 30

»

Подъем труб производить на

I — I I

скорости

лебедки.

Кроме рассмотренных выше величин репрессий, имеющих ме­ сто в процессе бурения скважины, продуктивные пласты испы­

тывают высокие репрессии при производстве тампонажных

работ

по креплению эксплуатационных колонн.

 

 

 

Хотя эти

противодавления

являются

кратковременными по

сравнению с

репрессиями, создаваемыми

буровыми растворами

в процессе

бурения

скважины, тем не менее они т а к ж е

отри­

цательное воздействие оказывают на коллекторские

свойства

прискважинной зоны

пласта.

Особенно

большие по

величине

репрессии испытывают продуктивные пласты в газовых сква­ жинах, в которых цементный раствор за эксплуатационной ко­ лонной поднимается до устья. Так, в скважинах Внешней зоны Предкарпатского прогиба репрессии превышали на 40% вели­ чину пластового давления . В скважинах Внутренней зоны Пред ­

карпатского прогиба по сравнению с прошлыми годами

наблю­

дается о б щ а я тенденция уменьшения противодавления

на пла­

сты при т а м п о н а ж е колонн. Величина репрессии здесь

изменя­

ется от 10 до 23% пластового давления и лишь в отдельных случаях составляет 35%.

На величину противодавления влияет целый ряд факторов. Они зависят как от глубины залегания пласта, высоты и ско­ рости подъема цемента за колонной, так и от физико-химических свойств цементного раствора.

23


Крепление эксплуатационных колонн в скважинах произво­ дится в основном раствором портланд-цемента на пресной воде.

Исходя

из

требований

текучести

и

прокачиваемое™

раство­

ра, водоцементный фактор

составлял

0,45—0,5. В то ж е

 

время

для

полного

процесса

гидратации

 

цементного

камня

химиче­

ская

водопотребность

составляет

28—35% воды от веса це­

мента [12, 80]. Таким

образом, количество используемой

воды

почти

в 2 раза

превышает

полную

химическую водопотребность

в процессе

гидратации цемента.

В

статических

условиях из

цементного

раствора при перепаде

в

 

1 кгс/см2

отфильтровыва ­

ется

в течение нескольких

минут

почти вся несвязанная

вода.

Водоотдача еще больше увеличивается при создании более вы­ соких перепадов давлений, достигая иногда 90% используемого количества воды дл я затворения цемента. Пресноводные фильт­ раты цементных растворов, проникая в пласт-коллектор, могут оказывать такое ж е отрицательное воздействие, как и аналогич­ ный фильтрат буровых растворов. Подтверждением этого яв­ ляются результаты исследований, проведенных на кернах па­ леоцена месторождений Краснодарского края [12]. Опыты про­ водились в автоклавах, имитирующих пластовые условия. По­ лученные экспериментальные данные показывают, что фильтрат цементного раствора понижает проницаемость керна от 25 до

100%.

При

этом,

чем

меньше

проницаемость

породы, тем

в большей

степени

она

снижается

(были

использованы

керны

с проницаемостью от 15 до

299

м Д ) . Глубина

проникновения

фильтрата

цементного раствора в пластовых условиях — трудно

определяемая

величина

и она зависит от целого

ряда

факторов.

Н а д о

 

полагать, что она

меньше,

чем

глубина

проникновения

фильтрата глинистого раствора. В этом плане

определенный

практический

интерес

представляют

произведенные

 

расчеты

д л я

условий

девонских

отложений

месторождений

Волгоград­

ской

области,

где

глубина

проникновения

фильтрата

цемент­

ного

раствора

оценивается в

10—25 см [20]. Обычно она

превы­

шает длину каналов, создаваемых современными

кумулятивны­

ми перфораторами .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

снижения закупорки

пластов

компонентами

цементных

растворов в последнее время начали производить их затворение на воде, насыщенной хлористым натрием. Кроме того, с этой целью ведутся разработки по применению различных химиче­

ских и

минеральных добавок (ПАВ, карбосульфонаты, К М Ц ,

К С С Б ,

бентониты и т. п.), позволяющих не только снижать во­

доотдачу, но и улучшать структурно-механические свойства це­

ментного

раствора

и цементного

камня

[59, 80].

 

 

Согласно проектам буровых

работ

высота

подъема цемента

за

эксплуатационной колонной

по всем

скважинам планируется

до

устья.

Однако

фактические

материалы

показывают, что

24


в преобладающем большинстве случаев цемент

в скважинах

недоподнят до устья. Так, на

площади Судовая

Вишня

только

в двух скважинах из десяти

поднят цемент до

устья

(скв. 7,

9). В остальных скв. (2, 3, 6,

8, 11, 12, 13)

цементное

кольцо

отбито за колонной на различных г л у б и н а х

— о т

240 до

1430 м

от устья. Высота недоподъема цемента в процентах от глубины

эксплуатационных колонн

колеблется в

широком

диапазоне —

от 17,8 до 77%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н а площади

Садковичи

из семнадцати скважин

в 10 (скв. 1,

7, 10, 11, 12, 13,

14, 15, 17,

18) цемент недоподнят

за колонной

до устья. В этих скважинах

цементное

кольцо

отбито на

глу­

бине от 5 до 640 м, что в процентах

от глубины

эксплуатацион­

ной колонны соответственно составляет 3,6 и 48%.

 

 

На площади Пыняны из девяти

скважин в четырех (скв. I ,

2, 5, 8) цемент за колонной недоподнят

до

устья. Высота недо­

подъема

составляет от 490

до 1585

м,

что

соответственно

со­

ставляет

23 и 6 1 % . Таким

образом,

на указанных

площадях

из

всего количества пробуренных и испытанных скважин 45—80% составляют скважины, в которых не обеспечено поднятие це­ мента за колонной до устья. Причинами этого может быть це­ лый ряд факторов, которые не полностью учитываются при­ меняемой технологией по креплению скважин . Анализ фактиче­ ского промыслового материала показывает, что недоподъем це­

мента

за колонной происходит

по следующим причинам:

1)

неточное определение

объема скважины; 2) просчеты

в объемном количестве продавочной жидкости в процессе про­ качки цемента, что приводит к оставлению иногда большого ко­

личества

цемента в колонне; 3) поглощение цементного раство­

ра при

«самопроизвольном» гидравлическом разрыве

пла­

стов.

 

 

О «самопроизвольном» гидравлическом разрыве пород

сви­

детельствуют подсчитанные величины градиентов давления, ко­

торые испытывали пласты в процессе

цементирования скважи ­

ны. По своим абсолютным значениям

(0,185—0,232 кгс/см2 /м)

они равны или превышают градиенты давлений, которые воз­ никают при спуске бурового инструмента на высоких скоростях (0,174—0,194 кгс/см 2 /м) .

Рассматриваемый процесс еще больше осложняется тем, что в большинстве случаев технологией не предусматривается при­ менение буферных жидкостей, в результате чего в зоне смеши­

вания цементного и глинистого растворов

часто

образуется

очень вязкая,

трудно

прокачиваемая, пастообразная

пробка.

Это

может привести к гидравлическому

разрыву

пород д а ж е

при

невысоких

уровнях

подъема цемента

за

колонной.

Поэтому

с целью обеспечения подъема цементного

раствора

за

колонной

до устья и максимального сохранения естественных коллекторских свойств пластов заслуживают особого внимания рецепту-

25


pa облегченных

цементных

растворов

п

технология проведения

цементирования

скважин,

разработанные

в

У к р Н И Г Р И .

 

На основании изложенного, необходимо заключить, что

применяемая технология бурения и т а м п о н а ж а скважин

в про­

дуктивных разрезах

осуществляется

без

н а д л е ж а щ е г о

учета

геолого-физических

и химических свойств

коллекторов и

насы­

щ а ю щ и х их флюидов. В результате этого происходит в той или иной степени закупорка продуктивного пласта.

Снижение фильтрационных свойств пласта вызвано приме­ нением:

1. Глинистых растворов на пресноводной основе с относи­ тельно высокой водоотдачей (набухание глинистых минералов,

капиллярный эффект) ;

 

 

 

2.

Химических

реагентов

щелочной среды типа У Щ Р , а

так­

ж е ш п а н а ,

ПАА

и

других

(физико-химическое взаимодействие

с остаточной водой

и породой — выпадение осадков

в виде

гу-

матов

и

гидроокпслов поливалентных катионов,

адсорбция

и т. д.);

 

 

 

 

 

 

3. Завышенного удельного веса буровых растворов, что способствует более глубокому проникновению их фильтратов в пористую среду, а по трещинам п самого глинистого раствора. При высоких скоростях спуска и подъема бурильного инстру­ мента этот процесс еще больше усугубляется в результате «са­ мопроизвольного» гидравлического разрыва пластов н погло­ щения ими глинистых растворов;

4.Цементных растворов на пресноводной основе с высокой водоотдачей;

5.Одноступенчатого подъема цементного раствора за экс­ плуатационной колонной, приводящего часто к «самопроизволь­

ному» гидравлическому разрыву пласта и поглощению цемента.

§ 2. В с к р ы т и е п л а с т о в в п р о ц е с с е о с в о е н и я с к в а ж и н

Прострелочно-взрывные работы, относимые, к эксплуатаци ­

онным средствам

вскрытия пластов

(в отличие от

средств

вскрытия в процессе бурения), играют

т а к ж е немаловажную

роль в общем комплексе мероприятий по рациональному

вскры­

тию и опробованию

продуктивных горизонтов.

 

Оценка продуктивности вскрытого скважиной разреза в зна­ чительной мере зависит от степени гидродинамической связи скважины с незакупоренной зоной пластов-коллекторов. Сте­ пень сообщаемое™ скважины с пластом во многом предопреде­ ляется рациональным использованием методов эксплуатацион­ ного вскрытия.

При опробовании поисково-разведочных скважин предприя­ тиями трестов Львовнефтегазразведка и Крымнефтегазразвед -

26


ка применяются наиболее совершенные из существующих в неф­ тепромысловой практике методы вскрытия, в частности, гидро­ пескоструйная и кумулятивная перфорация.

Р е ж е используются

торпедирование пли

опробование

пла­

стов

в открытом

стволе,

а т а к ж е

с помощью фильтров. К

основ­

ным

причинам,

ограничивающим

применение

торпедирования

в поисково-разведочных скважинах, относятся: эффективность метода только для плотных пород, малый радиус распростране­ ния трещин и небольшая их ширина, высокая вероятность раз­ рушения колонн, препятствующая проведению дополнительных работ. Использование фильтров и опробование пластов откры­ тым забоем исключается в основном из-за необходимости поинтервального изучения продуктивности разреза и неустойчи­ вости в ряде случаев пород в стволе скважин . Широко внедряе­ мое в производство опробование испытателями пластов в про­

цессе

бурения во

многом зависит

от

геолого-технических усло­

вий

в

скважинах

и

на современном

уровне

своего развития

дает

в

большинстве

случаев лишь

качественную

характеристи­

ку флгоидонасыщенностн пласта.

 

 

 

 

Вскрытие пластов на площадях Внутренней зоны Предкар -

патского прогиба

в

основном

производилось

гидропескоструй­

ной

перфорацией

(около 66%

от

общего числа

опробованных

объектов), во Внешней зоне Предкарпатского прогиба, в За ­ карпатском прогибе, на Волыно-Подольской окраине ВосточноЕвропейской платформы и в западной части Крыма — кумуля­

тивной

перфорацией

(соответственно 96,5, 83, 71,5 и 27%) .

Плотность гидропескоструйной перфорации 2, реже 4 отвер­

стия

на

1 м

объекта,

кумулятивной — от

10 до 20

и в

редких

случаях 30—40 отверстий на 1 м.

 

 

 

 

 

Распределение величин притоков флюидов в зависимости от

методов вскрытия показано в табл . 2, 3, 4, 5, 6. Из 63

рассмот­

ренных объектов во Внутренней зоне Предкарпатского

прогиба,

вскрытых гидропескоструйной перфорацией, 29 (46%)

 

оказа ­

лись

«сухими», а 17

объектов,

что составляет

27%

от

 

общего

их числа, дали притоки флюидов до 10 м3 /сут

или 10 000

м3 /сут

газа

(табл. 2). При

гидропескоструйной

перфорации

процент

практически

«сухих»

'объектов

несколько

ниже, чем

при

куму­

лятивной (52%). Однако третья часть объектов после гидро­ пескоструйной перфорации д а л а слабые притоки флюидов, вследствие чего процент объектов с большими притоками в ито­ ге оказался ниже, чем при кумулятивной перфорации. Сравни­ тельно низкий процент практически «сухих» объектов (36%) по­ лучен при использовании в единичных случаях фильтров.

Таким образом, общее распределение величин притоков не позволяет уверенно выделить один из методов вскрытия пла­ стов в качестве наиболее эффективного. Однако, если проана­ лизировать распределение притоков флюидов в зависимости от

27