Диссертация (1173023), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХПРЕДСТВАВЛЕНИЙ О ФОРМИРОВАНИИ И УДАЛЕНИИКОЛЬМАТАЦИОННОГО ЭКРАНА В ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЕ СКВАЖИНВ ПРОЦЕССЕ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН2.1 Гидродинамическое совершенство призабойной зоны скважиныЗаканчивание скважины, включающее технологические операции от вскрытиякровли продуктивного пласта долотом до освоения с получением притока пластовыхфлюидов, в конечном итоге определяет способность доставлять на поверхность нефтьи газ с дебитами, близкими к потенциально возможным.

Создание надежной гидродинамической связи пласт - скважина основная цель строительства скважины [73,84,95и др.].Любое техногенное воздействие на пласт неизбежно приводит к изменениюсвойств пласта в зоне воздействия вокруг скважины. Задача качественного строительства скважин – минимальное изменение свойств пласта и сокращение области,в которой проявляется влияние такого воздействия.Три фактора определяют гидродинамическое совершенство призабойнойзоны скважины: степень, характер и качество вскрытия продуктивного пласта [57, 84, 99] (Рисунок 2.1).С кваж ина несоверш еннаяС оверш енная скваж инапо характеру и степени вскры тияЗабой скваж иныЛ инии токаК ровляП одош ваdoЛ инии токаРисунок 2.1 - Пример искажения притока флюида к забою скважины при гидродинамическом несовершенстве по степени и характеру вскрытия пласта19От уровня гидродинамического совершенства системы зависит величина депрессии, необходимой для вызова притока [73 и др.].

В случае использования конструкции «открытый» забой определяющее значение приобретает качество вскрытияпродуктивного коллектора, которое зависит от препятствующих движению пластовых флюидов ФК, ЗК и УФ, [98,119,120].Призабойная зона скважины, включающая забойную часть ствола скважины и приствольную часть пласта, создаёт фильтрационное сопротивление потоку флюидов из коллектора в скважину (приток) или из скважины в пласт (нагнетание).Перепад давленияpпри плоско-радиальной фильтрации пластовой жидкости воднородном пласте с дебитом Q в гидродинамически совершенной скважине определяется по формулеΔp Qμ2 πkhlnRK,(2.1)rcгде Q –объёмная скорость притока пластовой жидкости (дебит скважины) м З/сут;kh /  -гидропроводность пласта, м З/Па·с; RК - радиус контура питания, м; r С - радиус скважины, м.Качество вскрытия продуктивного пласта определяется степенью гидравлическихсопротивлений в зонах проникновения фильтрата и твердой фазы промывочной жидкости.

Количественно степень изменения гидропроводности определяется параметром ОП (отношение фактической продуктивности  ф пласта к его потенциально возможной продуктивности  );ПОП ФП. (2.2)Показатель ОП определяется на основании гидродинамических исследований в скважинах (ГДИ) или экспериментально на натурных кернах. В промысловой практике получение объективного значения показателя ОП на основании результатов ГДИ затруднено несовершенной техникой замеров и сложностью интерпретации результатов.20Величину ОП можно повысить, изменяя состав и свойства свойства буровых растворов, оптимизируя гидродинамику промывки скважины и сокращая время контакта промывочной жидкости с продуктивным пластом [73, 99].Т.к.

на стенках скважины площадь фильтрации значительно меньше, то градиент давления фильтрации высокий и даже если зона повреждения пласта отсутствует,то 25 % снижения давления фильтрации происходит в околоскважинной зоне радиусом0,3-1 м . В случае загрязнения ПЗП более 50 % общего снижения давления фильтрациипроисходит в околоскважинной зоне, т.е. любое повреждение ПЗП коллектора являетсяпричиной снижения эффективности работы скважины [72 и др.].Более информативным является показатель загрязнения продуктивного пластаSскин - фактор kS   1   ln k skin r skin rc,(2.3)где S – обобщённый скин-эффект в ПЗС (характеризует потери давления в пласте, вызванные искривлением линий тока, нарушением закона Дарси, нарушениями естественного состояния призабойной зоны пласта в результате вскрытия бурением и перфорацией, по сравнению с фильтрацией в однородном пласте к гидродинамически совершенной вертикальной скважине ); r c –реальный радиус скважины, м;rskin- радиус загрязненного участка, м;k- проницаемость удаленной зоны,м2; k skin - проницаемость загрязненной зоны, м2.Таблица 2.1 Наиболее характерные значения скин – фактора (S) [54].500 - 20Катастрофическо загрязнение20 - 2Загрязнения скважины2-0Высокое качество заканчивания0 ...

- 2Кислотная обработка- 3...- 7Гидроразрыв пластаВозможны три варианта оценки качества заканчивания скважины по величинескин-фактора SПоложительный скин-фактор, S > 0,Говорит о наличии повреждённой зоны kskin < k. Увеличение значений скин-фак-тора происходит при снижении kskin и увеличении размеров повреждённой зоныrskin.21Отрицательный скин-фактор, S < 0 , возможен в том случае, когда kskin >k.Наличие отрицательного скин-фактора говорит об улучшенном состоянии ПЗС.Нулевой скин-фактор, s = 0 нулевой скин-фактор говорит о неизменяющемсясостоянии приствольной зоны пласта, т.е.

kskin ≈ k. Дополнительные фильтрационные сопротивления в призабойной зоне пласта возникаютпри следующих условиях:вскрытия пласта не на всю его толщину (несовершенство по степени вскрытия– учитывается безразмерным коэффициентом C1);ограничения притоку в скважину за счёт использования фильтров или пер-форационных каналов (несовершенство по характеру вскрытия учитывается безразмерным коэффициентом С2);формирования в ПЗП зоны проникновения, затрудняющей приток в сква-жину;отклонений условий фильтрации от идеальной модели (за счёт неоднород-ности пласта, многофазности, турбулезации потока и других причин).При аналитических исследованиях с помощью показателя S можно выделитьисточники загрязнения ПЗП и оценить перепад давления ∆РS, которым компенсируется дополнительное гидродинамическое сопротивление:ΔΡSQ2  KhS  lnS,rCr ПР(2.4),(2.5)где rПР – приведенный радиус скважины, м (радиус фиктивной совершенной скважины, дебиткоторой, при прочих равных условиях, равен дебиту реальной скважины); Q - расход жидкости,м3/с;  - вязкость пластовой жидкости, Па·с; h - толщина пласта, м.Для целенаправленного управления процессами формирования качественнойпризабойной зоны скважины необходимо выделить фильтрационные сопротивления в ПЗП, которые можно избежать или, по крайней мере, снизить, оптимизируя конструкцию скважины и используя определённые технологические приёмыпри заканчивании скважины.22Реально ПЗС варианта конструкции забоя по типу «открытый ствол» представляет собой многослойную фильтрующую систему [11-15, 67, 69]:- фильтрационная корка на стенке ствола;- зона проникновения твёрдой фазы;- зона проникновения фильтратов буровых растворов.Отечественные и зарубежные исследователи особое внимание обращают наснижение продуктивности скважин в результате проникновения бурового растворав продуктивный пласт и разработке технологий, позволяющих уменьшить влияниекольматации призабойной зоны на производительность скважин [6, 9-15 и др.].Таким образом, основные факторы, препятствующие движению флюидов вПЗС с открытым забоем при вызове притока:1) Гидродинамическое несовершенство конструкция забоя по степени и характеру вскрытия продуктивной толщи, которое задаётся проектом;2) Дополнительные гидродинамические сопротивления движению флюидовв ПЗП, возникающие за счёт выделяющихся фаз и турбулизации потока, которые зависят от режима вызова притока, связанного с величиной, скоростью и цикличности приложения депрессии;3) ФК бурового раствора, сформированная в процессе вскрытия пласта бурения и модифицированная в процессе стационарной фильтрации;4) ЗК (зона кольматации) за счёт частичной или полной закупорки проницаемого пространства ПЗП;5) УФ Зона проникновения фильтратов скважинных растворов, которые взависимости от физико-химической активности повышают сопротивление движению флюидов и увеличивают объём малоподвижных фаз в ПЗП.Среди перечисленных факторы 3, 4 и 5 относятся к тем, которые зависят оттехнологии заканчивания скважин.

При вскрытии пласта, увеличивается степеньзагрязнения призабойной зоны связанная с длиной ствола в горизонтальных скважинах и, кроме того, часто наблюдается различие степени и радиуса загрязнениязоны в горизонтальном и вертикальном направлениях, что связано с анизотропией23пласта. На степень загрязнения призабойной зоны существенно влияет расположение, длина и профиль горизонтального ствола, продуктивность и проницаемостьколлектора [3,4,84,85,98].Повреждения ПЗП продуктивного коллектора при вскрытии бурением практический неизбежно и степень снижения продуктивности скважин в результате загрязнения ПЗП можно определить с использованием методики [3], согласно которой изменение дебита горизонтальных Qг и вертикальных Qв скважин в результатеизменения проницаемости призабойной зоны может быть рассчитано по формулам(2.6 и 2.7):Qг2 H ΔP 1L 1  1 12 rк  lnLk2 rкQв 2 H12Hr пзпH 11 ln 2  lnL kr пзпk пзпr скв1 P 1klnrкr пзп1k пзпlnr пзп, (2.6), (2.7)r сквЗагрязнение ПЗП происходит в процессе контакта технологических жидкостей с продуктивным коллектором при вскрытие продуктивного разреза, приспуске, цементировании и перфорации обсадной колонны и освоения скважины имероприятия по интенсификации добычи нефти [73,74,84,122,125-127, и др.].Поэтому прежде всего загрязнения призабойной зоны зависит от состава исвойств промывочной жидкости, а также от проницаемости и вещественного состава пористой среды, и продолжительности процесса вскрытия продуктивного интервала.

Выбор промывочных жидкостей основывается на теоретических и экспериментальных исследованиях. [20-23 и др.].Прежде все многочисленными лабораторными и промысловыми исследованиями установлено влияние кольматации на продуктивность скважин при вскрытии пластов с различными минералогическими, емкостными и фильтрационными24свойствами, в результате были проведены теоретические и экспериментальные исследования влияний кольматации на призабойную зону, разработаны многочисленные рекомендаций по формированию и удалению загрязнений этой зоны.Однако разработанные рекомендации не во всех случаях очищают призабойную зону от кольматации.

Характеристики

Список файлов диссертации