1 Освоение скважин
Условие вызова притока
Скважины осваивают после бурения, перфорации или ремонта. При бурении и перфорации скважина заполнена буровым раствором. По техническим правилам ведения буровых работ в СССР гидростатическое давление столба бурового раствора должно составлять 10—15% от пластового давления при глубине скважины не более 1200 'м и 5% —при больших глубинах. При перфорации репрессия давления яа пласт (разность между давлением на забое и пластовым давлением) 'не должна превышать 5% от пластового давления. Для проведения ремонта ее также заполняют жидкостью или раствором (глушат).
Глушение скважины жидкостью проводят для предотвращения открытого фонтанирования, выбросов 'нефти, газа при снятии устьевого оборудования и подъеме труб из скважины, т. е. для создания противодавления на пласт. Необходимо, чтобы жидкость глушения не снижала проницаемости призабой-ной зоны, не оказывала коррозионного и абразивного действия на ремонтное и эксплуатационное оборудование, не была токсичной, взрыве- и пожароопасной, дорогой и дефицитной. Плотность жидкости глушения должна соответствовать пластовому давлению в скважине. Для глушения скважин обычно применяют техническую воду, обработанную поверхностно-активными веществами, пластовую воду (плотность до 1120—1190 кг/м3), водный .раствор хлористого натрия (до 1160 кг/м3) или кальция (до 1382 кг/м3), глинистый раствор (до 1700 кг/м3). Для предотвращения поглощения жидкости глушения в высокопроницаемых пластах применяют буферные жидкости (объемом около 1 м3), в качестве которых используют водные растворы карбок-силметилцеллюлозы (КМД) и вязкоупругую смесь (ВУС), разработанную 'ВНИИнефтью.
Сохранение коллекторских свойств пласта при глушении;
обеспечивается применением гидрофобно-эмульснояных растворов, стабилизированных дегидратированными полиамидами-(ЭС-2) и содержащих при необходимости утяжелители (барит, гематит и др.). Таким образом, перед вызовом притока давление на забое скважины больше или равно пластовому давлению.
Для вызова притока необходимо выполнение условия рз-< <рпл, т. е. создание депрессии давления на пласт Ар=рпл—рз, где рпл—пластовое давление; рз—забойное давление. Так как забойное давление можно представить как гидростатическое давление столба жидкости в скважине, то условие вызова притока можно записать:
hpg<p^, (5.2)
где h—высота столба жидкости в скважине; р—плотность жидкости; g—ускорение свободного падения.
Следовательно, для удовлетворения этого условия с целью вызова притока необходимо уменьшить либо h, либо р, поскольку пластовое давление остается неизменным в процессе освоения данной скважины.
Методы вызова притока
Перед освоением скважину оборудуют ,в соответствии с ее назначением, способом эксплуатации и методом вызова притока. Выбор метода вызова притока зависит от назначения скважины, ее способа эксплуатации, пластового давления, глубины и расположения скважины на структуре, степени устойчивости коллектора и др. Освоение скважин, вскрывающих пласты с высоким пластовым давлением, обычно не вызывает затруднений. В данном случае можно создать большую депрессию давления и при этом происходит интенсивная самоочистка забоя и, призабойной зоны от грязи за счет большой скорости движения жидкости и газа. Однако при наличии неустойчивых пластов, газовой шапки (верхнего газа) или подошвенной воды возможны осложнения. Чрезмерные депрессии могут привести к разрушению пласта, цементного кольца и даже нарушению обсадной колонны, образованию конусов верхнего газа и подошвенной воды и прорыву их в скважину. Поэтому такие скважины следует пускать в работу плавно с медленным снижением забойного давления на небольшую величину.
В промысловой практике нашли применение следующие три основные метода вызова притока (пуска в работу): замена жидкости, аэрация и продавка.
Последовательная замена жидкости с большей плотностью на жидкость с меньшей плотностью осуществляется промывкой скважины обычно по схеме: буровой раствор с большей плотностью—буровой раствор с меньшей плотностью—вода— нефть — газоконденсат. Для этого в скважину спускают НКТ, обвязывают наземное оборудование и насосный агрегат, опрес-совывают нагнетательную линию и закачивают жидкость в НКТ (прямая 'промывка) или в затрубное пространство (обратная промывка); из скважины жидкость выходит в сборную емкость. Жидкость закачивают посредством либо цементировочного агрегата типа ЦА-320 М, либо насосной установки типа УН 1==630Х700 А (прежний шифр 4АН-700).
Аэрация (аэрирование, газирование) жидкости осуществляется аналогично, но в поток жидкости (воды) постепенно вводят газ, увеличивая его расход я уменьшая расход жидкости. Плотность газожидкостной смеси доводят до 300—400 кг/м3. Скорость нисходящего потока жидкости для предупреждения всплывания пузырьков газа должна быть не менее 0,8—1 м/с. Газ вводят с помощью аэратора типа «перфорированная труба в трубе» или жидкостно-газового эжектора типа ЭЖГ-1, а на газовой линии устанавливают обратный клапан, предупреждающий поступление газа в обратном направлении и затем жидкости в компрессор.
Можно использовать газ из газовых скважин (газопроводов), воздух от передвижного компрессора и газообразный азот от автомобильной газификационной установки АГУ-6000-500/200 (АГУ-8К).
Наибольшее применение для освоения скважин нашла компрессорная передвижная установка УКП-80. Однако малые ее давление нагнетания (8 МПа) и подача (8 мз/мин при нормальных условиях) обусловили разработку более мощных установок. Передвижная компрессорная станция СД-9/101 обеспечивает подачу 9 м^мин и рабочее давление 10 МПа. Дизель-компрессорные станции ДКС-7/200А, ДКС-3,5/200Тп иДКС-3,5/ /400 Б и компрессорный агрегат АК-7/200 представляют собой автономные установки. Их подача составляет 7 или 3,5 адэ/мин и рабочее давление—20 или 40 МПа, масса—от 2,9 до 17 т. Эти станции и агрегат транспортируют автомобилями, тягачами или вертолетами на внешней подвеске. Они предназначены для освоения глубоких скважин в условиях нефтепромыслов Западной Оибири. Внедряются компрессорные станции СД-12/250 (на шасси высокопроходимого автомобиля) и НЭ-12/250 (на салазках), которые развивают давление нагнетания 24,5 МПа при максимальной подаче 0,2 м^с.Более эффективно применение пенных систем при освоении схважин и других технологических процессах. Пенные системы в отличие от аэрированных жидкостей прядают процессу вызова притока плавность и устойчивость. Для получения пенной системы в жидкость, подвергаемую аэрированию, предварительно вводят пенообразующее поверхностно-активное вещество' (ОП-10, дисолван, сульфонол, лигнопласт и др.) и стабилизатор из высокомолекулярных соединений (карбоксилметилцел-люлоза, полиакриламид).
Для предупреждения образования в скважине взрывоопасных газовоздушных смесей при освоении и в других технологи-" чесних процессах используют азот. В автомобильной газификационной установке АГУ-6000-500/200 азот транспортируют к. месту потребления в сосуде Дюара («термос») и в жидком виде закачивают насосом в испаритель. Там он газифицируется и поступает в трубопровод при рабочем давлении нагнетания 22 МПа. Расход газообразного азота составляет бм^мин (при нормальных условиях). С учетом потерь от испарения и остатка в сосуде одна установка вырабатывает 3500 м3 газообразного азота. Питание установки осуществляется от сети напряжением 220 В или передвижной электростанции мощностью-200 кВт.
Продавка (вытеснение) жидкости сжатым газом осуществляется аналогично пуску газлифтных скважин (см. раздел 10.2). Отличие состоит только в подключении к устью передвижной-компрессорной или газификационной установки. Этот метод пуска скважин называют еще газлифтным или компрессорным В процессе пуска скважин быстро создается депрессия, поэтому данный метод не применим при наличии рыхлых и неустойчивых коллекторов, подошвенной воды, верхнего газа.
Иногда еще применяют методы свабирования (поршнева-ния) и тартания. Для этого в скважину на канате от глубинной' лебедки спускают сваб (поршень с клапаном и резиновыми манжетами) в НКТ или желонку (наподобие узкого длинного ведра с клапаном).
Газлифтные скважины осваивают обычно методом продавки (см. раздел 10.2). Насосные скважины перед освоением промывают водой (или лучше нефтью) и осваивают насосом, используемым при эксплуатации.