книги из ГПНТБ / Островский Я.М. Борьба с пробкообразованием в нефтяных скважинах на месторождениях Туркмении

f“ОС. i w' *•1 HАУЧН'ТЕХНИЧЬ.СК А*’

б И Ь Л И О Т Р К А cccr ...»

г*

( J - ~

6П1.6

0— 77

В брошюре изложены причины разруше­ ния слабосцементироеанных пород приза­ бойной зоны скважин и образования пес­ чаных пробок, существующие методы борьбы с пескопроявлением в нефтяных скважинах. Приведены результаты закреп­ ления песков в призабойной зоне скважин на месторождениях Туркмении.

Брошюра рассчитана на широкий круг

работников нефтяной промышленности.

Под редакцией инженера В. С ма р а г д о в а

Н евозможно представить себе современное хо­ зяйство страны без нефти. Нефть — это бензин и мазут, дизельное топливо и керосин, смазочные масла и высококачественное сырье для химических производств. Из нефти получают больше тысячи ценных химических

наиболее экономичным, дешевым и эффективным видом топлива и химического сырья. Отсюда видно, чго «чер­ ному золоту», как называют нефть, принадлежит боль­ шое будущее.

За годы советской власти нефтяная промышленность нашей страны, развиваясь бурными темпами, выросла в одну из мощных отраслей тяжелой индустрии, осна­ щенную передовой техникой. Если к моменту национали­ зации нефтяной промышленности в 1920 году добыча нефти по стране достигала всего 3,8 лин. т, то вскоре после национализации нефтяная промышленность Со-

3

ветекого Союза значительно окрепла и начала бурно развиваться, дав стране в 1928 году 12,1 млн. г, а в 1936 году — 27,3 млн. т нефти.

В годы послевоенных пятилеток добыча нефти начи­ нает вновь возрастать еще более высокими темпами. В 1950 году страна получила свыше 35 млн. т нефти, в 1956 году — 83,8 млн. т. Особенно высокие темпы разви­ ты после XX съезда КПСС. Если накануне съезда у нас добывалось нефти немногим более 20 процентов от аме­ риканского объема добычи, то и 1961 году добыча неф­ ти в СССР составила примерно половину количества, добытого в США. Ни одна страна в мире не знает тако­ го относительного и абсолютного прироста добычи неф­ ти, какой достигнут у нас. Однако перспективы, которые открываются перед советской нефтяной промышлен­ ностью на новом этапе развития страны, еще более вели­ чественны и грандиозны. В 1980 году добыча «черного золота» достигнет 690—710 млн. т. За 20 лет из земных недр будет извлечено нефти в пять е лишним раз больше, чем за вею 140-летнюю историю нефтедо­ бычи в нашей стране.

Такое бурное развитие добычи нефти будет осущест­ вляться как на базе существующих нефтяных районов, так и за счет создания новых мощных нефтедобываю­ щих центров, например, н Восточной и Западной Сиби­ ри, в Прикаспийской низменности. Только в последнее время найдено много крупных нефтяных месторождений как в известных нефтяных районах ----- Азербайджане, Татарии, Туркмении, так и в новых'местах, в частности в Сибири, на полуострове Мангышлак, в Казахстане.

Потребности народного хозяйства страны в нефти и нефтепродуктах, высокие темпы развития добычи нефти требуют от всех нефтяников повышения культуры про­ изводства, мобилизации внутренних ресурсов, внедрения

4

новой техники и совершенствования технологии процес­

сов.

Как ни велики наши успехи в области технического прогресса в нефтяной промышленности, на отдельных

.участках в деле создания, внедрения и использования передовой техники и технологии имеются определенные недостатки. Одним из таких участков, который занимает особое место среди «узких мест» в технологии добычи нефти, является борьба с пробкообразованием. Образо­ вание песчаных пробок в нефтяных скважинах пред­ ставляет широко распространенное явление, наносящее большой ущерб нефтяной промышленности. Для место­ рождений, пласты которых сложены рыхлыми, слабосцементированными песками (месторождения Азербайд­ жана. Туркмении, Краснодарского края), улучшение режима эксплуатации действующих скважин и ввод в

эксплуатацию скважин, простаивающих из-за пробкиобразования, зависит от эффективного разрешения проб­ лемы борьбы с песком.

Ведущаяся в этом направлении на протяжении уже многих лет борьба оказалась недостаточно эффективной

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ПЕСКОПРОЯВЛЕНИЯ

ВНЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ

Пескоироявленпе нефтяных скважин в значительной мере снижает коэффициент полезного действия подъема нефти на поверхность н коэффициент полезного исполь­ зования пластовой энергии. Уже давно известно, что наибольшая часть пластовой энергии расходуется на движение нефти в части пласта, прилегающей к стенке

5

скважины, т. е. в призабойной зоне. Если породы забиты мельчайшими взвешенными частицами песка, увеличи­ вается сопротивление движению нефти и, следовательно, увеличивается расход пластовой энергии, часть которой идет на преодоление дополнительных сопротивлений и часть — на движение этих частиц песка. Кроме того, если нефтяной пласт сложен рыхлыми, слабосцементи­ рованными песками, часть пластовой энергии идет на отрыв отдельных зерен песка от скелета породы и на движение этих зерен из пласта в скважину. Причем, этот процесс происходит непрерывно во все время эксплуата­ ции скважин. Песок, попадая в скважин)-, частично оседает в ней, частично выносится на поверхность по­ токомнефти. Вот это наличие песка в нефти значи­ тельно увеличивает энергию, необходимую для ее подъе­ ма от забоя до поверхности.

Следовательно, большая часть пластовой энергии тратится впустую, непроизводительно, на движение по пласту и подъем на поверхность песка. За счет такого непроизводительного расхода энергии общая добыча нефти из пласта может быть снижена.

Очень часто, а на нефтяных месторождениях Турк­ мении почти повсеместно, нефтяные пласты состоят из серии чередующихся прослоек песка и глины, причем последние являются практически непроницаемыми для нефти. Если песчаные пласты находятся в рыхлом со­ стоянии, то в призабойной зоне, где скорость движениянефти будет наибольшей, движущаяся нефть будет увлекать за собой частицы песка в скважину. После не­ которого периода.эксплуатации в призабойной зоне об­ разуется каверна в виде конической поверхности естест­ венного откоса песка. Эта коническая полость может за­ полняться породой из вышележащих глинистых прослоек и прекратить приток нефти к скважине. Образование

б

каверн и обвалы пластов, в свою очередь, приводят к прорыву вод из верхних водоносных пластов и обвод­ нению скважин. Обвалы пластов часто вызывают смя­ тие и слом эксплуатационных колонн, ведущие к дли­ тельным ремонтным работам, пли даже к ликвидации скважин.

Анализ ремонтов, проведенных в скважинах место­

большое количество цемента и цементно-песчаных сме­ сей. Так, в настоящее время на каждую скважину в среднем приходится 25,3 т цемента, закачиваемого при различных видах ремонтов как для изоляции пласто­ вых вод, так и для закрепления пластовых песков, а по отдельным скважинам количество цемента, закачивае­ мого в призабойную зону, значительно превышает ука занную величину и достигает иногда 100 и более тони. Интенсивность разрушения призабойной зоны выше в скважинах, эксплуатирующихся более длительный пе­ риод, из которых отобрано большое количество жидко­ сти, а также в скважинах с меньшим интервалом фильт­ ра. Наиболее подвержены разрушению пласты верхних горизонтов; породы, слагающие нижние горизонты, более сцементированы и менее разрушены.

Разрушение призабойных зон, изменение их структу­ ры приводит к слому и смятию эксплуатационных ко­ лонн. Так, из 6 скважин горизонта «А» месторождения Западный Кум-Даг нарушение колонн отмечено в двух скважинах, по горизонту «Б» — в трех скважинах, по горизонту «В» — в двух скважинах и по горизонту «А», Восточного Кум-Дага, — в одной скважине. Имеют мес­ то сломы колонн и в скважинах некоторых горизонтов месторождения Небит-Дат.

7

щнх скважин п по глубоким горизонтам Кум-Дага н Небит-Дага.

По нефтепромысловому Управлению «Небитдагнефть»

земного ремонта скважин. Если же учесть и такие рабо­ ты, как расхаживание заклиненного плунжера, подъем заклиненного насоса и др„ то ремонты, связанные <• поступлением песка в скважины, составляют 15 — 25%.

Приведенные цифры потерь и для Азербайджана и для Туркмении являются минимальными, так как время простоя скважин, из-за возникающих пробок, значитель­ но превышает время, затраченное на промывку таковых. Кроме того, на промыслах и в настоящее время вынуж­ денно ограничивают отборы жидкости из скважин, что­

решения проблемы борьбы с пробкообразованием в неф­ тяных скважинах. Отсюда следует, что даже частичное решение поставленной задачи даст весьма значитель­ ный эффект и огромную экономию средств в нефтяной промышленности.

ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПЕСЧАНЫХ ПРОБОК

Образование песчаных пробок в нефтяных скважинах является результатом целого ряда причин, начиная с физической характеристики пород нефтеносных пластов и кончая методами освоения и эксплуатации скважин. Если породы, из которых сложены нефтеносные пласты, плотные, хорошо сцементированные (песчаник, извест-

9