книги / Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине Технологии вторичного вскрытия нефтегазовых пластов и освоения скважин

Депрессия минимизирует возможность проникновения промывочной жидкости в пласт, а также препятствует снижению естественной проницаемости и дебита скважины. Хороший эффект дает применение депрессий до 3–5 МПа, в среднезернистых песчаниках – до 4–14 МПа, в мелкозернистых – 1,5–4 МПа.

Вскрытие пластов при депрессии может осуществляться только перфораторами типов ПР, КПРУ, ПНКТ.

Сучетом изложенных рекомендаций и правил безопасности

[5]следует выбрать режим вскрытия продуктивного пласта в рассматриваемой скважине и рассчитать допустимую величину репрессии (депрессии) при производстве перфорационных работ.

Выбор перфорационной среды

В процессе вторичного вскрытия под действием избыточного давления происходит фильтрация перфорационной среды из скважин в пласт, что может существенно ухудшить его проницаемость вследствие вторичного изменения коллекторских свойств в зоне проникновения фильтрата специальных жидкостей.

Выбор перфорационной жидкости осуществляется в зависимости от категории продуктивных пород, физических свойств пластовых флюидов, значения пластового давления и типа бурового раствора, применявшегося при первичном вскрытии продуктивных пород.

Для перфорации при репрессии на пласт скважину (либо зону интервала перфорации и на 100–150 м выше нее) следует заполнить перфорационной жидкостью, не содержащей твердой фазы. Наиболее благоприятные условия перфорации при репрессии обеспечивают перфорационные жидкости на углеводородной основе (нефть, конденсат, дизельное топливо, ИЭР, ИБР). Эти жидкости должны быть совместимы с пластовыми флюидами. Сохранение коллекторских свойств продуктивных пластов отмечается при использовании в качестве жидкостей перфорации пластовых вод и водных растворов хлористого кальция, хлористого калия, бромистого калия, бромистого цинка.

11

При выборе типа перфорационной жидкости для заполнения зоны перфорации необходимо руководствоваться правилами, определяющими требования к фильтру бурового раствора на стадии первичного вскрытия.

Общие требования ко всем перфорационным и рабочим жидкостям гидропескоструйной перфорации следующие:

жидкости должны быть совместимы с пластовыми флюидами и не вызывать набухания глин, осадкообразования и образования эмульсии;

жидкости должны быть технологичными с точки зрения легкости их приготовления, хранения, использования;

коррозионная активность жидкостей не должна превышать допустимого значения;

жидкости должны быть совместимы с буровым раствором или жидкостями, заполняющими скважину;

жидкости не должны загрязнять окружающую среду;

жидкости и условия их применения должны отвечать требованиям пожаровзрывобезопаснсти, а также безопасности людей, выполняющих работу с этими жидкостями;

жидкости должны обеспечивать свободный доступ перфораторов к интервалу перфорации.

Если продуктивные пласты вскрывались с использованием углеводородных буровых растворов (известково-битумных, инвертных эмульсионных), то в качестве перфорационной среды должны быть использованы только углеродные жидкости без твердой фазы.

Если возникает необходимость утяжеления перфорационных жидкостей, то их следует утяжелять легкорастворимыми утяжелите-

лями (СаСО3, FeCO3). При нормальных и аномально высоких пластовых давлениях, если продуктивные породы вскрывались растворами на водной основе, в качестве перфорационных сред следует применять водные растворы солей, не содержащие твердой фазы, минерализация которых должна быть не менее минерализации фильтрата бурового раствора. Если плотность выбранного водного раствора солей не обеспечивает достаточного забойного давления,

12

то выше интервала перфорации закачивают буровой раствор, применявшийся при первичном вскрытии, с разделительной буферной пачкой.

Для обработки перфорационной жидкости могут быть использованы как водорастворимые, так и нефтерастворимые ПАВ, эффективно снижающие поверхностное натяжение на границе раздела фаз.

Перфорационной жидкостью заполняются, как правило, только 100–300 м нижней части ствола скважины. Для создания необходимой репрессии на вскрываемый продуктивный пласт верхняя часть эксплуатационной колонны заполняется буровым раствором или другой жидкостью соответствующей плотности.

С учетом изложенных рекомендаций следует выбрать тип и состав перфорационной среды, рассчитать ее объем, расход необходимых материалов для вскрытия продуктивного пласта в проектируемой скважине.

Выбор интервалов и плотности перфорации

Вслучае вскрытия скважиной нефтенасыщенного пласта он перфорируется по всей толщине продуктивного объекта.

Пласты с подошвенной водой и газовой «шапкой» перфорируются в нефтяной части. Расстояние от нижних отверстий до ВНК и от верхних отверстий до ГНК устанавливается для каждой конкретной залежи опытным путем с учетом наличия или отсутствия непроницаемых пропластков, неоднородности, вертикальной трещиноватости и допустимого градиента давления на цементную оболочку эксплуатационной колонны.

Взонах ВНК и ГНК перфорация выполняется одним спуском перфоратора.

Оптимальная плотность перфорации должна обеспечить максимально возможное гидродинамическое совершенство скважины,

атакже необходимую сохранность обсадной колонны и цементной оболочки за пределами зоны перфорации.

13

Оптимальная плотность перфорации определяется фильтраци- онно-емкостными свойствами пласта, однородностью, уплотненностью, расстоянием от ГНК, ВНК и соседних пластов и методов перфорации.

В табл. 4.1 приводится рекомендуемая плотность перфорации для различных пластов

Таблица 4.1

Рекомендуемая плотность перфорации

Продуктивные нефтеносные пласты, удаленные от водоносных и газоносных пластов и от ВНК и ГНК менее чем на 10 м, вскрываются корпусными перфораторами плотностью не более

12 отв/м.

При гидропескоструйном методе вскрытия монолитные однородные по проницаемости пласты вскрывают точечными каналами. Плотность перфорации 2–4 отв/м. Плотные, абразивостойкие слабопроницаемые коллекторы (песчаники, известняки, доломиты) эффективнее вскрывать вертикальными щелями высотой не менее

14

100 и не более 500 мм. Максимальный охват пласта обеспечивают щели, располагаемые в шахматном порядке. При вскрытии пластов гидропескоструйным методом применяют пескоструйные перфораторы АП-6М с насадками диаметром 4,5–6,0 мм.

В зависимости от конкретных скважинных условий и выбранного способа перфорации необходимо обосновать интервал и плотность перфорации продуктивного пласта в проектируемой скважине.

4.4.Обоснование состава технологического оборудования для вторичного вскрытия продуктивных пластов

Типоразмер перфоратора выбирают на основе детальных сведений о состоянии цементной оболочки, эксплуатационной колонны, обсадных труб, свойствах жидкостей, заполняющих скважину, наличии препятствий в трубах, положении ВНК и ГНК относительно перфорируемого интервала, количестве колонн, перекрывающих пласт, термодинамических условиях в скважине, толщине пласта. Вначале выбирают группу перфораторов, которая может быть применена при данных термобарических условиях в скважине. Вскрытие пластов при наличии более одной колонны осуществляется по индивидуальным планам с использованием наиболее эффективной прострелочно-взрывной аппаратуры.

Для перфораторов многих типов имеется ограничение гидростатического давления, начиная с которого они могут быть применены.

Корпусные перфораторы (ПК, ПК-ДУ, ПК-Н) имеют лучшие условия возбуждения, применяют упрощенные конструкции зарядов, производят меньшее фугасное действие на обсадную колонну и цементное кольцо и меньше засоряют скважину, легче опускаются в скважину. Однако габариты корпуса снижают проходимость

вскважинах малых диаметров, ограничивают возможность использования мощных зарядов и затрудняют проход в искривленных скважинах. Перфораторы однократного применения (ГЖО, ПКОТ) имеют повышенную пробивную способность, могут использоваться

вскважинах с меньшим диаметром, меньше засоряют и допускают

15

одновременный прострел больших интервалов. Корпусные перфораторы нельзя применять при низких давлениях и в газовой среде.

Бескорпусные перфораторы имеют простую и гибкую конструкцию, позволяющую спускать их в скважины малого диаметра

иодновременно отстреливать большое число зарядов, характеризуются высокой пробивной способностью; легкие, удобные в обращении. Такой тип перфораторов сильнее засоряет скважину, имеет более высокое фугасное воздействие на обсадную колонну и цементный камень.

Перфораторы, опускаемые на насосно-компрессорных трубах (типа ПНКТ), позволяют применять более мощные заряды при повышенных температуре и давлении, вскрывать пласты при депрессии и герметизированном устье в искривленных и наклонно направленных скважинах. Однако этими перфораторами нельзя одновременно проводить геофизические измерения для точного наведения

иприменять в газовой среде при давлениях менее 10 МПа.

При вскрытии терригенных коллекторов (Западная Сибирь) на режиме репрессии в основном рекомендуют использовать перфораторы ПКС-80, ПКС105, ПКО89, ПР43, ПР54, часть объектов – на депрессии перфораторами на НКТ.

Карбонатные коллекторы в Поволжье, Башкирии, Татарии чаше вскрываются перфораторами с меньшим фугасным воздействием – ПК105, ПК85.

В глубоких скважинах с аномально высокими пластовыми давлениями на Северном Кавказе используются термостойкие перфораторы типа ПКО и ПКОТ; на Каспийском шельфе – одноразовые модульные перфораторы ПКОС38, исключающие возможность открытого фонтанирования.

С учетом приведенных рекомендаций необходимо определить типоразмер перфоратора и способ его доставки на забой скважины (на каротажном кабеле, на колонне или через колонну НКТ) для производства вскрытия продуктивного пласта в проектируемой скважине.

При проектировании гидропескоструйной перфорации необходимо рассчитать давление, расход жидкости, выбрать насосное оборудование, пескосмесительную установку.

16

4.5.Порядок подготовки ствола скважины

квторичному вскрытию продуктивного пласта

Вэтом разделе необходимо обосновать объем работ по подготовке ствола скважины к вторичному вскрытию продуктивного пласта.

Перед проведением ПВР скважина должна быть тщательно промыта для удаления из нее кислот, щелочей и твердых частиц, препятствующих спуску аппарата.

Остатки цементной корки на внутренней поверхности обсадной колонны могут быть удалены скрепированием.

Перед перфорацией обязательно должно проводиться контрольное шаблонирование. В случае непрохождения шаблона работы должны быть прекращены до устранения препятствий.

Подготовку прострелочно-взрывной аппаратуры (ПВА) для спуска в скважину следует начинать после того, как спуск контрольного шаблона до забоя установит удовлетворительную проходимость ствола скважины.

4.6.Обоснование обвязки устья при вторичном вскрытии продуктивных пластов материалов

Перед производством ПВР на устье скважины должна быть установлена противовыбросовая задвижка или геофизический превентор, которые до этого проверяются и опрессовываются на давление, равное пробному давлению фонтанной арматуры.

После установки задвижка вновь опрессовывается на давление, не превышающее допустимое для данной колонны. Результат испытания оформляется актом. Фонтанная арматура с противовыбросовой задвижкой, независимо от ожидаемого рабочего давления, должна монтироваться с полным комплектом шпилек на уплотнениях, предусмотренных техническими условиями.

При использовании гидропескоструйной и гидромеханической перфорации необходимо составить схему обвязки устья скважины с насосными агрегатами.

17

Схема обвязки устьевого оборудования приводится в приложении к курсовому проекту.

4.7. Расчет технологической колонны (НКТ) с учетом проектируемой организации и технологии работ (при ее использовании)

Втом случае, если при проведении перфорационных работ будет использоваться колонна насосно-компрессорных труб (НКТ), то ее необходимо рассчитать на прочность.

По известной методике проводится расчет на растяжение и избыточные внутренние давления, которые будут иметь место при перфорации.

5.МЕРЫ ПО ОХРАНЕ ТРУДА, ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

ИОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Вэтом разделе следует охарактеризовать только специально разработанные, особые меры по охране и гигиене труда, пожарной безопасности при проведении проектируемых. Здесь подчеркивается порядок выполнения работ, который гарантирует безопасность обслуживающего персонала и производственного объекта.

Следует указать также возможные источники загрязнения окружающей среды при проведении запроектированных в специальном вопросе работ и разработать конкретные меры защиты окружающей среды от загрязнения.

6.ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИНЯТЫХ РЕШЕНИЙ

Вкурсовом проекте должна быть дана экономическая оценка принятых проектных решений. В качестве экономических критериев

допускается использование наряду со стоимостными временные и натуральные показатели. Кроме экономической может быть приведена другая эффективность (повышение качества работы, улучшение состояния окружающей среды и т.п.).

18

7. СОДЕРЖАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ

Графическая часть проекта является важной составной частью курсового проекта. Она служит средством наглядного представления принятых и обоснованных в расчетно-пояснительной записке основных технологических решений, иллюстрацией предлагаемых для использования технических средств и т.п.

В качестве графических работ могут быть представлены схемы компоновок перфорационного оборудования, спускаемого в скважину, схема оборудования устья при выполнении перфорационных работ.

Втексте расчетно-пояснительной записки приводятся расчетные схемы, таблицы, диаграммы, графики, разработанные студентом или заимствованные из литературы и использованные при выборе или обосновании различных технологических решений.

Вприложении приводится план работ по вторичному вскрытию продуктивного пласта (прил. 1).

8. ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Расчетно-пояснительная записка должна содержать:

титульный лист по образцу, приведенному в прил. 2;

задание на выполнение курсового проекта, утвержденное заведующим кафедрой (прил. 3);

оглавление;

введение;

текстовой материал по разделам, подтвержденный расчетами, графиками, таблицами;

заключение с изложением основных выводов и предло-

жений;

список использованной литературы;

приложения.

Пояснительная записка должна быть написана или отпечатана четко, аккуратно, грамотно. Текст размещается на одной стороне

19

стандартного листа формата А4 с оставлением полей. Не допускаются сокращения слов, кроме общепринятых.

В каждом разделе записки сжато излагаются исходные данные, обоснование и содержание принятых решений, необходимые расчеты с обязательным представлением расчетных схем. Данные справочного характера могут также приводиться в таблицах или делается ссылка на источник, где они взяты.

При выполнении расчетов размерность всех параметров должна браться только в соответствии с Международной системой единиц (СИ).

Все рисунки и таблицы нумеруются и в тексте на них делаются ссылки.

Список использованной литературы приводится в алфавитном порядке или в порядке появления ссылок на источники в тексте рас- четно-пояснительной записки. Библиографическое описание источника информации дается в соответствии с действующими правилами

(ГОСТ 7.1-84).

Пояснительная записка должна быть сброшюрована, а ее листы пронумерованы.

9. ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Выполненный проект сдается в установленный срок руководителю на проверку, после чего в соответствии со сделанными замечаниями вносятся исправления и дополнения. После получения допуска к защите курсовой проект защищается студентом перед комиссией, назначенной заведующим кафедрой. На проведение защит составляется график, который заранее сообщается студентам и должен ими строго соблюдаться.

Защита носит публичный характер.

Доклад автора-исполнителя должен длиться не более 10–15 мин. В докладе отмечаются условия проведения работ, их основные особенности. После доклада автор отвечает на вопросы членов комиссии и присутствующих.

20