ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН

Актуальность заключается в том, что освоение скважин представляет собой комплекс работ по вызову притока пластового флюида из продуктивных горизонтов на поверхность, выполняемый после вскрытия пласта и монтажа необходимого оборудования. Сущность освоения заключается в создании депрессии - перепада между пластовым и забойным давлениями, когда пластовое давление превышает забойное. Именно это условие заставляет нефть или газ фильтроваться через пористую среду и поступать в ствол скважины. Актуальность темы обусловлена тем, что качество освоения напрямую определяет дальнейшую продуктивность скважины и рентабельность ее эксплуатации.

Цель работы - систематизировать современные представления о методах освоения скважин, проанализировать их преимущества и ограничения, а также определить критерии выбора метода в зависимости от горно-геологических условий.

Создание депрессии на пласт достигается двумя основными путями: либо уменьшением плотности жидкости, заполняющей скважину, либо снижением уровня (столба) этой жидкости. В первом случае буровой раствор последовательно заменяют на более легкую жидкость - воду, а затем на нефть или газовый конденсат. Во втором случае применяют различные способы понижения уровня: тартание желонкой, свабирование (поршневание), продавку сжатым газом или воздухом (газлифтный способ), аэрацию (прокачку газожидкостной смеси) или откачку глубинными насосами.

Метод замены жидкости является наиболее распространенным и относительно простым. После перфорации эксплуатационной колонны в скважину до фильтра опускают насосно-компрессорные трубы, затем в кольцевое пространство нагнетают воду, которая вытесняет буровой раствор из скважины по трубам. Если после замены раствора водой приток не удается вызвать, переходят на промывку нефтью. Этот способ эффективен при нормальном или повышенном пластовом давлении, когда гидростатическое давление столба легкой жидкости оказывается ниже пластового.

Свабирование - это метод понижения уровня жидкости с помощью специального инструмента - сваба, спускаемого в скважину на канате. Сваб, оснащенный уплотнительными элементами, перемещается вверх и захватывает столб жидкости над собой, снижая уровень и создавая депрессию. Этот метод широко применяется при освоении нагнетательных скважин, однако он достаточно длительный и дорогостоящий. При свабировании плохо выносятся с забоя осадки частиц породы и песка. Альтернативой является компрессорный способ (газлифт), при котором сжатый газ или воздух нагнетается в кольцевое пространство между подъемными трубами и обсадной колонной, вытесняя жидкость на поверхность. Этот метод позволяет непрерывно отбирать жидкость при заданной депрессии и значительно быстрее выносит с забоя песок и другие частицы.

Аэрация представляет собой процесс смешения жидкости с пузырьками сжатого газа - к скважине подводят не только жидкостную линию от насоса, но и газовую от компрессора. Жидкость и газ смешиваются в специальном смесителе, и аэрированная жидкость нагнетается в затрубное пространство. При замене скважинной жидкости этой смесью плотность снижается, и давление на забой плавно уменьшается до тех пор, пока оно не станет ниже пластового.

Методы «мгновенной» депрессии позволяют создать резкое снижение забойного давления за короткое время. К ним относятся способ падающей пробки и задавка жидкости глушения в пласт. В первом случае колонна НКТ спускается с пробкой из нефтерастворимого материала, после сбрасывания тяжелого предмета пробка выбивается, и жидкость из скважины резко перетекает в НКТ, создавая быстрый перепад давлений. Во втором случае жидкость глушения залавливается в пласт с помощью компрессора, а после отключения компрессора и стравливания давления газовой подушки давление на забое резко падает, провоцируя приток.

Выбор конкретного метода определяется комплексом горно-геологических условий. Ключевыми критериями являются пластовое давление (нормальное, пониженное или повышенное), проницаемость призабойной зоны (низкая, средняя или высокая), механическая прочность пород коллектора, наличие подошвенной воды или газовой шапки, а также доступные технические средства.

В рамках настоящего исследования были систематизированы методы освоения в зависимости от двух основных критериев - величины пластового давления и проницаемости коллектора. Полученные результаты обобщены в таблице 1, которая позволяет наглядно оценить, какой метод предпочтителен для конкретных условий. Как видно из таблицы, для низкого пластового давления наиболее эффективны методы понижения уровня (свабирование, тартание, компрессорный способ), тогда как для высокого давления достаточно замены промывочной жидкости на более легкую. Низкая проницаемость требует применения методов «мгновенной» депрессии, создающих резкие перепады давления для очистки поровых каналов.

Таблица 1.

Выбор метода освоения скважин в зависимости от горно-геологических условий

Подводя итог, можно сказать, что освоение скважин - это комплексный технологический процесс, выбор метода которого определяется конкретными геолого-физическими условиями продуктивного пласта. Основными способами создания депрессии являются замена промывочной жидкости на более легкую, понижение уровня жидкости различными методами (свабирование, компрессорный способ, аэрация) и методы «мгновенной» депрессии. Каждый из методов имеет свои преимущества и ограничения: замена жидкости проста и надежна при нормальном давлении, свабирование эффективно при низких давлениях, но трудоемко, компрессорный способ быстр и позволяет непрерывно отбирать жидкость. Дальнейшее развитие технологий освоения, вероятно, будет связано с совершенствованием методов «мгновенной» депрессии, применением пенных систем и струйных насосов, а также внедрением автоматизированных систем контроля параметров в процессе вызова притока.