авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||

Строительство и эксплуатация нефтяных и газовых скважин открытым забоем с использованием волновых технологий (проблемы, теоретические решения, промысловый опыт)

-- [ Страница 6 ] --

Для реализации волновых эффектов большое значение имеет геометрическая форма забоя нагнетательной либо эксплуатационной скважины. В этой связи особое внимание необходимо уделять созданию фильтровой части забоя скважины без эксплуатационной колонны, т.е. открытого забоя либо с вертикальными щелями, либо с глубокими перфорационными каналами, которые обеспечат применение необходимых видов виброволнового воздействия на матрицу пласта или на насыщенную среду. Для решения задачи направленного воздействия волновой энергии на заданные зоны пласта необходимо сделать следующий шаг в конструировании открытого забоя заранее заданной формы. С этой целью разрабатывается компьютерная программа управления затопленной струей жидкости, позволяющая реализовать такие технологии.

Метод изготовления щелей в скважине. Изготовление щелевых каналов производится с помощью гидропескоструйных перфораторов. Это так называемый метод щелевой разгрузки открытого забоя, или сокращенно метод щелевой разгрузки. Для выбора режимно-технологических параметров разрушения горных пород струей жидкости (далее РГПЖ) изучены основные закономерности действия струи на преграду и механизм разрушения, который позволил разработать методику создания щелей в отдельном забое.

Для проведения технологии первичного вскрытия продуктивных горизонтов способом «открытый забой» с последующим увеличением поверхности фильтрации с помощью изготовления вертикальных горных выработок в виде щелей в открытом стволе необходимо провести следующие операции:

1) бурение основного ствола под эксплуатационную колонну;

2) спуск эксплуатационной колонны и ее цементирование;

3) вскрытие бурением продуктивного пласта на всю его толщину (до проектного забоя);

4) подготовку и спуск оборудования для гидропескоструйной перфорации;

5) производство вертикальных щелей по всему интервалу пилотного ствола с расчетом, что глубина горной выработки должна превышать в
5…7 раз диаметр скважины в сторону пласта. В качестве рабочей жидкости применяется абразивная жидкость с содержанием твердой фазы (кварцевого песка) 5…20 %, размер фракции 0,5…1,0 мм.

Для создания щели (трещины) используется энергия затопленной струи абразивной жидкости, истекающей из насадок перфоратора.

Результаты освоения опытной скважины показали, что в динамическом режиме работы скважины удельный дебит увеличился в 1,6 раза по сравнению с удельным дебитом зацементированной проперфорированной скважины (таблица 3). Дебит скважины можно повышать, изменяя проницаемость пласта, геометрические размеры продуктивной части скважины (rC, RK, h), забойное давление; увеличивая или уменьшая депрессию, пластовое давление при помощи нагнетательных скважин; изменяя физико-химические свойства пластового флюида различными способами.

Таблица 3 – Результаты исследований

Время исследования, мин Диаметр шайбы, мм Давление на забое, МПа Депрессия, МПа Дебит, тыс. м3/сут Теоретический дебит разгруженной скважины, тыс. м3/сут
240 11,0 28,2 4,82 325 504
240 13,0 26,3 6,74 391 607
240 15,2 25,1 7,94 480 744
240 17,3 23,8 9,22 544 843
240 18,8 22,7 10,29 568 880

Метод формирования протяженных каналов фильтрации сверлящим перфоратором. Для изготовления глубоких каналов по пласту применяется сверлящий скважинный перфоратор. Большинство используемых в промысловой практике перфораторов различного принципа действия отличает один общий недостаток – ограниченная протяженность формируемых в стенках скважины фильтрационных каналов. По существу, широко применяемая при вторичном вскрытии нефтегазонасыщенных пластов перфорационная техника предназначена для восстановления нарушенной при заканчивании скважин гидравлической связи нефтегазонасыщенных пластов со стволом скважины. По нашему мнению, более перспективно создание перфорационной техники и технологии, позволяющей формировать конструкцию фильтра с каналами, протяженность которых достаточна для более полного охвата ПЗП и существенной интенсификации притока нефти и газа к забою скважины. Рассмотрены теоретические предпосылки предлагаемой концепции, оценены прирост дебита добывающих скважин при формировании системы протяженных (до 3 м) каналов фильтрации и влияние на него геометрических параметров каналов. Схема конфигурации каналов в скважине приведена на рисунке 4.

l глубина канала;

d его поперечный размер;

характеристика звездообразной

конфигурации каналов

Рисунок 4 – Возможная конфигурация 8 крестообразно сформированных
каналов фильтрации и их основные геометрические размеры

Рез ультаты свидетельствуют о том, что при незначител ьной вертикальной проводимости пласта прирост дебита не превышает н ес кол ьких процентов, а при беско нечной вертика льной проводимости растет на 50…100 %. При обеих оценках с ростом глубин ы к аналов растет прирост деб ита скважи ны. Поперечные размеры каналов в силу их идеаль ности практически н е влияют на прирост дебита сква жин ы. Увеличен ие коли чества крестообразных каналов по мощност и пласта при отс утствии сдвига их относит ельно друг друга ( ) та кже вл ияет на прирост дебита незначительно. 3а метн ый прирост д ебита при увеличении числа крестообразных каналов достигается лишь при наличии сдвига этих систем относительно друг друга. В этом случае достигается 3,5-кратное увеличение притока, что уже сопо
ставимо с рез ультатами применения гидроразрыва пласта. В работе подробно описано устройство и изложены принципы работы перфоратора. Технико-экономическое преимущество устройства заключается в возможности получения каналов фильтрации максимальной глубины, что также позволяет осуществить волновое воздействие на удаленные зоны и пласт в целом.

Разработанные устройство и технология вторичного вскрытия продуктивных пластов прошли успешные стендовые и промысловые испытания.

Используя элементы теории системного подхода к повышению углеводородоотдачи пластов при эксплуатации месторождений сложнопостроенных залежей, нами разработаны и усовершенствованы комплексные технологии с многофакторным воздействием на призабойную зону пласта.

1. Технология освоения скважин и очистки призабойной зоны пласта при его освоении или после ремонта путем создания в зоне продуктивного пласта нелинейных волновых колебаний в резонансном режиме с собственными колебаниями пласта, обсадной колонны и заполняющей жидкости. При этом происходят достаточно мощные колебания каркаса коллектора, находящейся в нем жидкости, в т.ч. и загрязняющих веществ, которые частично или полностью заблокировали каналы, обеспечивающие продвижение жидкости к забою скважины.

Создание волновых процессов осуществляется генератором, а вызов притока из пласта происходит вследствие создания вакуума в центральной части закрученных до больших скоростей потоков жидкости, прошедших через генератор, в области выхода их в расширяющуюся часть генератора и входа их в окна для движения по межтрубному пространству на поверхность.

На рисунке 5 приведен общий вид устройства.

1 насосно-компрессорные трубы; 2 наголовник генератора; 3 генератор колебаний;

4 входной клапан; 5 канал напорный привода манжеты; 6 выкидные окна;

7 манжета резиновая; 8 башмак генератора; 9 контргайка; 11 труба приемная

Рисунок 5 – Вибрационно-вакуумный очиститель зоны

продуктивного пласта

Работа устройства заключается в следующем. Жидкость с поверхности насосами подводится к устройству по трубе 1, входит в цилиндрическую часть устройства по касательной через входной канал 4, закручивается и через окна выбрасывается в область пониженных давлений, соединяющую устройство с поверхностью. Создавшееся в центральной части закрученных потоков разряжение через трубку 11 соединяется с областью пласта, расположенную ниже устройства, что вызывает приток жидкости из пласта. Чтобы уменьшить поступление жидкости из затрубья, над устройством предусмотрены специальные прямоугольные резиновые манжеты 7, вставленные в канавки, соединенные сверлениями с полостью выхода потока в затрубное пространство, т.е. с полостью повышенного давления. Этим давлением манжеты частично выдвигаются из каналов, прижимаются к обсадной трубе и герметизируют полость повышенного давления над устройством от полости пониженного давления под устройством. Размеры канала и, соответственно, манжет должны быть такими, чтобы не произошло их полного выдавливания. Приемная труба 11 крепится к нижней части устройства и фиксируется контргайкой 9.

В связи с тем, что диаметр устройства всего на 2…3 мм меньше внутреннего диаметра обсадной колонны, желательно перед спуском устройства в скважину прошаблонировать ее шаблоном соответствующего размера и подготовить ствол (колонну) спуском райбера или бокового фрезера, что только улучшит конечный результат проведения очистки призабойной зоны пласта.

Использование устройства позволяет в процессе обработки обеспечить быструю и полную транспортировку загрязняющих веществ, создает условия вакуума в призабойной зоне пласта, что приводит пласт в работу.

2. Технология очистки призабойной зоны добывающих и нагнетательных скважин. Областью применения технологии являются скважины, эксплуатирующие месторождения (залежи), представленные слоисто-неоднородными пластами с минимальным значением проницаемости отдельных пропластков (Кmin = 0,01Д). Скважины, планируемые под обработку ГДГВ, должны иметь качественное цементное кольцо в зоне перфорации и герметичную обсадную колонну. В добывающих скважинах водоносный горизонт должен быть отделен непроницаемыми пропластками толщиной, по крайней мере, 2…3 м. Обводненность продукции не должна превышать 95 %. Под обработку планируются добывающие скважины, снизившие свою производительность в результате засорения ПЗП, либо скважины с закольматированными пропластками после бурения, а также нагнетательные скважины, снизившие свою приемистость в процессе закачки. Обработка ПЗП в добывающих скважинах производится прокачкой через ГДГВ нефти (либо
0,2…0,5 %-ного водного раствора неонола), в нагнетательных – прокачкой воды. Добывающие скважины обрабатываются при циркуляционной промывке, нагнетательные – как при циркуляционной промывке, так и при закачке воды в пласт от системы ППД. Добывающие скважины обрабатываются только ГДГВ несъемной конструкции, нагнетательные могут обрабатываться как съемными, так и несъемными конструкциями ГДГВ. Скважины с интервалом перфорации более 8 м обрабатываются при циркуляционной промывке в несколько приемов путем перемещения ГДГВ в интервале перфорации.

На рисунке 6 для примера приведена схема обвязки наземного оборудования при обработке без перемещения ГДГВ. Обработка ПЗП добывающих и нагнетательных скважин производится ГДГВ, тип которого определяется в зависимости от величины проницаемости обрабатываемого пласта, глубины диапазона перфорации и от используемого насосного агрегата. При глубине установки ГДГВ 2000…2500 м давление нагнетания жидкости на устье скважины должно быть в пределах 16,5…18,5 МПа при расходе около 250…300 л/мин.

1 – волновой генератор;

2 – продуктивный пласт;

3 – подвеска НКТ;

4 – насосные агрегаты;

5 – обратный клапан;

6 – технологическая емкость;

7 – желобная система;

8 – автоцистерна для завоза-вывоза

технологической жидкости

Рисунок 6 – Схема обвязки

наземного оборудования

при обработке без перемещения

ГДГВ

Принцип работы ГДГВ основан на создании мощных волн давления с заданными амплитудой и частотой за счет колебаний кавитационной каверны во внутренней камере ГДГВ, которая заканчивается диффузором.

Конструкция съемного ГДГВ состоит из двух частей: собственного генератора колебаний, который спускают и поднимают по НКТ, и посадочного гнезда (седла), устанавливаемого постоянно на муфте НКТ напротив продуктивного пласта. Герметизация сборки осуществляется с помощью уплотнительных манжет.

Частоту колебаний ГДГВ определяют по формуле

, (12)

где – частота колебаний; – плотность жидкости; rk – радиус кавитационной каверны; h – длина кавитационной каверны; Pго – давление растворенного в жидкости газа; Рv – давление насыщенных паров жидкости; n – показатель политропы; g – ускорение свободного падения; H – глубина установки ГДГВ; – коэффициент гидропотерь в ГДГВ; – скорость жидкости во входных отверстиях ГДГВ. Основная частота колебаний изменяется от 5 до 25 кГц, амплитуда колебаний от 0,01 до 0,15 МПа.

О положительных результатах применения данной технологии свидетельствуют результаты промышленных испытаний с целью интенсификации кислотной обработки на добывающих скважинах Лозолюкско-Зуринского месторождения, расположенного в Удмуртской Республике. На скважинах №№ 390, 1044, 1045, 1064, 1252 средний прирост добычи составил 0,7 т/сут при продолжительности эффекта 94 сут. Волновое воздействие на нагнетательных скважинах №№ 627, 628, 630, 1070, 1170 также дало положительный результат, и приемистость выросла в среднем по скважинам в два раза.

Волновое воздействие на нагнетательных скважинах №№ 76, 218 Абино-Украинского месторождения, расположенного в Краснодарском крае, также дало положительный результат, и приемистость выросла в среднем по скважинам в 2,16 раза.

3. Технология волнового воздействия на участки пласта большой площади. Наряду с обработкой призабойных зон пластов волновая технология также дает возможность оказывать воздействие на месторождение в целом. Для этого необходимо обеспечить выделение волновой энергии и ее поглощение нефтенасыщенным пластом. Соответствующие расчеты были проведены. Рассматривался круговой слой конечной толщины насыщенной жидкостью пористой среды, в центре которого располагался источник волн. Было установлено, что в зависимости от частоты поглощение энергии пластом изменяется. К тому же, для каждой толщины слоя существует частота, на которой поглощение энергии максимально. Эта частота зависит также от характеристик пористой среды и жидкости, ее насыщающей. Таким образом, зная реальные характеристики горных пород, типичных для данного месторождения, а также толщины нефтенасыщенных слоев, можно расчетным путем определить необходимые частоты волновых воздействий.

Перспективной является волновая обработка целых участков месторождения, занимающих площади до нескольких квадратных километров. Генератор устанавливается в одной из скважин выбранного участка месторождения, а воздействие осуществляется на окружающие скважины. Суть этого эффекта определяется параметрами волнового воздействия. Ключевым моментом такого рода волновых обработок являются выбор излучающей скважины, теоретический расчет параметров волнового воздействия (частоты, амплитуды, глубины установки генератора), которые должны быть резонансными. Описанная выше теория введения в резонанс нефтяных пластов позволяет рассчитать оптимальные значения этих характеристик для любого месторождения.

Для проведения площадных обработок предложено устройство, принцип действия которого основан на многократных падениях столбов жидкости и их ударах о дно скважины. Конструкция устройства предусматривает элементы традиционных штанговых насосов, используемых со станками-качалками.

При использовании устройства следует выбирать скважину, вокруг которой нет (по геологическим данным) препятствия для распространения волн по пласту. Опускать устройство предположительно лучше на уровень перфораций, но возможно и до забоя скважины. При этом высота столба жидкости в затрубном пространстве над устройством должна быть не меньше 500 м. Однако следует учитывать существующие ограничения на допустимую длину штанговой колонны и мощность станка-качалки с учетом дополнительной нагрузки.

Технология площадного волнового воздействия показала положительный результат при проведении промышленных испытаний на скважине
№ 314 Абино-Украинского месторождения. С целью увеличения производительности скважин-«соседок», работающих в миоценовых отложениях, на скважине № 314 произведено площадное волновое воздействие («накачка» энергии в нефтенасыщенный пласт). По результатам добычи в скважине-«соседке» № 82 до применения волнового воздействия и в период воздействия выявлено увеличение добычи нефти в 1,27 раза.

Эта технология основана на эффектах создания градиентов, превышающих в 10 и даже 100 раз градиенты вытеснения при площадном заводнении. Используется для площадной обработки залежей УВ, а также для включения в разработку экранированных заблокированных зон.

Основные выводы и рекомендации

  1. Показано, что с целью интенсификации текущей добычи УВ и увеличения конечной нефтегазоотдачи пластов необходимо, кроме управления гидродинамическими процессами в системе «скважина пласт», направленно использовать геодинамические процессы, в частности способность массива горной породы реагировать на дополнительные силовые нагрузки любого типа, например определенным образом воспринимать накачку в пласт волновой энергии для вытеснения жидких УВ из заблокированных зон в сформированные дренажные каналы продуктивных пластов.
  2. На основании обобщения большого промыслового материала и с учётом собственных разработок доказано, что заканчивать скважины способом «открытый забой» не только необходимо, но и возможно при соблюдении определенных условий, связанных с герметизацией башмака обсадной колонны, спускаемой в кровлю продуктивных горизонтов, с глубокой и долговременной изоляцией встречающихся водоносных пропластков, что позволяет решать следующие задачи:
  • контролировать прямыми методами возможные перетоки между пластами;
  • контролировать выработку запасов и обводненность скважинной продукции;
  • осуществлять адресную обработку (с помощью пакерных технологий) любого пропластка с целью выравнивания профиля притока или нагнетания, различного рода химобработки и т.п.;
  • обеспечивать максимально возможные притоки УВ к забою скважины;
  • достигать наибольшего эффекта при передаче волновой энергии по конкретному пласту с целью включения в разработку застойных и заблокированных зон.

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.