что не относят к этапу заканчивание скважины

Основные технологии заканчивания скважин

После того, как горные пласты в области месторождения исследованы различными методами, при помощи специального оборудования производится заканчивание скважин. Под этим термином понимается совокупность процессов по вскрытию пластов различных пород, закрепление зоны забоя, стимуляция притока и собственно освоение найденных залежей ценных ископаемых. Наряду с освоением производится оценка свойств некоторых пластов. Заканчивание скважин производится несколькими методами: многозабойным способом, обсаживанием или без использования обсадной колонны. Второй метод считается самым распространенным и применяется в большинстве случаев. Технологии могут отличаться для каждого вида и классифицироваться по разновидности оборудования, типу работы и другим критериям.

Технологии заканчивания нефтяных и газовых скважин

Заканчивание скважин может проводиться следующими способами:

Классическое заканчивание

При стандартном заканчивании с поверхности опускается колонна либо труба, ведущая до самого низа или до того пласта, который был определен при геологическом исследовании как перспективная для добычи порода. Обсадная колонна обрабатывается посредством цементирования, что производится прямо на месте.

Технология заканчивания с применением стационарных устройств. В этом случае установка труб и колонн, а также наземного оборудования производится один раз, и все последующие действия по заканчиванию, а также ремонтные работы проводят с применением инструментов небольшого размера внутри НКТ. Так осуществляется перфорирование, повторное цементирование, которое делается для того, чтобы загерметизировать протекающие места в колонне, наполнение гравийным камнем для укрепления колонны и защиты от попадания песка, а также иные действия, которые могут понадобиться при освоении и ремонте. Главным плюсом такой технологии заканчивания считается его сравнительно невысокая стоимость.

Многопластовое освоение. Иногда по длине скважины обнаруживается, что продуктивными свойствами обладает не один, а несколько пластов, и подобный способ применяется для того, чтобы добывать нефть или газ из нескольких насыщенных горизонтов. Такой метод нередко применяют госкомпании, также технологию многопластового заканчивания скважин используют при контроле функциональности коллектора.

Освоение скважин с отсечением песчаных пород

В том случае, если месторождение залегает в рыхлой почве с большим процентом содержания песка, то процедура освоения проходит сложнее, чем при других видах обработки. Попадание песчаных пород способно нарушить работу оборудования и привести к дефектам ствола, а также засорить пласты настолько, что разработка перестает быть выгодной. На низкоскоростном отборе нефтяных залежей выносы песка обычно невелики или вовсе отсутствуют, но при заканчивании производительных месторождений нефтяной поток нередко выводится с большим содержанием засоряющего песка.

Когда область нефтедобычи только начинала развиваться, то песчаные выносы отмечались на фонтанирующих месторождениях, и приходилось принять меры для того, чтобы не произошло накапливания песка. С течением времени нефть стали добывать при помощи насосного оборудования, и это потребовало разработать способы защиты от выносов песка. В настоящее время существует два таких способа:

На первой стадии работы нужно взять образцы песка и выяснить, каковы по размеру его частицы: только при условии точных показателей можно выбрать колонну с нужным размером отверстий, использование которой исключит попадание песка, либо определить размер камней гравия для заполнения. При первом способе заканчивания колонну-хвостовик опускают в скважину и фиксируют, когда она доходит до разрабатываемого пласта. Выполнить такую работу можно как при наличии обсадных труб, так и при их отсутствии.

При втором способе заканчивания производится заполнение скважины гравием; действие также может быть произведено как при наличии колонны, так и при ее отсутствии. Слой имеет толщину, равную 4-6 диаметрам песчаных частиц. При попадании песок создает своеобразную пробку в порах, благодаря чему не может проникнуть к разрабатываемому горизонту.

Отсечение песчаных частиц может быть осуществлено и во время заканчивания скважины, и по его завершении, когда месторождение функционирует. На территории России работы по устранению песчаных засоров при заканчивании чаще всего необходимо проводить в южных регионах и средней полосе, где достаточно часто нефтедобыча проводится на соответствующих типах почвы.

Заканчивание скважины с отсечением воды и газа

Обычно при заканчивании скважин вместе с нефтью стараются получить и другие продукты, но в любом случае до продажи воду отделяют от сырого нефтяного продукта. Установлено, что, чем больше будет содержание воды, которую предстоит выделить, тем меньше нефти остается для последующей продажи. Также необходимо понизить содержание газа либо полностью убрать его, если только скважина не служит для разработки непосредственно газовых запасов. Роль газа в нефтяных месторождениях сводится к подаче потока флюидов при добыче продукта.

В большинстве коллекторных зон над нефтесодержащим пластом находится порода с высоким содержанием газа либо воды, также это может быть слой с примерно одинаковыми пропорциями одного и другого вещества. Заканчивание скважины проводится так, чтобы попадание свободных компонентов в готовый продукт не произошло. При этом важно выбрать нужную глубину опускания колонн в пределах выбранной области.

Многозабойное заканчивание скважины

Под термином многозабойного заканчивания газовых или нефтяных скважин подразумевается комплекс различных действий по освоению месторождений. Такое заканчивание актуально для скважин, которые проделаны с сильным уклоном или сделаны по горизонтальной технологии. Способ подразумевает направленное бурение, которое отклоняется от строгого вертикального погружения, которое применяется в большинстве случаев создания скважин. Ключевой принцип работы при заканчивании заключается в искривлении формируемого ствола, которое делается все больше, пока при входе в продуктивную породу скважина не приобретает горизонтальную форму.

Видео: Заканчивание скважин

Источник

Заканчивание скважин: типы, способы и оборудование

Статья будет посвящена процессу, который начинается сразу же после того, как продуктивные пласты в зоне месторождения исследованы всеми доступными методами. Это заканчивание скважин. В статье мы дадим определение этому процессу, выделим его условия, схему, рассмотрим классификацию типов заканчивания. Подробно остановимся на некоторых способах, разбирая их преимущества и недостатки.

Определение

Вам будет интересно: Теорема Штейнера или теорема параллельных осей для вычисления момента инерции

Условия, влияющие на процесс

Перед тем как определиться с технологией заканчивания скважин, специалисты формируют условия залежи. Они будут влиять на весь проект, строительство скважины.

Вам будет интересно: Анализ занятия воспитателя детского сада: пример, схема

При проектировании заканчивания в первую очередь необходимо обратить внимание на нижеперечисленные факторы:

Описание залежи определяет:

Типы заканчивания

Существует несколько классификаций систем заканчивания скважин. Перечислим самые распространенные из них.

По геологическим характеристикам:

Вам будет интересно: Знаете ли вы значение слова «чело»?

В отдельную категорию можно выделить заканчивание скважин с АВПТ, АВПД, а также мультипластовое заканчивание.

Определение схемы

Схема заканчивания нефтяной скважины обязательно должна быть совместима с условиями залежи, соответствовать сфере ее применения. Важно учитывать при этом требования текущих и капитальных ремонтов, которые будут нужны в будущем. Может появиться необходимость в отсечении некоторых интервалов для проведения работ по интенсификации потока. Или понадобится закончить работу обводненных интервалов.

Выбор той или иной схемы непосредственно влияет на диаметр скважины, радиус ее искривления, интенсивность набора зенитного угла. После определения схемы уже можно завершить конструирование скважины в целом. Но конструкция рассчитывается на то, чтобы обсадить все зоны возникновения осложнений задолго до бурения завершающего участка.

Глубина установки обсадных колонн прежде всего определяется конструкцией скважины. Специалист тут опирается на устойчивость стенок, поровое давление, на требования, что связаны с градиентами гидроразрыва пластов и давления.

Проектный профиль направленной скважины обязательно должен быть совместимым с диаметрами обсадных колонн, глубиной установки башмака такой колонны. В каких-то случаях уже установленные диаметры обсадных колонн, собственно скважины, а также глубина установки башмака могут быть изменены для лучшего приспособления их к требованиям, предъявленным профилем скважины.

С открытым забоем

При этом способе заканчивания скважин эксплуатация ведется без обсадной колонны, устанавливаемой в нефтеносной области. В скважину будет опускаться обсадная колонна, но только до верхней черты продуктивного интервала. Нефть здесь будет поступать на поверхность через НКТ.

Преимущества такой схемы следующие:

Наблюдаются и недостатки:

Особенности схемы с открытым забоем

Дополнительно способ разделяется на следующие подвиды:

Также важно выделить и следующие особенности схемы:

С закрытым забоем

Большинство скважин по всему миру заканчиваются именно забоем закрытого типа. В основном он применим для неоднородных коллекторов, где меняются устойчивые и неустойчивые породы, а также газо- и водоизмещающие пропластки, характеризующиеся разными пластовыми давлениями.

Выделяются следующие преимущества схемы:

Но есть и существенные недостатки:

Схема смешанного типа

Такое заканчивание (забой лишь частично перекрывается колонной) выделяется двумя важными отличительными чертами:

Способы заканчивания

Выделяются следующие способы заканчивания скважин (горизонтальных, вертикальных, наклонных):

Их мы подробнее разберем далее.

Классический способ

При стандартном заканчивании с поверхности в скважину опускается труба или колонна, ведущая или донизу, или до пласта, который при исследовании был определен, как самый продуктивный. Обсадную колонну затем обрабатывают прямо на месте посредством цементирования.

Применение стационарных устройств

Какое оборудование для заканчивания скважин задействовано здесь? Производится установка колонн, труб, наземного оборудования. При этом все остальные работы по заканчиванию, а также ремонт проводят при помощи небольшого размера инструментов уже внутри НКТ.

Многопластовое освоение

В каких-то случаях по длине скважины обнаруживается, что продуктивным является не один, а сразу несколько пластов. Специалисты прибегают к данной технологии, чтобы добывать газ или нефть сразу из комплекса насыщенных горизонтов.

Метод более свойственен для государственных компаний. Также технология применима при необходимости контроля функциональности коллектора.

Освоение с отсечением песчаника

Если месторождение находится в рыхлой почве с высоким содержанием песка, то процедура его освоения несколько сложнее, чем в иных случаях. Ведь попадание песка способно повредить оборудование, засорить пласты до такой степени, что разработка перестает быть выгодной.

Ситуации помогает использование насосного оборудования. Это два главных способа:

Освоение с отсечением газа и воды

При заканчивании скважин вместе с нефтью получают и иные продукты. Во всех случаях при этом уже до продажи стараются отделить воду и нефть. Содержание газа также понижается или полностью удаляется.

Заканчивание скважины тут производится так, чтобы свободные компоненты не попали в готовый продукт. Для этого необходимо верно выбрать глубину опускания колонны в пределах заданной области.

Мы разобрали основные схемы и типы заканчивания скважин. Чтобы разработка не стала убыточной, важно верно определить такой способ заканчивания для конкретного случая.

Источник

Блог «Альянс ПРО»

О переводах, обучении переводчиков и копирайтинге

Заканчивание скважины (адаптировано)

ЗАКАНЧИВАНИЕ СКВАЖИНЫ [ COMPLETING THE WELL ]

Этот метод подразделяется на:

Далее мы рассмотрим различные варианты заканчивания скважин, методы их осуществления и достоинства.

Обычное заканчивание скважины с перфорируемой обсадной колонной.

Данный метод заключается в спуске обсадной колонны или трубы с поверхности до низа скважины или до подошвы фрагмента породы [ bottom of the rock interval ], который был определен как коммерчески продуктивный. Затем обсадную колонну цементируют непосредственно на месте. Такую колонну труб часто называют эксплуатационной обсадной колонной [ oil string ], так как через нее осуществляется добыча нефти. Колонну закрепляют [ to secure ], закачивая вниз цемент внутри колонны, за цементом следует пробка [ plug ], которую вытесняют [ to displace ] водой (рис.7.1).

Цемент при этом опускается в нижнюю часть обсадной колонны. Затем он возвращается вверх и распространяется вокруг внешней части обсадной колонны — в пространстве, которое называется кольцевой зазор. За цементом следует скребковая пробка [ wiper plug ]. Она плотно укладывается [ to fit snugly ] в обсадной колонне, поэтому при вытеснении пробки водой цемент соскребается [ to wipe ] со стенок трубы. Пробка задерживается в нижней части обсадной колонны башмаком [ shoe ] либо ограничителем [ restriction ]. Башмак удерживает цемент от распространения вверх во внешнем кольцевом пространстве [outer annulus]. Когда цемент затвердевает [ to harden ], труба оказывается зафиксированной. Одной из функций цемента является изоляция [ to seal off ] водоносных пород [ water-bearing rocks ], находящихся выше или ниже продуктивного пласта. Прочность цемента контролируют и после затвердевания до требуемого состояния проверяют герметизацию. Время затвердевания цемента до заданных показателей зависит от состава цементной смеси, а также от температуры и давления в нижней части скважины [ bottom-hole temperature and pressure ]. Для контроля цементирования записывают диаграмму качества связи цемента [ a cement bond log (CBL) ] по его слою [ across the interval of cement ].
Положение верха цементной колонны можно оценить на основании размера пробуренной скважины и внешнего диаметра обсадной колонны. Некоторые скважины, особенно неглубокие, могут быть зацементированы по всей высоте от низа обсадной колонны до поверхности. Принципиально важным аспектом при заканчивании скважины с перфорированной обсадной колонной является процесс перфорации. Перфорация — проделывание отверстий на трубе и в цементе — производится для обеспечения контакта (сообщения) между стволом скважины и окружающим скважину пластом породы. Для выполнения данной операции чаще всего применяют два типа скважинных перфораторов [ perforating guns ].

Пулевой перфоратор [ bullet perforating tool ] — это многоствольное [ multibarrel ] «огнестрельное оружие», сконструированное для внесения в скважину. Перфоратор располагают [ to position ] на заданной глубине и приводят в действие электрическим выключателем [ to fire electrically ] с пульта управления на поверхности [ surface controls ]. Перфорация, т.е. проникновение сквозь трубу, цемент и пласт горной породы, осуществляется на большой скорости снарядами или пулями [ high-velocity projectiles or bullets ]. В зависимости от потребностей компании-разработчика [ operator’s requirements ] за один раз может выстреливаться либо только одна пуля, либо несколько.

Другой распространенный тип скважинного перфоратора представляет собой кумулятивный (беспулевой) перфоратор, который часто называют «реактивное ружье» [ shaped-charge perforator or jet gun ] (рис. 7.2).

По этому методу проникновение сквозь обсадную колонну происходит с помощью газового заряда [ high-velocity charge of gas ], возникающего в результате сгорания химического топлива в сопле [ combustion of chemical fuel inside a nozzle ] и выстреливающего с большой скоростью (почти 10 000 м/с). Такой заряд создает давление на мишень около 280 000 кг/кв. см [ pounds per square inch (psi) ]. Инструменты данного типа подразделяются, кроме того, на перфораторы одноразового и многоразового использования [ expendable and retrievable guns ].

Многоразовый перфоратор состоит из цилиндрического стального корпуса [ cylindrical steel carrier ], который напоминает фрагмент трубы, при этом заряды располагают по периметру корпуса [ to face the perimeter ].
Одноразовые перфораторы изготавливают из материалов, которые распадаются [ to disintegrate ] после выстрела на мелкие фрагменты.
Корпус перфоратора [ carrier ] обычно стальной, но оболочка заряда может быть алюминиевой, пластмассовой или керамической. Корпус перфоратора одноразового использования извлекают из скважины после выстреливания газового заряда. При пробивании пластов плотных пород [ dense rock formations ] и при наличии нескольких обсадных колонн предпочтительны кумулятивные перфораторы по сравнению с пулевыми. Для более мягких пород пулевые перфораторы не уступают беспулевым или даже превосходят их. Для операции перфорирования в скважине важное значение имеет правильное измерение глубины [ depth measurements ]. Точное размещение перфораторов достигается использованием муфтового локатора [ collar or joint locator ] совместно с радиоактивным каротажем [ radioactivity logs ]. Интервал для перфорирования выбирается на основании диаграммы радиоактивного каротажа, при этом измерения проводят по отношению к муфтам обсадной колонны, которые обнаруживают с помощью прикрепленного к перфоратору детектора. Более благоприятной для перфорирования является ситуация, когда давление в стволе скважины ниже чем в пласте горной породы. В таком случае буровой мастер [ driller ] имеет возможность сразу удалить обломки породы [ debris ], которые образуются при перфорировании и, оставаясь на месте, могут ограничить проницаемость [ permeability ].

Свабирование [ swabbing ]

Заканчивание скважины со стационарным оборудованием [ permanent well completions ]

При заканчивании скважины со стационарным оборудованием монтаж системы труб и оборудования устья скважины [ wellhead ] проводится для данной скважины только единожды. Все операции по заканчиванию и ремонту осуществляются [ remedial operations ] с помощью специальных инструментов малого размера внутри насосно-компрессорных труб. Перфорирование, свабирование, вторичное цементирование [ squeeze cementing ] (герметизация протечек в обсадной колонне), заполнение гравием [ gravel packing ] (ствол скважины заполняется гравием для предотвращения обрушения стенок и поступления песка [ encroaching sand ]) и другие операции по заканчиванию и ремонту должны проводиться через насосно-компрессорные трубы. Преимуществом данного метода является его экономическая выгода. Рассмотрим это на примере вторичного цементирования. В этом случае секцию трубы помещают в скважину с помощью проволочного каната и опускают внутри насосно-компрессорной колонны до ее нижней части [ bottom of the tubing ]. После проведения вторичного цементирования обедненных участков [ depleted zone ] избыток цемента выводится из [ to circulate out ] скважины за счет циркуляции. Секция трубы [ tubing extension ] удаляется, после чего можно проводить такие операции, как, например, перфорирование на новом участке выше по стволу [ uphole ] скважины, используя специальный скважинный перфоратор для работ в колонне насосно-компрессорных труб [ through-tubing perforating tool ]. При обычном повторном заканчивании [ conventional recompletion ] в скважину подают буровой раствор до тех пор, пока давление не понизится, затем насосно-компрессорные трубы вынимают и снова опускают в скважину с цементировочным пакером [ cement retainer tool ], далее их снова нужно удалить и внести перфоратор, после чего провести перфорацию обсадной колонны и, наконец, следует в последний раз смонтировать насосно-компрессорную колонну для добычи нефти. При заканчивании скважины со стационарным оборудованием все эти дорогостоящие операции не нужны. Однако при стационарном заканчивании применяются менее эффективные инструменты малого размера, которые чаще выходят из строя [ to failure ], чем инструменты нормального размера, используемые при обычном заканчивании.

Многопластовое заканчивание скважины [ multiple-zone completions ]

В некоторых случаях внутри одной скважины обнаруживается несколько продуктивных горизонтов.
Многопластовое заканчивание скважины позволяет одновременно проводить добычу [ simultaneous production ] из двух или более горизонтов [ productive intervals ]. Часто это является результатом деятельности органов государственного регулирования [ regulatory agencies ], которые раздельно проводят классификацию нефти. Кроме того, это может быть необходимо для регулирования работы коллектора [ reservoir control ] — пласт с высоким давлением и пласт с низким давлением [ high-pressure formation and a low-pressure formation ]. Наиболее распространенным является заканчивание в двух горизонтах [ two-zone or dual completions ] (рис. 7.3).

Заканчивание в трех и более горизонтах [ triple- and quadruple-zone completions ] проводится значительно реже. Легко обнаружить один недостаток этого метода: чем больше операций по заканчиванию, тем более сложным (и дорогостоящим) оказываются скважинное оборудование и инструменты [ downhole equipment and tools ], необходимые для достижения и поддерживания отдельных пластов [ maintain zonal segregation ]. Проблемы усугубляются, если один или более горизонтов требуют механизированной добычи [ artificial lift ] (насосы и т.д.). Многопластовое заканчивание скважин в нефтяной промышленности было вынужденной мерой. Экономия за счет отсутствия необходимости бурить отдельную скважину для каждого продуктивного горизонта, как правило, сводится к нулю в результате возникающих дополнительных проблем, связанных с добычей нефти иремонтными работами. Экономия на начальном этапе не всегда приносит прибыль. В целом выбор метода определяется общей экономической эффективностью данного варианта по сравнению с вариантом отдельной скважины для каждого пласта.
Многопластовое заканчивание может оказаться более выгодным по сравнению с бурением отдельных скважин в результате принятых арендных обязательств [ lease obligations ]. Применение данного метода может, кроме того, ускорить разработку месторождения. Иногда в период нехватки материалов стоимость стальных труб резко возрастает. В результате дальнейшего технического прогресса этот метод заканчивания станет, по-видимому, более распространенным.

Заканчивание с отсеканием песка [ sand-exclusion completions ]

Принцип, лежащий в основе обоих методов, — отверстия, через которые будут проходить флюиды, должны иметь соответствующий размер.В этом случае песок образует пробку [ bridge ] и не попадает в скважину.
Первой стадией является получение образца песчаного пласта и определение размера его частиц [ grain size ]. Это помогает правильно выбрать размер щелей или перфорации [ slots or screens ] и размер гранул инертного материала-заполнителя [ size of the aggregate or sand grains ]. На основании этих данных после монтажа хвостовик с щелевидными отверстиями или с перфорацией помещают в скважину посредством системы трубок и с помощью пакера закрепляют подвески на уровне продуктивного горизонта.
Это можно проделать как в обсаженной [ cased hole ], так и в открытой (необсаженной) скважине [ open hole ]. Известны разные способы заполнения гравием, они также используются как при наличии перфорированной обсадной колонны, так и без нее. В этом случае щели и отверстия обсадной колонны-хвостовика служат только для предотвращения попадания [ to exclude ] гравия. Таким образом, размер щелей может быть больше, чем в предыдущем варианте, и обычно он лишь немного меньше, чем размер частиц заполнителя. Толщина слоя заполнителя, как правило, составляет 4—5 диаметров частиц. Как отмечалось выше, песок из пласта образует пробку в порах [ pores ] гравийного фильтра, а гравий не может пройти в скважину из-за наличия хвостовика. Работы по отсеканию песка могут проводиться и в процессе заканчивания скважины, и после него при функционировании скважины. Во многих районах мира песок не является принципиальной проблемой. Однаков Калифорнии и на побережье Мексиканского залива эти трудности возникают почти ежедневно и их решение является повседневной работой.

Заканчивание с отсеканием воды или газа [ water and gas-exclusion completions ]

Заканчивание скважины без обсаживания [ open-hole completions ]

Заканчивание скважины без спуска обсадной колонны [ barefoot ] означает ситуацию, когда эксплуатационная колонна устанавливается непосредственно над продуктивным горизонтом, который остается свободным, т.е. необсаженным(рис. 7.5).

Многозабойное заканчивание скважины [ drainhole completions ]

Многозабойное заканчивание — широкое понятие, относящееся к целому ряду технологий заканчивания скважин. В целом оно применимо к скважинам, пробуренным и законченным в некоторой горизонтальной или близкой к горизонтальной конфигурации [ near-horizontal situation ].
Данная технология предполагает использование какого-либо вида направленного бурения [ directional drilling ], т.е. бурения в направлении, отклоняющемся на некоторый угол от направления вертикально вниз (рис. 7.6).

Основным принципом, лежащим в основе технологий многозабойного заканчивания скважины, является отклонение [ to deviate ] скважины от вертикали (искривление), которое увеличивается, пока на входе в продуктивный пласт скважина не становится почти горизонтальной. Другие варианты многозабойного заканчивания предусматривают бурение одного или нескольких поперечных ответвлений [ lateral offshoots ] от основного ствола скважины. Скважины с такими ответвлениями, или боковыми стволами [ auxiliary wellbores ], называются разветвленными скважинами [ drainholes ]. В таком случае основная скважина может иметь диаметр до 2,5 м. Бурение дополнительных стволов проводится рабочими со дна основного ствола, что аналогично работе шахтеров. Следует анализировать соотношение дополнительных затрат на бурение и заканчивание боковых стволов и ожидаемой дополнительной продуктивности. С постоянным развитием техники и снижением себестоимости работ применение таких методов получит более широкое распространение. При этом метод многозабойного заканчивания должен выдерживать конкуренцию с обычными методами интенсификации притока [ normal stimulation techniques ], которые широко используются и также позволяют достигать увеличения продуктивности.

Источник