Способы изоляции обводнившихся горизонтов

Изоляция отдельных обводненных интервалов пласта

Классификация пластовых вод

Установка цементного моста

При установке цементных мостов в непоглощающих скважинах, прежде всего их промывают в течении 1,5 – 2 циклов для выравнивания плотностей промывочной жидкости в НКТ и в затрубном пространстве. Приготовленный объем цементного раствора закачивают в НКТ и продавливают промывочным раствором до равновесия столбов жидкости в НКТ и затрубном пространстве. Объем продавочной жидкости определяется следующим образом: путем деления объема закачанного в НКТ цементного раствора (в литрах) на объем одного метра экс.колонны (в литрах) определяют высоту столба, которую займет цементный раствор в колонне. Затем эту величину вычитают из общей длины спущенной в скважину НКТ. Полученную величину умножают на объем 1 м НКТ и определяют объем продавочной жидкости.

Башмак НКТ поднимают до верхней границы устанавливаемого моста и излишки цементного раствора вымывают. Затем НКТ поднимают на 20 -30 м, скважину заполняют и ожидают затвердевание цемента. По истечении времени ОЗЦ проверяют глубину расположения моста и его прочность посадкой НКТ, а герметичность моста – опрессовкой.

Перед установкой цементных мостов в поглощающих скважинах (приемистость более 7 м3/(чМПа)) должны быть приняты меры по ограничению поглотительной способности пластов. Для этого используют измельченные, закупоривающие материалы с размерами частиц 5 – 10 мм (древесные опилки, волокно и т.д.). В качестве жидкости-носителя применяют глинистый раствор, водоцементная суспензия и водоглинистая суспензия. Закачивание закупоривающего материала продолжают до восстановления полной циркуляции. После этого сразу устанавливают цементный мост.

По отношению к продуктивным нефтегазоносным горизонтам пластовые воды подразделяются:

Верхняя и нижняя воды залегают в пластах выше и ниже нефтяного пласта

Контурная (краевая и крыльевая) вода залегает в пониженной части нефтяного пласта.

Подошвенная вода в отличие от контурной располагается по всему пласту, занимая нижнюю часть его непосредственно под нефтью. Иногда эта вода залегает в отдельных пропластках, отделяясь от нефти небольшими по толщине глинистыми перемычками.

Промежуточная вода залегает в отдельных пропластках продуктивного нефтяного пласта. При этом контуры нефтеносности пропластков часто не совпадают.

Тектоническая вода – вода, проникшая в продуктивные горизонты, в скрытые скважиной, по тектоническим нарушениям.

Смешанная вода – вода нескольких нефтяных горизонтов, эксплуатируемых одной скважиной и общим фильтром.

Причины поступления чуждых вод в скважину – недоброкачественное цементирование экс.колонны, вследствие чего не достигается полное разобщение нефтеносных горизонтов от водоносных; нарушение цементного кольца в заколонном пространстве или цементного стакана на забое скважины; обводнение через соседнюю скважину, эксплуатирующую тот же горизонт; нарушение колонны в процессе эксплуатации и освоении скважины; повреждение колонны при текущем и капитальном ремонте.

При эксплуатации одной скважины в нескольких горизонтах возможно частичное или полное обводнение продукции водами одного из горизонтов. В таких случаях должны быть проведены работы по разобщению горизонтов. Если вода проникает в скважину через нижнюю часть фильтра, то в колонне создают цементный стакан для перекрытия водоносного пропластка. В этих целях в скважину спускают НКТ до забоя, промывают ее водой, а затем цементируют без воздействия давления.

Если вода проникает в скважину через верхнюю часть фильтра, то ее изолируют цементированием с закачиванием цементного раствора под давлением через трубы. Для этого в нижнюю часть фильтра насыпают песок во избежание попадания в такую зону цементного раствора. Конец спущенных труб устанавливают выше водоносного пропластка, цементируют под давлением с последующим разбуриванием или вымывом излишка раствора. По окончании работы испытывают колонну опрессовкой.

Источник

Классификация методов ограничение притока пластовых вод

Ограничение притока воды к забоям добывающих скважин является одной из важнейших проблем в системе мероприятий по повышению эффективности разработки нефтяных и газовых месторождений и увеличению нефте — и газоотдачи пластов. В скважинах, эксплуатирующих несколько продуктивных пластов одновременно, обводнение происходит неравномерно – вода продвигается по более проницаемым пропласткам и прослоям. Во многих случаях поступление воды по таким пропласткам происходит настолько интенсивно, что создается впечатление полного обводнения скважины. В таких условиях происходит неравномерная выработка отдельных пластов.

Не меньший вред нормальной эксплуатации залежи и скважин наносит подошвенная вода. Она конусообразно затягивается в призабойную зону и поступает в скважину через нижние отверстия интервала перфорации эксплуатационной колонны. Обводнение скважин при этом из года в год прогрессирует. Преждевременное обводнение скважин (не связанное с полной выработкой пласта) уменьшает конечную нефте — и газоотдачу, приводит к большим затратам на добычу попутной воды и подготовку нефти и газа.

Большое разнообразие и сложность путей обводнения нефтяных и газовых скважин обуславливает трудность решения проблемы, которая ещё больше усугубляется отсутствием надежных методов определения путей поступления воды в скважину. В условиях сложного геологического строения залежей и пластов наблюдается все многообразие форм поступления воды, основными из которых являются:

1) обводнение скважин за счет подтягивания подошвенной воды (образование конуса обводнения);

2) обводнение скважин за счет опережающего продвижения воды по наиболее проницаемым пропласткам одного пласта (образование языков обводнения);

3) обводнение скважин за счет первичного обводнения высокопродуктивных пластов при объединении двух и более продуктивных пластов в один объект разработки;

4) обводнение скважин по некачественному цементному кольцу. При этом скважины обводняются как водами эксплуатационного пласта, так и водами выше- и нижележащих водоносных горизонтов.

В последние годы в нефте — и газодобывающей промышленности изысканию методов ограничения водопритоков к забоям скважин уделяется все больше внимания. Методы ограничения притока вод в скважины в зависимости от характера влияния закачиваемой водоизолирующей массы на проницаемость нефте- и газонасыщенной части пласта, вскрытого перфорацией, делятся на селективные и неселективные.

Селективные методы изоляции (СМИ) – это такие методы, когда используют материалы, которые закачивают во всю перфорационную часть пласта. При этом образующийся осадок, гель или отверждающее вещество увеличивают фильтрационное сопротивление только в водонасыщенной части пласта, а закупорки нефтяной или газовой части пласта не происходит. При СМИ нет необходимости производить повторную перфорацию. Классификация СМИ по функциональному назначению, химической природе и принципу образования закупоривающего материала приведена на рис. 13.1.

С учетом механизма образования водоизолирующих масс можно выделить пять селективных методов (на примере ограничения притока вод в нефтяные добывающие скважины):

1. Методы селективной изоляции, основанные на образовании водоизолирующей массы, растворимой в нефти и нерастворимой в водной среде. Рекомендуется использовать такие материалы, как нафталин, парафин, растворенные в анилине, креозоле, ацетоне, спирте или другие пересыщенные растворы твердых углеводородов в растворителях. Применяются вязкие нефти, эмульсии и другие нефтепродукты, нерастворимые соли и латексы типа СКД-1.

2. Методы селективной изоляции, основанные на образовании закачиваемыми в пласт реагентами осадков в водонасыщенных зонах. Предлагается закачивать неорганические соединения типа FeSO₄, M₂Sio₃ (M – одновалентный щелочной металл), которые, реагируя между собой в водной среде, образуют гидрат закиси железа и силикагель. Более прочную массу образуют кремнеорганические олигомеры, оказывающие продолжительный эффект воздействия.

Селективные методы изоляции ограничения притока вод в скважины

Селективные свойства водоизолирующего материала на основе взаимодействия с

Неселективные свойства водоизолирующего материала на основе

пластовой водой

нефтью

породой

технологических приемов

Рис. 13.1 — Классификация селективных методов изоляции обводнившихся пластов по физико-химическим свойствам водоизолирующего материала

3. Методы, основанные на взаимодействии реагентов с солями пластовых вод. На осаждении и структурировании ионами поливалентных металлов Ca +2 , Mg +2 , Fe +2 и других основаны методы ограничения движения воды в пласте с применением таких высокомолекулярных соединений, как производные целлюлозы и акриловых кислот. В контакте с приведенными катионами высаживается из раствора ряд сополимеров полиакриловой и метакриловой кислот с высокой степенью гидролиза. В нефтяной среде они сохраняют свои первоначальные физические свойства, обеспечивая тем самым селективность воздействия на нефтеводонасыщенный пласт.

4. Методы, основанные на взаимодействии реагента с поверхностью породы, покрытой нефтью. К этой группе относятся способы ограничения притока воды с использованием частично гидролизованного полиакриламида (ПАА), мономеров акриламида, гипано-формальдегидной смеси (ГФС) и др. Механизм методов заключается в том, что при адсорбционном и механическом удерживании полимера в пласте величина остаточного сопротивления зависит от минерализации воды, молекулярной массы полимера, степени гидролиза и проницаемости пористой среды. Величина остаточных сопротивлений в нефтенасыщенной части пород на порядок ниже, чем в водонасыщенных, что объясняется сродством частиц полиакриламида с органическими соединениями нефти. Кроме того, в нефтенасыщенной части пласта ухудшаются условия для адсорбционного и механического удерживания частиц полимера породой вследствие присутствия на поверхности раздела углеводородной жидкости.

5. Методы, основанные на гидрофобизации поверхности пород призабойной зоны с применением ПАВ, аэрированных жидкостей, полиорганосилоксанов и других химических продуктов. Общий механизм заключается в гидрофобизации пород, приводящей к снижению фазовой проницаемости пород для воды, в образовании пузырьков газа, которые легко разрушаются в присутствии нефти.

Неселективные методы изоляции(НСМИ) – это такие методы, где используются материалы, которые независимо от насыщенности среды нефтью, водой или газом образуют экран, не разрушающийся со временем в пластовых условиях. Основное требование при НСМИ – точное выделение обрабатываемого обводненного интервала и исключение снижения проницаемости продуктивной нефтенасыщенной или газонасыщенной части пласта. Классификация НСМИ по физико-химическим свойствам водоизолирующего материала приведена на рис. 13.2.

В качестве водоизолирующих материалов используют следующие группы реагентов.

1. Водоизолирующие материалы на основе отверждающих систем в полном объеме пласта:

— смолы (фенолформальдегидные смолы типа ТСД-9 и ТС-10; жидкие формальдегидные смолы типа СФЖ-3012, ВР-1, ГТМ-3; мочевиноформальде-гидные смолы и др.);

— составы с образованием водоизолирующей массы в результате взаимодействия закачиваемых реагентов (закачка жидкого стекла с соляной кислотой и др.).

2. Водоизолирующие материалы на основе осадкообразующих систем.

3. Технические средства.

4. Технические средства с водоизолирующими материалами.

С применением водоизолирующих материалов на основе

С применением технических средств

С применением технических средств с водоизолирующими материалами

пакеры разового пользования

отверждающих систем

Неселективные методы изоляции пластовых вод

Рис. 13.2 — Классификация неселективных методов изоляции пластовых вод по физико-химическим свойствам водоизолирующего материала

Источник

Изоляция обводнившихся продуктивных пластов.

Работы по возврату скважин на вышележащий горизонт состоят как в установке цементного моста непосредственно на забое скважины с целью изоляции нижнего объекта от верхнего с последующей перфорацией верхнего объекта.

На рисунке показана схема установки пакера с упором на забой с целью перехода на вышележащий горизонт.

Пакер с упором на забой состоит из двух подвижных частей: патрубка с двумя муфтами и герметизирующими элементами и сальниковой коробки с удлинителем. При необходимости патрубок изготовляют из НКТ диаметром 60 или 73 мм, в зависимости от диаметра пакерующих элементов. Длина патрубка подбирается из расчета числа устанавливаемых резиновых элементов.

На рисунке показана схема установки пакера с упором на забой с целью перехода на нижележащий горизонт.

После перфорации колонны в нижележащем интервале спускают компоновку НКТ с пакером и циркуляционным клапаном над ним с целью вызова притока при освоении скважины, а также глушения скважины. Конструкция клапана позволяет пропускать через него геофизические приборы диаметром до 40 мм. В обоих случаях в компоновку включают перфорированные НКТ, в первом случае над пакером, а во втором ниже пакера.

Верхняя часть НКТ на устье вворачивается в трубную головку фонтанной арматуры . За счет веса передаваемого на подвижную часть пакера резиновые элементы увеличиваются в диаметре до полного перекрытия затрубного пространства.

Пакер опрессовывается не давление, которое получают из суммы гидростатического давления столба жидкости и допустимого давления для пакера, но не выше давления опрессовки скважины. Опрессовку производят в затрубное пространство при открытом трубном. При этом циркуляционный клапан закрывается.

Крепление слабосцементированных пород в ПЗП

Креплению слабосцементированных пород в призабойной зоне подлежат скважины, эксплуатация которых осложнена выносом песка.

Для борьбы с выносом песка, в зависимости от конкретных геолого-технических условий, приме­няют следующие технические приспособления и ма­териалы:

1) установка фильтров;

· заполнение заколонного пространства гранули­рованными материалами или отсортированным пес­ком;

· термические и термохимические способы;

Крепление призабойной зоны с использо­ванием вяжущих материалов осуществляют методом консолидации пластового песка, заполнением зако­лонного пространства (каверн) растворами, после отверждения, которых образуется проницаемый пласт. При наличии в призабойной зоне скважины каверны (выработки) ее перед креплением заполняют отсор­тированным кварцевым песком.

Выбор и подготовку скважин для ремонта осу­ществляют в соответствии с действующим РД по тех­нологии крепления призабойной зоны.

Подготовительные работы.

· Определяют температуру в зоне тампониро­вания.

· Определяют содержание механических при­месей в продукции.

· Определяют дебит и содержание воды в про­дукции.

· В зависимости от температуры в зоне тампо­нирования выбирают соответствующий материал.

· Устанавливают на скважине емкость с пере­мешивающим устройством для приготовления и на­копления тампонажного раствора, подъемные сред­ства А-50 или Азинмаш-43, цементировочный агре­гат ЦА-320 М.

· Останавливают и глушат скважину.

· Спускают НКТ до забоя и промывают ствол скважины.

· Если в процессе промывки скважины на­блюдается поглощение в интервале продуктивного пласта, то в заколонную выработку (каверну) намы­вают песок до восстановления циркуляции, при обратной промывке удаляют с забоя скважины остатки песка.

· Проверяют скважину на приемистость при закачивании в пласт нефти или пластовой воды. В слу­чае необходимости проводят мероприятия по увели­чению приемистости скважины.

· Подготавливают в емкости с перемешива­ющим устройством тампонажный раствор. Проверяют показатели качества.

Технологический процесс осуществляют в соответствии с действующими РД.

Устанавливают продолжительность эффек­та по содержанию механических примесей в добывае­мой продукции сразу после проведения работ и пери­одически, не менее трех раз в месяц.

Устранение аварий, допущенных в процессе экс­плуатации скважин

Подготовительные работы.

· Составляют план ликвидации аварии.

· В пла­не предусматривают меры, предупреждающие возник­новение проявлений и открытых фонтанов, а также меры по охране недр и окружающей среды.

· План ликвидации аварии с учетом возмож­ности возникновения проявлений и открытых фонта­нов согласуют с противофонтанной службой и утвер­ждают главным инженером предприятия.

· Работы по ликвидации аварии в соответствии с утвержденным планом производят под руководством мастера по сложным работам при участии мастера по ремонту скважин.

· Доставляют на скважину, в зависимости от вида аварии, комплекты ловильных инструментов, печатей, специальных долот, фрезеров и т.п. (см. приложение –аварийный инструмент)

· При спуске ловильного инструмента все со­единения бурильных труб должны закрепляться ма­шинными или автоматическими ключами.

· При расхаживании прихваченных НКТ нагруз­ки на трубы и подъемное оборудование не должны превышать допустимый предел прочности. Работы про­изводят по специальному плану.

· Работы по освобождению прихваченного инструмента с применением взрывных устройств (тор­педы, детонирующие шнуры и т.п.) проводят по спе­циальному плану, согласованному с геофизическим предприятием.

· При установке ванн (нефтяной, кислотной, щелочной, водяной) гидростатическое давление стол­ба жидкости в скважине, включая жидкость ванны, не должно превышать пластовое давление. При веро­ятности снижения или снижении гидростатического давления ниже пластового работы по расхаживанию НКТ проводят с герметизированным затрубным про­странством с соблюдением специальных мер безо­пасности.

Извлечение оборванных НКТ из скважины производят при последовательном выполнении сле­дующих операций:

· спускают свинцовую печать и определяют со­стояние оборванного конца трубы;

· в зависимости от характера оборванного участка (разрыв, смятие, вогнутость краев и т.п.) спускают ловильный инструмент соответствующей конструкции для выправления конца трубы.

Извлечение прихваченных цементом труб про­изводят в следующей последовательности.

· Отворачи­вают и поднимают свободные от цемента трубы.

· Обуривают зацементированные трубы трубным или кольцевым фрезером. Длина фрезера с направлением должна быть не менее 10 м.

Фрезерование и отворот труб производят с таким расчетом, чтобы конец оста­ющейся в скважине трубы был отфрезерован. Фрезеро­вание труб должно осуществляться при интенсивной промывке скважины и осевой нагрузке на фрезер не более 10-20 кН.

Вырезание бурильных труб и НКТ диаметром 73 мм производят при помощи наружных труборезов. НКТ диаметром 89 и 115 мм вырезают внутренними труборезами, а обсадные трубы — внутренними тру­борезами с выдвижными резцами гидравлического действия.

Извлечение из скважины отдельных предме­тов осуществляют после предварительного обследова­ния свинцовыми печатями характера и места их на­хождения. В качестве ловильного инструмента приме­няют

Ловильные ра­боты производят с промывкой. Извлекаемые предме­ты предварительно фрезеруют. В случае если предмет не удается извлечь из скважины, его фрезеруют или дробят на мелкие куски, захватывают ловильными ин­струментами и поднимают из скважины.

Извлекают из скважины канат, кабель и про­волоку при помощи

Спускае­мые в скважину ловильные инструменты должны иметь ограничители, диаметр которых не должен превышать диаметра шаблона для размера обсадной колонны.

Решение о прекращении работ по ликвидации аварии принимает техническая служба нефтегазодобывающего предприятия по согласованию с геологи­ческой службой и Госгортехнадзором России. В особо ответственных случаях это решение утверждает руко­водство предприятия.

Перевод на другие горизонты и приобщение пла­стов

· Перевод на другие горизонты и приобщение пластов осуществляют в соответствии с требованиями технологических схем и проектов разработки нефтя­ных месторождений.

· Перед переходом на другие горизонты и при­общением пластов проводят геофизические исследо­вания для оценки нефтеводонасыщенности продук­тивных горизонтов и оценки состояния цементного кольца между ними и соседними водоносными плас­тами.

· Ремонтные работы по переходу на другие го­ризонты включают работы по отключению нижнего перфорированного горизонта и вскрытию перфорацией верхнего продуктивного горизонта или наоборот.

· Для перехода на верхний горизонт, находя­щийся на значительном удалении от нижнего (50—100 м и более), устанавливают цементный мост над нижним горизонтом. При этом может использо­ваться предварительная установка разбуриваемого пакера или цементный раствор с заполнителями.

· Для перехода на нижний горизонт, находя­щийся на значительном удалении от верхнего, прово­дят ремонтные работы по технологии отключения вер­хнего пласта.

· Ремонтные работы по переходу на верхний горизонт, находящийся в непосредственной близости от нижнего, проводят по технологии отключения ниж­них пластов.

· Для отключения нижнего перфорированно­го горизонта применяют методы тампонирования под давлением, установки цементного моста, засыпки пес­ком, а также установки разбуриваемых пакеров само­стоятельно или в сочетании с цементным мостом.

· Метод тампонирования применяют как при герметичном цементном кольце, так и в случае негер­метичности цементного кольца, но при планируемой депрессии на продуктивный горизонт после ремонта более 5 МПа.

· Метод установки цементного моста приме­няют при герметичном цементном кольце и высоком статическом уровне в скважине (при отсутствии по­глощения).

· Метод засыпки песком применяют при гер­метичном цементном кольце, низком статическом уровне в скважине, депрессии на продуктивный го­ризонт после ремонта до 5 МПа и небольшой глубине искусственного забоя (10—20 м ниже отключаемого горизонта).

· Метод установки разбуриваемых пакеров применяют при герметичном цементном кольце, низ­ком статическом уровне, планируемой депрессии на пласт после ремонта до 5 МПа.

· При отключении нижнего горизонта мето­дом тампонирования под давлением используют легкофильтрующиеся в трещины в цементном кольце и поры пласта тампонажные материалы при приемис­тости пласта до 2 м 3 /(ч • МПа) и цементный раствор и его модификации — при приемистости более 2м 3 /(ч . МПа).

· Ремонтные работы по переходу на нижний горизонт, находящийся в непосредственной близости от верхнего эксплуатировавшегося, проводят по тех­нологии отключения верхних пластов.

· Для отключения верхних пластов исполь­зуют методы тампонирования под давлением, уста­новки металлических пластырей и сочетание этих ме­тодов.

· Методы тампонирования под давлением применяют при негерметичном цементном кольце между горизонтами и наличии признаков разрушения или отсутствия цементного кольца в интервале пер­форации отключаемого горизонта.

· Метод установки металлических пласты­рей применяют в условиях герметичного цементного кольца между горизонтами и отсутствия признаков раз­рушения цементного кольца в интервале перфорации отключаемого горизонта.

· Сочетание методов тампонирования под давлением и установки металлических пластырей при­меняют в случаях, когда не удается добиться полной герметичности отключаемого горизонта.

· При отключении верхних горизонтов с це­лью перехода на нижние используют тампонажные материалы в зависимости от геологической характе­ристики пласта.

Дата добавления: 2018-05-09 ; просмотров: 461 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник