Условия пескопроявлений и образования песчаных пробок в скважинах. При разработке продуктивных пластов, сложенных рыхлыми песчаниками, в ПЗП может образовываться зона подвижного песка (пластическая область). В этом случае в первые месяцы эксплуатации скважины наблюдается интенсивное неконтролируемое пескопроявление, связанное с вымыванием песка и образованием каверны у кровли пласта, либо у неразрушенного (более прочного) пропластка при неоднородном пласте.
На образование и характер пластической области влияют: • перераспределение около горной выработки ранее существовавших напряжений, вызванное бурением; • действие бурового раствора на цементирующий материал, скрепляющий зерна песка; • ударные нагрузки на призабойную зону при кумулятивной перфорации; • темпы отбора пластового флюида, и др.
Вынос песка обычно увеличивается: • с ростом отбора продукции, • при увеличении водонефтяного фактора, • истощении эксплуатируемого пласта Установлено, что вынос песка уменьшается с ростом давления обжима; при достижении давления обжима 0, 3 МПа вынос песка стабилизируется и стремится к постоянной величине; песок, имеющий глинистый цемент, может быть подвержен упрочнению. Применение теплового воздействия на призабойную зону скважин при добыче высоковязких нефтей с одной стороны, снижая вязкость, увеличивает приток нефти к скважине и ее дебит, а с другой стороны, снижение вязкости под действием тепла приводит к выпадению песка в стволе скважины, образованию песчаной пробки, перекрывающей частично или полностью интервал перфорации пласта, и снижению дебита или прекращению подачи.
Анализ представлений о механизме образования глинисто-песчанных пробок на месторождениях Западной Сибири • Литологическая характеристика пород, слагающих коллектор; • Интенсивность обводнения слабосцементированных продуктивных пластов; • Режим отбора газа; • Активность процессов гидрообразования; • Тип бурового раствора, применяемого для первичного вскрытия продуктивного пласта, а также последующего капитального ремонта скважин.
На Уренгойском и Медвежьем месторождении проводились исследования выноса мехпримесей, с помощью устьевых породоуловителей, было установлено, что вынос песка в количестве от 1 до 5 г/сут на 504 скважинах (из 881). Это приводит к выходу из строя и необходимости замене задвижек и отводов на линиях сброса воды, а также к изменениям в технологическом режиме работы газовых эксплуатационных скважинах. На основе исследований следует, что всякое отклонение от технологического режима работы скважины приводит к росту выноса мехпримесей.
Помимо отклонения от технологического режима важной причиной пескопроявления является то, что большинство продуктивных пластов месторождений Западной Сибири слагаются неоднородными породами с чередованием более и менее проницаемых пропластков, которые в свою очередь подвержены обводнению (прорыва подошвенных вод по высокопроницаемым пропласткам). В результате в призабойной зоне пласта образуются каверны, а в стволе скважины – песчанные пробки.
Влияние режима фильтрации флюида в околоскважинной зоне наобразование глино-песчаных пробок (ГПП) При установившемся режиме фильтрации вокруг пор пласта формируется арочная структура, силы сцепления между частицами которой и перепад давления компенсируют друга, при изменении режима изменяется расхода флюида, перепад давления на арке, что приводит к ее переформированию. Переформирование происходит после полного обрушения арки, и выноса разрушеной породы из скважины и как следствие образование песчанных пробок. При ламинарном режиме фильтрации возможно формирование устойчивых арочных структур, но во время остановки скважины или интенсификации откачки газа наблюдается пульсация давления на арочной структуре, гидравлический удар и режим фильтрации дестабилизируется. При турбулентном режиме фильтрации арочные структуры под воздействием пульсирующих скоростей и давлений на контуре разрушаются, что приводит к пескопроявлению.
Геологический фактор Геологическим фактором, обуславливающим пескование скважин, в большей степени сопутствуют технологические факторы на стадии бурения и освоения скважин. Применяемые при освоении и обработке пластов кислотные и другие химически активные к породам и пропласткам глин растворы приводят к развитию в пласте ионообменных процессов, процессов массопереноса, которые способствуют растворению и разрушению природного цементирующего материала, скрепляющего между собой отдельные зерна песка, изменению пористости. Известно, что от влагонасыщенности пористой среды с цементирующим глинистым материалом в значительной степени зависят прочностные свойства этой среды (породы)
Способы предупреждения образования и удаления забойных пробок из газовых и газоконденсатных скважин Одним из способов сохранения устойчивости ПЗП и предупреждения образования глинисто-песчаных пробок является применение технологических жидкостей, обладающих способностью пременного блокирования продуктивного пласта. Анализ патентной и научно-технической литерату ры показывает, что большинство зарубежных и отечественных фирм использовали для этой цели практически все буровые растворы.
Особенности горно-геологических условий продуктивных коллекторов газовых и газоконденсатных месторождений Западной Сибири, интенсивность их эксплуатации обуславливают высокий темп перемещения газоводяного конденсата, дифференцированное внедрение контурных и подошвенных вод в газовую часть продуктивного пласта, что способствует активному гидратообразованию. Внедрение вод в газовую часть коллектора, процессы гидратообразования являются основными причинами разрушения слабоцементированных пород коллектора, образования ГПП и гидратных пробок в эксплуатационных скважинах, резкого снижения дебита.
Направления на предупреждение образования забойных пробок: • Создание новых составов спецжидкостей для промывки ГПП; • Разработка эффективной технологии промывки ГПП, в том числе для горизонтальных скважин; • Создание технологических жидкостей, обладающих способностью временного блокирования продуктивного пласта, с целью сохранения его устойчивости и предупреждения образования глинисто-песчаных пробок (ГПП).
Требования к технологии и специальным жидкостям для удаления ГПП: • Возможность промывки ГПП в широком диапозоне изменения коэффициента анамальности пластовых давлений 0, 5<Ка>1, 5; • Возможность промывки ГПП как с применением установки гибких труб, так и при спуске обычных НКТ; • Предотвращение поглощений специальных жидкостей продуктивным пластом в процессе удаления ГПП. Специальные жидкости для промывки ГПП должны обладать высокой выносной способностью, низкой фильтруемостью в пласт, быть технологичными в приготовлении и регенерации, пожаробезопаными и обладать сравнительно невысокой стоимостью.
Рабочие жидкости и технологии промывки глинисто-песчаных пробок в условиях АНПД Промывка ГПП осуществляется как с предварительным глушением скважины, так и способом, исключающим необходимость глушения скважины. Удаление пробки без предварительного глушения скважины позволяет существенно сократить время и средства на проведения этой операции. В последние годы в мировой практике широко применяются силикатсодержащие материалы. Механизм селективного воздействия водорастворимых силикатов обусловлен их способностью к гелеобразованию в присутствии ионов поливалентных металлов, содержащихся в пластовых водах.
Использование водорастворимых высокомодульных силикатов основан, на использовании свойств кремнеземной состовляющей, в том время как катионы могут быть заменены один другим или выведены в конечном продукте из системы, что происходит во многих случаях применения силикатов четвертичного аммония. Преимущества высокомодульных силикатов перед гидрогелями, получаемыми из жидкого стекла: • Высокая(до 250 0 С) температурная устойчивость гидрогелей высокомодульных силикатов; • Повышенная прочность гелей к сдвиговым и сжимающим нагрузкам; • Возможность образовывать гели с заданной прочностью в период от нескольких минут до нескольких месяцев в интервале р. Н – 2 -10
Высокомодульные водные силикатные системы Относятся водные силикатные системы с силикатным модулем примерно выше 4. Силикатный модуль – мольное отношение двуокиси кремния к оксиду щелочного металла. Высокомодульные щелочные силикатные системы условно можно разделить на: • Золи – системы с силикатным модулем выше 25 (коллоидные растворы с частицами кремнезема определенных размеров, стабилизированные щелочи); • Полисиликатные растворы с модулем от 4 до 25 и являются переходной группой от истинных растворов к колоидным.
Полисиликаты Полисиликатный раствор можно рассматривать как равновесную смесь силикат-ионов и отрицательно заряженных частиц коллоидного кремнезема черезвучайно малых размеров, что последние может такде быть квалифиссированы как полианионы. Силикатные растворы приготавливались растворением силикатных стекол, имевших соотношение Si. O 2: Na. O 2 (модуль) меньше, чем 4: 1. Однако в последнее время удалось получить стабильные растворы полисиликата натрия путем пептизации частиц золя в разбавленном растворе силиката натрия при нагреве. Полученный продукт получил коммерческое название «Силином ВН-М» Прочность гелей, полученных из полисиликатов выведением р. Н в область, близкую к нейтральному значению, на 15 -25% ниже, чем прочность гелей из коллоидного кремнезема при тех же концентрациях двуокиси кремния.
Золи Это дисперсные системы с низкой вязкостью и клейкостью, представляющие собой насыщенный раствор при том или ином р. Н кремнезема. Аморфный кремнезем растворяется в воде при 25 0 С в количестве 0, 0070 – 0, 0150%. Основным способом производства – полимерилизация мономерного кремнезема, который получают пропускаяраствор силиката через слой катиона в Н+ форме.
Стабилизация золей производится добавлением щелочи или амиака с целью создания отрицательного заряда препятствующего агрегации частиц. Чем выше дисперснотсть, тем более щелочная среда требуется для стабилизации коллоидной системы. Химические свайства кремнезема в золе принципиально не отличаются от его свойств в аморфном или кристалическом состоянии, но характеризуются большей реакционной способностью как из-за большей поверхности реакции, так и в связи с высокой аморфностью кремнезема в дисперсной фазе. Различные виды агрегации частиц могут происходить по разным причинам: под влиянием вносимых в систему реагентов, при возрастании концентрации кремнезоля, самопроизвольно при заданных условиях. Важнейшим из них являются процессы золь-гель перехода или гелеобразования.
Гелеобразование Факторы влияющие на процесс гелеобразования: • • Величина р. Н; Концентрация Si. O 2 и размеры частиц; Электролиты и органические жидкости Температура. Увеличение температуры приводит к возрастанию броуновского движения коллоидных частиц, коэффициента активности электорлитов, уменьшению энергии активации образования солоксановых связей, что приводит к ускорению образования каркасной сетки гели и потери подвижности системы.
Скачать презентацию Условия пескопроявлений и образования песчаных пробок в скважинах
23_пескопроявления условия и борьба-4.ppt