Способы освоения газовых скважин

Разновидности освоения нефтяных скважин

Освоение скважин – это ряд действий, направленных на их развитие и обеспечение постоянной продуктивной работы, которую можно ожидать в соответствии с условиями месторождения. Поскольку после вскрытия пластов и установки обсадных труб поверхности могут быть затянуты слоем глины, скважину необходимо осваивать для удаления корки. Также освоение может потребоваться, если ударные волны, которые влияют на пласты при перфорации ствола, вызвали создание области с чрезмерно низким показателем проницаемости.

Главной задачей освоения скважин является восстановление равномерной и максимально высокой проницаемости всего ствола, чтобы продуктивность была наиболее высокой.

Виды процесса освоения скважин

Данная процедура может проводиться разными способами. Выбор конкретного метода зависит от показателей давления, риска появления осложнений наподобие фонтанирования, типа эксплуатации и других особенностей.

Освоение скважин производится одним из шести ключевых методов:

• Поршневание.
• Тартание.
• Обновление жидкости для скважины.
• Компрессорная обработка.
• Прокачка смеси газа и жидкости.
• Откачка жидкости при помощи насосов глубинного типа.

Подготовительный этап перед любым методом является обязательной частью. На устье монтируется арматура, которая потребуется в ходе освоения скважины, а фланец обсадной трубы имеет задвижку, которая сможет перекрыть ее при необходимости.

Поршневание

Данный способ, который также известен как свабирование, характеризуется опусканием вниз поршня, сделанного из трубы с небольшим обхватом и клапаном, который открывается при спуске на дно. Снаружи трубы в местах примыкания сочленений находятся манжеты из резины с усилением из проволоки. В процессе опускания трубы-поршня жидкость, которая находится в стволе, перетекает на уровень выше, и когда поршень поднимается, его клапан перемещается в закрытое состояние. Таким образом, поршень выталкивает объем жидкости, равный степени его погружения (по закону Архимеда).

Чаще всего глубина, на которую опускается поршень, варьируется в пределах 70-150 метров. Поршневание отличается существенной производительностью, однако имеет и минусы: так, из-за каната устье скважины нельзя закрыть полностью. Из-за этого при работе возникает риск внезапного выброса, который нельзя будет предотвратить.

Тартание

Тартание – это способ, при котором из скважины достается жидкость при помощи специальной желонки, опускаемой вниз на канате с лебедкой. Внизу желонки расположен клапан, который открывается при упоре ее в дно, а сверху есть крепления для каната или шнура. Диаметр изделия обязательно должен быть меньше параметров трубы, иначе желонка застрянет в обсадной колонне, что создаст трудности при дальнейшей эксплуатации скважины.

Вывод жидкости при помощи тартания представляет собой весьма затратную по времени и силам работу, при которой задвижка не может перекрыть колонну целиком, если это понадобится. Тем не менее, такой способ позволяет вытащить осадки глины и следы раствора с самого уровня забоя, а возможность регулировать жидкостный уровень в скважине делает способ популярным в отдельных случаях.

Обновление скважинной жидкости

Освоение скважин, которое производится таким способом, возможно при спущенных трубах в стволе, при этом устье плотно закрывается, поэтому, риск фонтанирования исключен. Метод особенно хорош при освоении источников с сильным давлением внутри пластов или при наличии специальных коллекторов, которые легко освоить. Главным недостатком метода считается серьезная потеря давления: его снижение составит не больше четверти от показателя давления глиняного вещества. Процесс замены осуществляется насосами, в том числе буровыми. В ряде случаев используется вместе с поршневанием.

Компрессорный метод освоения

Данный способ чаще всего используется для разработки фонтанных скважин, а также источников механизированного типа. В ствол опускается труба НКТ, устье оснащается арматурной конструкцией, а к пространству между трубами подключается трубопровод нагнетательного типа с мобильным компрессором. В процессе нагнетания газа происходит вытеснение жидкости к башмаку трубы. Попавший внутрь газ действует на жидкость в НКТ, и давление падает.

При освоении необходимо строго контролировать процедуру, поскольку устье может непредвиденно фонтанировать, и поэтому метод компрессорного типа более безопасный и дает возможность эффективнее всего очистить призабойный участок. Ограничение на использование метода распространяется в скважинах, которые бурились в неустойчивых пластах.

Закачка газа и жидких веществ

Освоение скважин данным способом производится следующим образом: в пространство между трубами заливается смесь газа и воды либо нефтяной жидкости. Смесь имеет определенную плотность, которая ниже, чем у просто жидкости, и благодаря возможности регулировки освоение может пройти по-разному. Данный способ может применяться при большой глубине разработки. Для работы у скважины должен быть установлен компрессор, насос с возможностью организации такого же по силе давления, емкости под жидкость и устройство для добавления газа. Процесс нагнетания характеризуется движением смеси по вертикальной оси с постоянными перепадами температурного режима и давления. Главным недостатком метода считается сложность осуществления работ по насыщению жидкости газами, а следовательно, его высокая стоимость.

Освоение насосами скважинного типа

Данный способ используется, если скважина уже практически полностью истощена, и фонтанный эффект практически исключен. При этом методе внутрь опускаются насосы скважинного типа, которые достигают определенной глубины и выкачивают жидкость. При этом давление в забое снижается, и постепенно достигаются условия, при которых из пласта идет приток жидкости. Непосредственно перед спуском устройства скважину промывают (процесс может происходить и зимой, но это требует подогрева промывочной жидкости).

Источник

Добыча нефти и газа

Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!

Методы освоения газовых скважин

После вскрытия продуктивного пласта одним из указанных методов следующей стадией подготовки к эксплуатации является ее освоение: вызов притока газа или пластовой жидкости из пласта, очистка забойн ой зоны и обеспечение условий, при которых продуктивный пласт начинает отдавать газ в необходимом объеме.

Процесс освоения скважины заканчивается проведением полного комплекса исследований, в том числе исследований по оценке дебитов и фильтрационных параметров каждого работающего интервала пласта и всей продуктивной характеристики скважины.

Возбуждение скважины состоит в понижении давления, создаваемого столбом жидкости (промывочный раствор или вода), на забое до давления меньше пластового.

Понижение давления на забое при освоении скважины достигается путем:

· замены промывочной жидкости водой. Если пласт не возбуждается, воду заменяют более легким раствором, например, нефтью, или в скважину нагнетают воду и воздух (или газ); снижением уровня жидкости в скважине. Жидкость в стволе скважины оказывает на пласт давление

, (7.6)

где Н высота столба жидкости в м (до верхних перфорационных отверстий); gж удельный вес жидкости в тс/м3.

При неизменном удельном весе раствора в скважине для обеспечения условий рз = рпл можно снизить его уровень

. (7.7)

Приток газа в скважину начнется в тот момент, когда гидростатическое давление столба жидкости в стволе станет меньше пластового. Это давление можно понизить заменой жидкости в колонне другой жидкостью с меньшей плотностью (например, буровой раствор можно последовательно заменять водой, затем нефтью или газожидкостной смесью) или понижением высоты столба жидкости в скважине путем отбора ее с помощью тех или иных технических средств. На практике в различных условиях применяют оба способа.

Во многих случаях применяют компрессорный способ вызова притока газа. При этом способе в затрубное пространство с помощью передвижных компрессоров закачивают воздух пли газ, который вытесняет жидкость.

Скважины можно осваивать методом раскачки.

При данном методе первоначально создается давление газа или воздуха в затрубном пространстве, вследствие чего часть жидкости из скважины через фонтанные трубы будет выброшена на поверхность. После прекращения истечения жидкости из фонтанных труб затрубное пространство резко соединяют с атмосферой. Затем напорную линию от компрессора или газопровода присоединяют к фонтанным трубам, вновь создавая давление. В результате нескольких таких раскачек давление столба жидкости на забой скважины станет меньше пластового и скважина начнет фонтанировать.

Для освоения скважин также используют газ, который подводится по газопроводу от уже работающей скважины.

Перед освоением скважину тщательно промывают до нижней отметки забоя для удаления осадка глинистого раствора в нижней части фильтра, так как в противном случае после ее освоения эксплуатируется только верхняя часть вскрытого интервала продуктивного пласта. Примером может служить начальный период эксплуатации скважин Ленинградского месторождения Краснодарского края.

Если в жидкости содержится значительное количество твердых примесей, в процессе освоения скважин недопустима их остановка до полного удаления этих примесей и перехода па фонтанирование чистым газом. В противном случае в стволе может образоваться пробка и не исключен прихват фонтанных труб. Например, в процессе освоения скв. 42 Шебелинского месторождения выносилось большое количество глинистого раствора. Не дождавшись продувки скважины до получения чистого газа, освоение ее было остановлено, в результате чего образовалась пробка, на ликвидацию которой было затрачено несколько месяцев.

После возбуждения скважины и очистки забоя и призабойной зоны от промывочной жидкости и других примесей скважину продувают с выпуском газа в атмосферу. Время этого процесса колеблется от нескольких часов до нескольких суток и зависит от количества выносимых примесей и их характера. Для скважин, в которых возможен интенсивный вынос породы, продолжительность процесса при высоких депрессиях должна быть минимальной. Дебит газа при продувке зависит от характеристики пласта и состояния надземного оборудования.

Для очистки призабойной зоны более эффективна периодическая продувка до получения чистого газа без примесей. В некоторых случаях (при опасном разрушении призабойной зоны) продувку осуществляют через штуцера, увеличивая последовательно диаметр их.

Обычно со временем дебит газа и давление на устье скважины при продувках и неизменном диаметре штуцера растут по мере очищения призабойной зоны. Уменьшение же дебита и давлений на устье свидетельствует о засорении забоя. В этом случае следует немедленно прекратить продувку. Количество примесей, выносимых из пласта, и характер их изменения во времени определяют с помощью сепарационных передвижных установок, которые устанавливают после предварительной непродолжительной продувки. Полезно также периодически проверять состояние забоя, измеряя его глубину специальной желонкой.

На завершающей стадии разработки месторождений, когда пластовое давление значительно ниже гидростатического, эффективность этого процесса снижается. Кроме того, при продувках теряется много газа. Поэтому этот способ, как регулярное средство борьбы со скоплением примесей, применять не желательно. На этой стадии разработки для удаления жидкости с забоя скважины применяют плунжерный лифт и поверхностно-активные вещества (ПАВ) типа ОП-5, ОП-7 и другие, которые успешно используют на промыслах Краснодарского края.

Источник

Освоение и испытание эксплуатационных скважин

Перед вводом нефтегазовых скважин в эксплуатацию последним этапом процесса подготовки является их освоение и испытание. Первое необходимо для «запуска» притока в скважину энергоносителя, второе представляет собой начальный, «тестовый» режим работы, с параллельным снятием показателей эффективности и принятием решения о дальнейшей судьбе забоя.

Освоение скважин

Традиционное освоение скважин месторождения начинается после завершения всех основных этапов работ – бурения, раскрытия пластов и перфорирования обсадных колонн. Очевидно, что поверхности пластов и призабойных зон при этом сложно назвать чистыми – бурильные работы оставляют после себя глинистые корки и взвеси, а сильнейшая вибрация при перфорации заставляет прилежащие слои грунта практически слипаться. В результате проницаемость их падает практически до нуля, и для вызова притока в скважину подобную ситуацию приходиться исправлять.

Решение состоит в организации в скважине депрессии (иначе говоря – создания области пониженного давления, значительно уступающего по величине собственному давлению внутри пластов нефти или газа). При этом не следует упускать из виду тот факт, что в пластах с наиболее высокими показателями внутреннего давления резкая депрессия может вызвать неконтролируемый прорыв и фонтанирование энергоносителя – в отдельных случаях могущее вызвать еще и пожары.

Способы освоения скважин методами вызова притока

На сегодняшний день освоение нефтяных и газовых скважин осуществляется шестью различными методами:

• тартанием
• свабированием
• заменой жидкости в скважине на менее плотную
• компрессией
• прокачиванием газожидкостных смесей
• откачиванием скважинных жидкостей насосом

При этом фланцы обсадных колонн в обязательном порядке оснащаются задвижками, способными выдержать сверхвысокое давление и остановить (если возникнет такая необходимость) внезапное фонтанирование.

Освоение скважин тартанием

Основным механизмом удаления жидкости при этом методе служит своеобразный «ковшик» в виде желонки с клапаном и штоком, опускающийся в скважину на канате. Производительность такого способа крайне мала – и его использование в 21 веке оправдывается только качественным извлечением глинистых растворов и осадков.

Освоение свабированием

В данном случае механизмом откачки служит уже не желонка, а снабженная клапанами с эластичными манжетками труба. Производительность этого процесса в 10-20 раз превосходит предыдущий, и на вертикальных скважинах метод применяется достаточно часто.

Освоение заменой жидкости

Способы освоения скважин этим методом заключаются в вытеснении под давлением из ствола шахты плотной глинистой взвеси путем промывки. Промывочной жидкостью при этом служит дегазированная нефть либо обычная вода, причем направление промывки может быть и прямым, и обратным.

Освоение компрессией

Данный способ базируется на закачке в скважинную жидкость воздуха (либо любого иного газа) с помощью компрессора. Насыщение смеси газом значительно понижает ее общую плотность и, как следствие, уровень давления. К сожалению, на глубоких (до 5 км) и неустойчивых коллекторах метод неприменим.

Освоение прокачкой газожидкостных смесей

Такое освоение нефтяных скважин во многом схоже с предыдущим по конечному результату. Отличие же состоит в самом процессе – где вместо насыщения газом внутренней жидкости она заменяется на уже газированную с заранее заданной величиной давления.

Освоение скважин откачиванием скважинных жидкостей насосом

Так производится, прежде всего, освоение горизонтальных скважин, а также освоение газовых скважин с пониженным давлением в пластах. Метод известен своей эффективностью – но лишь при условии отсутствия нужды в значительной депрессии.

Испытание скважин

Какими бы ни были способы освоения скважин – без дальнейшего испытания подготовленной шахты запускать ее в эксплуатацию запрещается. Тестирование обычно производится в различных режимах, и по итогам испытаний выводят зависимость «депрессия-дебит» в виде графика. Предельные пики индикации на нем и будут теми режимами, на которых приток должен быть максимальным.

Длительность испытательного процесса обычно составляет 3-4 суток (со снятиями показаний дебита и забойного давления каждые 24-36 часов, а давления в устье – каждые 2-4 часа). Далее запускается процесс пробной эксплуатации в режимах, являющихся оптимальными (причем при многопластовости забоя испытательные процессы ведутся от нижних пластов к верхним).

Итоги испытаний фиксируются в результирующем акте – и, в зависимости от них, скважина либо передается в полноценную эксплуатацию, либо консервируется, либо (если результаты негативны) – готовится к ликвидации.

Источник