Файл: Ширковский, А. И. Добыча и подземное хранение газа учебное пособие.pdf

Фонтанная арматура выпускается на рабочее давление 40, 75, 125, 200, 300 и 500 кгс/см2. Внутренний диаметр ее 63 или 100 мм выбирают в зависимости от дебита скважины и давления газа. Научно-технический прогресс в добыче газа приводит к необхо­ димости увеличения диаметра эксплуатационной колонны и деби­ та скважины, а следовательно, и диаметра фонтанной арматуры. В настоящее время в экспериментальном порядке выпущена фон­ танная арматура с внутренними диаметрами 125 и 150 мм.

§ 12. Вызов притока газа из пласта в скважину

Законченная бурением скважина обычно заполнена промывоч­ ным раствором. На поверхности пористой среды на забое нахо­ дится слой глинистой корки, так как часть воды из промывочного раствора отфильтровалась в пласт. Давление, создаваемое стол­ бом раствора на забое, как правило, больше давления газа в пласте. Освоение скважины состоит в том, чтобы вызвать приток газа из пласта в скважину, очистить пористую среду от глинистой корки, отфильтровавшейся в нее воды, обломков и частиц пори­ стой породы, образовавшихся в период перфорации обсадной ко­ лонны и цементного камня за колонной, и добиться устойчивой работы скважины на запроектированном технологическом режи­

ме.

Для вызова притока газа из пласта в скважину следует соз­ дать разность давлений в пласте и на забое скважины, что необхо­ димо для преодоления фильтрационных сопротивлений при движении газа в пласте и вытеснения столба жидкости на поверх­ ность.

Существует несколько способов вызова притока газа в сква­ жине:

1)замена промывочного раствора водой, имеющей меньший удельный вес;

2)снижение уровня жидкости в скважине с помощью тарта­ ния желонкой;

3)снижение уровня жидкости и создание пониженного давле­ ния в колонне с помощью поршневого тартания (свабирования);

4)выдавливание жидкости из скважины на поверхность через

колонку фонтанных труб с помощью закачки газа высокого дав­ ления с поверхности в затрубное пространство.

После снижения уровня жидкости в скважине на достаточную глубину, прекращения тартания, удаления желонки или сваба из скважины происходит процесс газирования (образования пузырь­ ков газа в жидкости), уменьшаются удельный вес и давление газированной жидкости на пласт, постепенно уровень ее поднима­ ется и жидкость выбрасывается из скважины, образуется фонтан чистого газа.

Наступает период продувки скважины, очистки пористой среды и забоя от твердых взвесей и жидкостей. После некоторого перио­

51

да продувки скважины в атмосферу ее закрывают для обвязки, исследований с помощью передвижных установок и опытно-про­ мышленной эксплуатации с помощью промысловых установок.

§ 13. Методы увеличения производительности газовых скважин

Методы увеличения производительности (дебитов) газовых скважин начали применяться в СССР с 1950 г. на месторождениях Украины и Саратовской области. Основными методами интенси­ фикации притока газа были солянокислотная обработка (СКО) и торпедирование скважин. В дальнейшем получили распростра­ нение перфорация скважин под давлением в газовой среде, гид­

подвергнуто 275 скважин. Это позволило дополнительно добыть 1,7 млрд, м3 газа и получить экономический эффект в 1,6 млн.

руб. [4]:

Дебиты газовых скважин при одинаковых диаметрах, режимах эксплуатации пласта, величине пластового давления можно увеличить снижением фильтрационного сопротивления при дви­ жении газа в призабойной зоне пласта. Это возможно путем образования каналов, каверн и трещин в ней, уменьшения содер­ жания твердых частиц и жидкостей в поровых каналах.

Известны следующие методы воздействия на призабойную зону пласта:

1) физико-химические: солянокислотная обработка; термокис­ лотная обработка; обработка поверхностно-активными веществами (ПАВ); осушка призабойной зоны сухим обезвоженным газом; 2) механические: торпедирование; гидравлический разрыв пла­ ста (ГРП ); гидропескоструйная перфорация (ГПП); ядериый взрыв; 3) комбинированные: тидравлический разрыв пласта с соляно­ кислотной обработкой; гидропескоструйная перфорация с соляно­

кислотной обработкой.

Выбор метода воздействия на призабойную зону скважин зави­ сит от литологического и минералогичского составов пород и цементирующего материала газоносных горных пород, давления и температуры газа и пород пласта, мощности продуктивного гори­ зонта, неоднородности пласта вдоль разреза.

Солянокислотная и термокислотная обработка призабойных зон скважин дают хорошие результаты в слабопроницаемых кар­ бонатных породах (известняках, доломитах) и песчаниках с кар­ бонатным цементирующим веществом. В песчаниках с глинистым цементирующим материалом эффективна обработка соляной и плавиковой кислотами (так называемой грязевой кислотой).

Солянокислотная обработка основана на способности соляной кислоты растворять карбонатные породы. При этом происходят

•следующие химические реакции:

52

в известняках

2НС1 + СаС03 = СаС12 + Н20 4 - СО,;

в доломитах

4НС1 + CaMg (С03)2 = СаС12 + 2Н,0 + 2С02.

В зависимости от пластовых условий на практике применяют 8—15%-ную соляную кислоту. Техническая соляная кислота по­ ставляется заводами концентрированной. На промысле ее разбав­ ляют водой до нужной концентрации. Характеристика соляной кислоты приведена в табл. 5.

Т а б л и ц а 5

Для снижения коррозии металлического оборудования в про­ цессе СКО используют вещества, называемые ингибиторами кор­ розии, в качестве которых применяют формалин (СН20 ), уникод ПБ-5, И-1-А с уротропином, а также сульфонол, ДС-РАС, дисолван 4411, нейтрализованный черный контакт (НЧК).

Продукты взаимодействия кислоты с породой удаляются из пласта в процессе освоения скважины. Для облегчения этого процесса в кислоту добавляют интенсификаторы, снижающие по­ верхностное натяжение продуктов реакции: НЧК, спирты, препа­ рат ДС и другие ПАВ.

Порядок добавления различных реагентов в кислоту при под­ готовке ее к закачке в скважину следующий: вода — ингибиторы —

а также цементировочных агрегатов ЦА-300, ЦА-320М, 2АН-500. Время реакции кислоты с момента окончания закачки не должно превышать 6—8 ч. Результаты определяют по данным исследова­ ний скважин после обработки. Обработка считается успешной, если уменьшается коэффициент С, увеличивается дебит скважи­

ны при той же депрессии на пласт.

Торпедирование, гидравлический разрыв, гидропескоструйную перфорацию и ядерные взрывы обычно применяют в пластах, сложенных крепкими, плотными породами, имеющими небольшие проницаемость, пористость, но высокое пластовое давление.

53

Гидравлический разрыв пласта приводит к раскрытию имею­ щихся в пласте трещин или образованию новых с помощью закач­ ки в скважину жидкости разрыва под высоким давлением ичк удержанию их в раскрытом состоянии с помощью закачки в тре­ щину песка. В качестве жидкостей разрыва и песконосителя ис­ пользуются водоконденсатные, водо-кислотноконденсатные эмуль­ сии, водный раствор дисолвана, карбоксиметилделлюлоза, кислот­

700кгс/см2.

Впромытую, очищенную скважину спускают фонтанные трубы

диаметром 76 или 102 мм, по которым жидкость разрыва подают на забой. Для предохранения обсадной колонны от воздействия высокого давления над пластом устанавливают разобщитель (пакер). Устье скважины оборудуют специальной головкой, к которой подключают агрегат для нагнетания жидкостей.

Момент разрыва пласта фиксируется по значительному увеличе­ нию приемистости скважины или снижению давления нагнетания.

После разрыва в пласт нагнетают жидкость-песконоситель, продавливают ее в пласт нагнетанием в скважину продавочной жидкости, в качестве которой часто используют жидкость разрыва. Затем устье скважины закрывают до полного падения давления. В дальнейшем скважину промывают, очищают от песка, осваивают, исследуют для определения эффективности ГРП. При первом ГРП

вобразовавшуюся трещину закачивают 5—6 т песка, при после­ дующих — до 20 т.

ВСША, в штате Канзас, применяют следующую методику ГРГ1:

вскважину закачивают дизельное топливо с добавками, снижаю­ щими поверхностное натяжение, затем вводят 7,5—11,5 м3 загущен­ ной кислоты с содержанием 240 кг/м3 песка, после этого снова закачивают 7,5% -ную соляную кислоту в объеме 3,8—5,5 м3 с теми же добавками. Остатки кислоты из труб вымывают водой, прини­ мая меры против попадания ее в пласт. Гель, задавленный в пласт, разрушается, превращаясь в жидкость с небольшой вязкостью. Песок остается в трещине, а жидкость возвращается в скважину при последующем ее свабировании.

Гидропескоструйная перфорация предназначена для создания каналов сообщения пласта и скважины с помощью абразивного воздействия твердой фазы (песка), находящейся в струе жидкости, на металлическую обсадную колонну, цементный камень и горные породы.

Скважину залавливают меловым раствором и спускают в нее фонтанные трубы с гидропескоструйным перфоратором, устанав­

АП-3,5"-У и др. Схема гидроперфоратора АП-3,5"-У приведена на рис. 7.

54