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

ся направленность процессов и реакций при воздействии постоянного тока, но эта направленность периодически изменяется в связи со сменой полярности, благодаря чему достигается и более равномерное закрепление грун­ та между электродами, а по абсолютной величине оно более близко к катодной зоне. Этот метод называется «электрохимическим закреплением знакопеременными импульсами».

Наиболее оптимальным режимом при электрохими­ ческом закреплении знакопеременными импульсами является: перемена полярности через 1 час, расстояние между электродами 50—60 мм, напряжение 25—30 в в начале, с последующим поднятием до 100 в, сила тока

можности включиться в решительную борьбу с пробкообразовашісм. Решение этих задач даст стране сотни тонн дополнительной нефти, значительно снизит произ­ водственные расходы на добычу «черного золота», по­ высит культуру производства.

БОРЬБА С ПРОБКООБРАЗОВАНИЕМ

ВНЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ

Внастоящее время на месторождении Кум-Даг око­ ло 12% приходится на ремонты, проводимые с целью закрепления песков в призабойной зоне пластов. На месторождении Небит-Даг таких ремонтов значительно больше, и все же мероприятия по закреплению песков проводятся далеко не в достаточном количестве, несмот­ ря на то, что количество пробкообразующнх скважин

30 .

на этих месторождениях, частота нробкообразования по ним, размеры песчаных пробок и количество песка, выносимое из призабойной зоны, постоянно возрастают.

Основной причиной создания такого положения явля­ ется то обстоятельство, что применяемые в настоящее время на нефтяных промыслах методы по закреплению пластовых песков являются малоэффективными в силу органических недостатков, присущих этим методам. Проведение широких промышленных испытаний нового метода — закрепления призабойных зон синтетическими смолами— продолжительное время задерживается из-за отсутствия необходимых материалов.

Наибольшее распространение на месторождениях Туркмении получили следующие методы борьбы с пробкообразованием:

а) закрепление песков в призабойной зоне цементом; б) укрепление н стабилизация призабойной зоны за­

качкой цементно-песчаной смеси; в) укрепление и стабилизация призабойной зоны

путем создания гравийного фильтра за колонной. Анализ ремонтов по закреплению пластовых песков

цементом в Кум-Даге показал, что эффективность этих работ составляет 40%. Закрепление песков и прекраще­ ние на некоторый период пробкообразования достига­ ется обычно в тех скважинах, где закачано наибольшее количество цемента, т. е. наиболее полно заполнена при­ забойная зона и равномерно скреплен песок. Там, где закачивается незначительное количество цемента, поло­ жительные результаты, как правило, не достигаются.

В настоящее время для скважин туркменских нефтя­ ных месторождений можно с большой точностью опре­ делить объем разрушения призабойной зоны, а следо­ вательно, и необходимое количество цемента или песка для заполнения всего выработанного пространства, в

31

зависимости ст времени работы скважин, количества до­ бытой жидкости, интервала фильтра и глубины скважин. Все эти данные получены на основе анализа большого количества ремонтов скважин Кум-Дага, проведенных как для закрепления песков, так и для изоляции пла­ стовых вод.

Анализ неудовлетворительных ремонтов но закреп­ лению пластовых песков цементом показал, что положи­ тельных результатов нельзя получить в тех скважинах, где закачивается незначительное количество цемента, которое заполняет лишь часть выработанного объема породы. Так, например, в скважины №№ 182, 380, 389 Кумдагского месторождения во время ремонтных работ было закачало соответственно 3, 2,5 и 4 т цемента, в то время как в эти скважины следовало зажачать 7,6 и 8 г цемента, т. е. в 2—2,3 раза больше.

Имеются также скважины, в которые во время ре­ монтных работ по закреплению пластовых песков было закачано большое количество цемента, однако удовлет­ ворительных результатов и здесь не было получено. Это, в основном, те скважины, в которых ремонты проводи­ лись при высоких давлениях, когда возможно расслое­ ние пород. В этих скважинах, по-видимому, не произошло равномерного скрепления породы по всему интервалу фильтра, а весь цемент или большая его часть пошла в образовавшиеся или существовавшие трещины, в ре­ зультате чего пробкообразование после таких ремонтов продолжалось.

Эффективность работ по укреплению и стабилизации призабойной зоны закачкой цементно-песчаной смеси составляет всего 33%. Причем, неудачными оказались ремонты, проведенные при высоких давлениях (так же. как и при закачке цемента), а удачные в тех скважинах, в которых аналогичные ремонты проводились ранее, как

32

с закачкой цемента, так и с закачкой цементно-песчаной смеси, т. е. удовлетворительные результаты в этих сква­ жинах могли явиться следствием не последних ремонтов, а результатом всех имевших место ремонтов (вместе со всеми предыдущими), поскольку в этом случае в приза­ бойной зоне накапливается значительное количество материала (цемента и песка), восполняющего до неко­ торой степени объем вынесенной породы.

Как в Кум-Дате, так и в Небит-Даге проводятся ра­ боты по созданию гравийного фильтра в призабойной зоне путем закачки крупнозернистого песка. Результаты, как правило, всегда получаются удовлетворительными при полном насыщении призабойной зоны песком. При этом резко сокращаются количество и размеры песчаных пробок, а, следовательно, и ремонтов, и увеличиваются межремонтный период и коэффициент эксплуатации. Однако продолжительность эффекта обычно бывает не­ значительной.

В Кум-Даге было проведено несколько опытов но применению гидравлического разрыва пласта для борь­ бы с пробкообразованием. Уменьшение пробкообразования в скважинах за счет гидравлического разрыва пласта может быть следствием:

а) создания за колонной фильтра из крупнозерни­ стого песка, который предотвращает поступление мел­ кого пластового песка в скважину, и

б) повышения дебита скважины, при котором обеспе­ чивается вынос поступающего в скважину пластового песка.

По некоторым скважинам был получен положитель­ ный эффект, но непродолжительный. Это, в основном, те скважины, в которые во время гидравлического раз­ рыва пласта было закачано большое количество песка. По ряду скважин, где гидравлический разрыв пласта

проводился с закачкой незначительного количества пес­ ка (от 800 до 2000 кг) , пробкообразование не только не уменьшилось, но даже увеличилось. В этих скважинах количество вводимого песка было недостаточно для заполнения выработанного объема призабойной зоны н создания фильтра из крупнозернистого песка на весь интервал вскрытой части пласта.

В некоторых скважинах Кум-Дага было достигнуто уменьшение пробкообразовання проведением гидравли­ ческого разрыва пласта без закачки песка, что явилось следствием выноса песка на поверхность за счет увели­ чения скорости восходящего потока жидкости.

Анализ работ по созданию гравийных фильтров в призабойной зоне и проведению гидравлического разры­ ва пласта показывает, что при введении в призабойную зону пласта достаточного количества песка для запол­ нения всего выработанного объема и создания фильтра из крупнозернистого песка на весь интервал вскрытой части пласта на некоторый промежуток времени можно снизить пробкообразование. что приводит к увеличению межремонтного периода и коэффициента эксплуатации. Однако полного прекращения пробкообразовання этими методами получить не удается. Причем, в тех скважи­ нах. где в начальный период после ремонта достигнуто снижение пробкообразовання, в последующем пробко­ образование продолжается с той же, а в некоторых случаях с большей, интенсивностью.

Кроме того, создавая в призабойной зоне гравийный фильтр, необходимо снижать скорости движения жид­ кости, т. е. дебиты скважин, чтобы закачанный песок не выносился из призабойной зоны в скважину. Увеличение скорости движения жидкости, особенно после гидравличе­ ского разрыва пласта, может привести (и в целом ряде случаев приводит) к увеличению выноса песка из при-

3 4

вая работу этой скважины за год до обработки и за год после обработки, замечаем, что число песчаных пробок в ней уменьшилось в 2,4 раза, а общая мощность про­ бок сократилась в 13 раз, в результате чего почти в 2 раза уменьшилось количество ремонтов, и время, пот­ ребное на ремонтные работы, сократилось в б раз; в 1,73 раза увеличился межремонтный период и на 5,5% повысился среднегодовой коэффициент эксплуатации. За 18 месяцев работы скважины после обработки общая мощность песчаных пробок оказалась в 6,1 раза мень­ ше, чем за 12 месяцев до обработки.

Такой успех на скважине № 261, а также улучшение работы скважши N° 161 и 601 Небитдагского месторож­ дения после обработки их смолой показали возможность использования указанной смолы для закрепления плас­ товых песков и перспективность этого метода. Основные причины неудовлетворительных результатов этих работ по остальным 6 скважинам заключаются в неудачном выборе этих скважин и в недостатках применяемой тех­ нологии обработки скважин смолой.

Большинство скважин, подвергнутых обработке, бы­ ли в значительной степени обводнены, но трем скважи­ нам количество воды в добываемой жидкости достигало 96—100%. Кроме того, под обработку смолой были представлены скважины с большим интервалом вскры­ той части пласта. Из скважин только в виде песчаных пробок вынесено большое количество песка, так что при­ забойная зона их значительно разрушена. Поскольку метод крепления пластовых песков фенол-формальде- гидной смолой на месторождениях Туркмении испыты­ вался впервые, такие скважины не следовало выбирать

36

крупнозернистым песком, но далеко не в достаточном количестве. Кроме того, закачка песка в эту скважину происходила при высоком давлении, превышающем дав­ ление разрыва пласта. Возможно, песок не заполнил выработанный объем призабойной зоны, а вместе с жид­

песка вообще не производилась.

Во время иродавки смолы в пласт выдерживались очень низкие скорости движения жидкости. Ввиду раз­ ности удельных весов пластовой жидкости и смолы и наличия больших обрабатываемых интервалов пласта смола может стекать в нижнюю часть последнего, в результате чего происходит неравномерное скрепление пласта по мощности, а верхняя его часть может вообще остаться незакрепленной. Последнее усугубляется еще тем обстоятельством, что во все обрабатываемые сква­ жины закачивалось небольшое количество смолы, не превышающее 1,5 .и3 на одну скважину.

Совокупность всех этих недостатков в выборе сква­ жин и в применяемой технологии и явилась основной причиной низкой эффективности первых промышленных опытов по закреплению пластовых песков фенол-фор- мальдегидной смолой на месторождениях Туркмении. В 1957 году в Туркменском филиале ВНИИ была разра­ ботана и предложена новая технология обработок сква­

поверхности и вместе с вязкой жидкостью — песконосителем вводиться в призабойную зону под давлением, меньшим, чем давление гидравлического разрыва плас­ та. При этом должно обеспечиваться равномерное и надежное закрепление песка. Однако, ввиду отсутствия

37

нистым песком можно смешивать на дневной поверхно­ сти и вместе с жидкостью — песконосителем (в данном случае водой) закачивать в скважину. Эта технология может оказаться эффективнее первой, поскольку она обеспечивает лучшее смачивание песка смолой, что мо­ жет привести к равномерному и более падежному зак­ реплению призабойной зоны. По этой технологии могут обрабатываться и те скважины, в призабойную зону которых необходимо ввести большое количество песка. В этом случае первые порции песка могут закачиваться без смолы.

Применение указанной технологии к мочевино-фор­ мальдегидной смоле «Крепитель-М» для нефтяных скважин исключается, так как эта смола очень слабо скрепляет песок, насыщенный нефтью.

Недостатком смолы «Крепитель-М» является то обстоятельство, что она не затвердевает в контакте с карбонатными породами. Однако образцы белекского крупнозернистого аркозового песка и пластового песка из обнажений Монжуклы, аналогичного по своему мине­ ралогическому и фракционному составу пластовым пес­ кам туркменских нефтяных месторождений, скреплялис» этой смолой в прочную проницаемую массу, несмотря на то. что карбонатность их достигает 10 и более про­ центов. (Карбонатный материал пластов представлен, главным образом, в виде цементирующего вещества, а также встречается в виде отдельных зерен). И все же предварительное растворение карбонатного материала породы (проведением солянокислотной обработки) и удаление его приводит к увеличению прочности песков, скрепленных «Крепителем-М». Поэтому проведение солянокислотных обработок призабойной зоны скважин и закачиваемого крупнозернистого песка перед закреп­ лением песков смолой может, вероятно, привести к хо­

39