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
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