Прогрессивные технологии сооружения скважин

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗМЫВ ПЛАСТА

В слабосцементированных породах, песках, песчано-глинис - тых породах, характеризующихся пластичными свойствами, не происходит гидравлического разрыва пласта. Однако при значи­тельных репрессиях возможен эффект, аналогичный гидравличе­скому разрыву. Обязательное условие обработки пласта, сложен­ного песчано-глинистыми слабосцементированными породами, - наличие разгрузки потока, нагнетаемого в скважину. Функцию разгрузки могут выполнять вспомогательные скважины, карьеры, зоны разломов, реки и т. д.

При нагнетании жидкости в продуктивный пласт наблюдается фильтрация потока в наиболее проницаемых интервалах. При наличии разгрузки фильтрационный поток начинает двигаться сквозь наиболее проницаемые зоны. В процессе фильтрации мелкие частицы выносятся из прифильтровой зоны, формируя в ней проницаемые участки. С увеличением давления нагнетания в скважине в области разгрузки также наблюдается рост давления, что сопровождается повышением динамического уровня.

При создании репрессии на продуктивный пласт возникает перепад давления между обрабатываемой скважиной и областью разгрузки, который приводит к возникновению фильтрации от скважины к области разгрузки. Фильтрационный поток распро­страняется по мощности обрабатываемого интервала неравно­мерно. Поток движется по пути наименьшего сопротивления и поэтому фильтрация наблюдается только через наиболее прони­цаемые зоны, сложенные обычно крупными фракциями. При фильтрации потока (преимущественно по ограниченным пропла - сткам) основная часть пласта не работает, что приводит к высо­ким скоростям движения потока.

Интенсивный фильтрационный поток в ограниченных про - пластках способствует возникновению суффозионных явлений, транспортировке мелких фракций от скважины к области раз­грузки. Наиболее проницаемые участки околоскважинной зоны и пласта промываются и освобождаются от глинистых и мелких фракций, снижающих проницаемость пропластков. При обработ - 96

Ке скважин проницаемые участки пласта становятся еще более проницаемыми. Фильтрационные свойства остальных интервалов остаются приблизительно постоянными.

При обработке пласта под давлением путем нагнетания в него жидкости между скважиной и областью разгрузки формируются высокопроницаемые каналы, заполненные наиболее крупнозер­нистыми окатанными и промытыми частицами. Итак, в слабо- сцементированных породах наблюдается эффект, аналогичный гидроразрыву. Однако как такового разрыва сплошности не про­исходит, а наблюдается размывание каналов и трещин.

Рассмотрим технологию проведения гидроразрыва. После оп­робования и определения интервала залегания продуктивного интервала в скважину устанавливают фильтровую колонну, в нижней части которой имеется башмак с обратным клапаном и противоаварийным переходником. В верхней части фильтровой колонны монтируют циркуляционный переходник, над которым находится пакер. При спуске фильтра и достижении им заданно­го интервала пакер приводят в рабочее положение и колонну устанавливают впотай (рис. 2.1).

Через бурильную колонну и циркуляционный переходник на­гнетают жидкость в зафильтровое пространство для предотвра­щения кольматации. Для гидроразмыва пласта рекомендуется использовать жидкость, аналогичную по свойствам пластовой. Жидкость нагнетают цементировочными агрегатами или буровы­ми насосами. В начальный момент нагнетания наблюдается прес-

97

Сование насоса, после чего вся жидкость начинает поступать в пласт. По мере нагнетания давление постепенно снижается, а расход поглощения растет.

В качестве разгрузки удобно использовать соседние скважи­ны, которые есть на всех объектах. При обработке в соседних разгрузочных скважинах повышается уровень, а иногда наблюда­ется фонтанирование. В зависимости от назначения разгрузоч­ных скважин могут применяться различные схемы укладки вы­несенных частиц. Если разгрузочная система представлена в виде наблюдательных скважин, то целесообразно обеспечить вынос мелких фракций непосредственно внутрь разгрузочных скважин. Для беспрепятственного поступления мелких частиц в наб­людательные скважины необходимо предусмотреть соответст­вующий подбор фильтров, обеспечивающих свободное прохож­дение частиц сквозь отверстия (при интенсивном притоке) и предотвращающих пескование (при режимных наблюдениях). В этом случае фильтры разгрузочных скважин должны работать на арочном эффекте, предусматривающем размер отверстий в не­сколько раз больше среднего размера миграционных частиц.

В процессе нагнетания поток выносит мелкие фракции из наиболее проницаемых интервалов пласта в разгрузочные сква­жины, из которых отложившаяся порода затем удаляется про­стым желонированием.

Если функцию разгрузки выполняют соседние эксплуатаци­онные скважины, то допускать скопление мелких фракций в об­ласти разгрузки опасно. В этом случае необходимо, чтобы части­цы откладывались в области, расположенной в центре между скважиной и разгрузкой. Интервал отложения частиц регулиру­ется изменением расходов нагнетания. Известно, что частицы будут транспортироваться по пласту в случае поддержания опре­деленных скоростей фильтрации. Если скорость потока недоста­точна для транспортировки частицы, то она откладывается. Рас­ход, необходимый для транспортировки частицы гидравлической крупностью со скоростью окр на расстояние R от скважины

W0 = 2окрлгш, (2.5)

Где M - суммарная мощность фильтрующих интервалов.

В процессе гидроразмыва можно прогнозировать эксплуата­ционный дебит скважины по методике, аналогичной гидроразры­ву. По мере удаления из околоскважинной зоны и пласта мелких фракций приемистость скважины увеличивается, пласт начинает принимать все больше нагнетаемой жидкости при меньшей ре­прессии. При достижении удельной приемистости скважины зна - 98 Чений проектного дебита (при эксплуатации) работы по гидро­размыву можно прекратить.

Внедрение технологии гидроразмыва позволяет существенно увеличить производительность скважины за счет создания в пла­сте сети высокопроницаемых трещин. Особенно эффективна эта технология при оборудовании крупных водозаборов и проведе­нии гидроразмыва в каждой скважине. В пласте формируются системы высокопроницаемых каналов, соединяющихся между собой в различных сочетаниях и охватывающих значительную область месторождения. Создание высокопроницаемых каналов аналогично гидравлической сбойке скважин, формированию ис­кусственных горизонтальных дрен.

Применение технологии в южных районах Молдовы при кап­таже подземных вод из пылеватых глинистых пород позволило получить дебиты, превышающие расход бесфильтровых скважин, которые постоянно песковали и были непригодны к эксплуата­ции. После гидроразмыва через циркуляционный переходник при комбинированной циркуляции рекомендуется намыть гравийный фильтр, который обеспечит устойчивость стенок скважины при эксплуатации.