В процессе работы с нефтяными скважинами, которые проходят через слабоcцементированные песчаные пласты, возникают определенные проблемы, связанные с разрушением части пласта возле самой скважины.
При наличии песчаных грунтов с высоким содержанием песка возможно попадание песчаных частиц в зону призабойного пространства. Это может привести к разрушению пластов, образованию пробок и обвалам внутри скважины, что значительно затрудняет добычу нефти и газа. Поэтому необходимо активно противодействовать проявлениям песчаных частиц.
Эти проблемы часто возникают на истощенных месторождениях, становясь причиной многочисленных ремонтов скважин и вывода их из эксплуатации.
Песчаные пробки и эрозия под- и надземного оборудования являются типичными последствиями таких проявлений, что влечет за собой значительные затраты.
При наличии песчаных грунтов с высоким содержанием песка возможно попадание песчаных частиц в зону призабойного пространства. Это может привести к разрушению пластов, образованию пробок и обвалам внутри скважины, что значительно затрудняет добычу нефти и газа. Поэтому необходимо активно противодействовать проявлениям песчаных частиц.
Эти проблемы часто возникают на истощенных месторождениях, становясь причиной многочисленных ремонтов скважин и вывода их из эксплуатации.
Песчаные пробки и эрозия под- и надземного оборудования являются типичными последствиями таких проявлений, что влечет за собой значительные затраты.
Песчаные проявления могут иметь различные причины, включая геологические, технологические и технические факторы.
Все эти аспекты необходимо учитывать при планировании и эксплуатации нефтяных скважин, чтобы минимизировать риски и обеспечить эффективную работу.
- Среди геологических причин можно выделить глубину залегания пласта, его давление, состав горного давления, степень цементирования пласта и его проницаемость, а также характеристики песчаных отложений.
- Технологические причины могут включать в себя дебит скважины, изменение давления на пласт, ухудшение проницаемости, фильтрационные нагрузки и проблемы с капиллярным сцеплением песка.
- Технические факторы могут быть связаны с конструкцией забоя и его поверхности, через которую происходит фильтрация. Это может включать в себя параметры такие как интервал вскрытия пласта и состояние перфорационных каналов.
Все эти аспекты необходимо учитывать при планировании и эксплуатации нефтяных скважин, чтобы минимизировать риски и обеспечить эффективную работу.
Методы борьбы с пескопроявлениями в нефтегазовых скважинах
Борьба с пескопроявлениями в нефтегазовых скважинах является важной задачей для отрасли. С развитием термических методов повышения нефтеотдачи стала особенно актуальной.
Вынос песка из пласта снижает эффективность применения термических методов. Существует несколько методов борьбы с этим явлением:
Вынос песка из пласта снижает эффективность применения термических методов. Существует несколько методов борьбы с этим явлением:
- Усовершенствование эксплуатационных условий скважин, чтобы предотвратить подъем песка с жидкостью.
- Создание технологий и оборудования для задержания песка в затрубном пространстве.
Методы первой группы применяются с осторожностью из-за риска повреждения оборудования и структуры пласта. Более перспективными являются методы второй группы, включающие:
- Закачку цементных смесей в затрубное пространство для задержания песка.
- Применение фильтров на забое.
- Нагнетание песка с крупной фракцией зерен и гравия.
- Использование синтетических смол.
Эти современные методы позволяют сохранить целостность скважин даже при работе в условиях высокой подвижности грунтов. Они позволяют разрабатывать месторождения в различных климатических условиях.
Для более простого решения проблемы может применяться ограничение отбора жидкости из скважины, но это может снизить дебит нефти.
Для более простого решения проблемы может применяться ограничение отбора жидкости из скважины, но это может снизить дебит нефти.
Среди механических методов, противопесочные фильтры считаются наиболее простыми и эффективными. Они могут быть проволочными, сетчатыми, гравийными или гравитационными. Важными параметрами таких фильтров являются размер и форма фильтрующих отверстий, которые определяются фракционным составом песка.
Противопесочные фильтры должны быть механически прочными, устойчивыми к коррозии и обеспечивать надежную гидродинамическую связь с пластом. Также они должны быть легко поддерживаемыми и чистыми без необходимости извлечения из скважины.
Противопесочные фильтры подразделяются на:
Основными параметрами фильтра, определяющими размер выносимых частиц, являются, при прочих равных условиях, размер и форма фильтрационных отверстий, и геометрия элементов фильтрующей оболочки. Размеры проходных отверстий зависят от фракционного состава песка и формы отверстий.
Противопесочные фильтры подразделяются на:
- Проволочные
- Сетчатые
- Гравийные
- Гравитационные
Основными параметрами фильтра, определяющими размер выносимых частиц, являются, при прочих равных условиях, размер и форма фильтрационных отверстий, и геометрия элементов фильтрующей оболочки. Размеры проходных отверстий зависят от фракционного состава песка и формы отверстий.
Проволочные фильтры
Проволочный фильтр представляет собой специальную проволоку с особым профилем, намотанную на каркас. Такой вариант предпочтительнее дырчатых и щелевых фильтров с сеткой, поскольку толщина проволоки намного больше, что обеспечивает более длительный срок службы. Качественный фильтр должен быть прихвачен сваркой во всех точках касания с каркасом. Его пропускная способность напрямую зависит от формы сечения и шага проволоки.
Проволочные фильтры меньше подвержены коррозии и эрозии (за счет использования проволоки из нержавеющей стали), обладают более высокой пропускной способностью по сравнению с щелевыми. Однако при применении тепловых методов повышения нефтеотдачи эти фильтры также не всегда обеспечивают надежную защиту от поступления песка в скважину. Основными недостатками проволочных фильтров является то, что при их использовании без гравийной набивки мелкие частицы глины и песка поступают из пласта в скважину, образуя между фильтром и обсадной колонной уплотненный слой песка с низкой проницаемостью. Фильтры с ракушечной набивкой более эффективны, но также не всегда отвечают поставленной цели из-за прочности и качества ракушечника, а также отсутствия фиксации каждого витка, что может привести к срыву всей намотки при механическом повреждении.
Фильтры с ракушечной набивкой более эффективны, но также не всегда отвечают поставленной цели, поскольку прочность и качество ракушечника, закачиваемого в прискважинную часть пласта, довольно низкие. Кроме того, примененные на промыслах проволочные фильтры не имели фиксации каждого витка, в результате чего при механическом повреждении одного из витков происходит срыв всей намотки.
Проволочные фильтры меньше подвержены коррозии и эрозии (за счет использования проволоки из нержавеющей стали), обладают более высокой пропускной способностью по сравнению с щелевыми. Однако при применении тепловых методов повышения нефтеотдачи эти фильтры также не всегда обеспечивают надежную защиту от поступления песка в скважину. Основными недостатками проволочных фильтров является то, что при их использовании без гравийной набивки мелкие частицы глины и песка поступают из пласта в скважину, образуя между фильтром и обсадной колонной уплотненный слой песка с низкой проницаемостью. Фильтры с ракушечной набивкой более эффективны, но также не всегда отвечают поставленной цели из-за прочности и качества ракушечника, а также отсутствия фиксации каждого витка, что может привести к срыву всей намотки при механическом повреждении.
Фильтры с ракушечной набивкой более эффективны, но также не всегда отвечают поставленной цели, поскольку прочность и качество ракушечника, закачиваемого в прискважинную часть пласта, довольно низкие. Кроме того, примененные на промыслах проволочные фильтры не имели фиксации каждого витка, в результате чего при механическом повреждении одного из витков происходит срыв всей намотки.
Достоинства проволочных фильтров для скважин
Надежная и эффективная конструкция изготовлена из однородного металла, что обеспечивает долгий срок службы. Использование нержавеющей стали увеличивает стойкость к коррозии.
Недостатки проволочных фильтров для скважин
Сложность очистки фильтрующих элементов от скапливающихся на их поверхности загрязнений, часто вызванных мелкими частицами при добыче.
Сетчатые фильтры
Сетчатый фильтр состоит из дырчатой трубы-каркаса, обмотанной проволокой диаметром 2−5 мм с шагом в 10−25 мм. Сетки для скважинных фильтров классифицируются по своей конфигурации. Их можно использовать в различных типах грунтов.
Достоинства сетчатого фильтра для скважин
Сетчатый фильтр изготовить значительно проще и потому они значительно дешевле. Качественное изделие из нержавеющей стали, и хорошая отсыпка фильтра служит в течение 30−50 лет.
Их можно легко спускать на нужную глубину и изготавливать на месте без специальной квалификации. Локальный разрыв сетки не столь опасен для скважины, ее легко извлекать из ствола для ремонта.
Недостатки сетчатого фильтра для скважин
Сетчатые фильтры изготавливаются из дорогих металлов и обладают высокой сопротивляемостью, что может негативно сказаться на дебите. Металлическая сетка может быть деформирована при монтаже, что затрудняет процесс фильтрации.
Достоинства сетчатого фильтра для скважин
Сетчатый фильтр изготовить значительно проще и потому они значительно дешевле. Качественное изделие из нержавеющей стали, и хорошая отсыпка фильтра служит в течение 30−50 лет.
Их можно легко спускать на нужную глубину и изготавливать на месте без специальной квалификации. Локальный разрыв сетки не столь опасен для скважины, ее легко извлекать из ствола для ремонта.
Недостатки сетчатого фильтра для скважин
Сетчатые фильтры изготавливаются из дорогих металлов и обладают высокой сопротивляемостью, что может негативно сказаться на дебите. Металлическая сетка может быть деформирована при монтаже, что затрудняет процесс фильтрации.
Гравитационные фильтры
Гравитационные фильтры представляют собой конструкции с различными размерами проходных отверстий, основанные на принципе использования гравитации для фильтрации пород в зоне проходных отверстий. В таких фильтрах породы располагаются под углом, что не препятствует проникновению воды внутрь фильтра. Эти фильтры эффективно применяются в песчаных почвах с размером частиц до 0,25 мм.
Достоинства гравитационных фильтров для скважины
Недостатки гравитационных фильтров для скважины
Сложность в подборе одноразмерного гравия и доставке гравия двойной обсыпки в фильтровую зону на глубину более 100 метров.
Достоинства гравитационных фильтров для скважины
- Качественная очистка воды.
- Возможность доставки гравийного материала в фильтровую зону по межтрубному пространству.
- Устройство гравийной прослойки прямо в скважине.
- Дополнительная опора для удержания стенок ствола от обрушения.
Недостатки гравитационных фильтров для скважины
Сложность в подборе одноразмерного гравия и доставке гравия двойной обсыпки в фильтровую зону на глубину более 100 метров.
Гравийные фильтр (гравийная набивка)
Гравийные фильтры, также известные как гравийная набивка, представляют собой один из наиболее эффективных механических методов предотвращения пескопроявлений в скважинах. Этот метод основан на использовании крупнозернистого кварцевого песка, который располагается в интервале между продуктивным пластом и флюидом.
Преимущества гравийных фильтров для скважин:
Однако этот метод обладает некоторыми недостатками. Сложность в подборе одноразмерного гравия и доставке его на глубину более 100 метров является основной проблемой. Кроме того, с течением времени наблюдается проседание гравия из-за переуплотнения набивки, что приводит к возможному выносу песка в скважину.
Вместе с тем, на промыслах продолжают тестироваться и другие методы предотвращения выноса песка, такие как применение химических реагентов и смол. Однако их эффективность остается невысокой. За период с 1959 по 2020 год было зарегистрировано более 500 заявок на различные материалы и конструкции, однако лишь небольшая часть из них получила широкое применение.
Преимущества гравийных фильтров для скважин:
- Низкий градиент гидравлического сопротивления: Это обеспечивает меньшую интенсивность кольматационных процессов.
- Простота конструкции и равномерность свойств: Гравийные фильтры обладают равномерной проницаемостью и свойствами по всей длине и толщине фильтра.
- Высокая проницаемость гравия: В сравнении с песком продуктивного пласта гравий обеспечивает более высокую проницаемость.
- Неограниченная поверхность фильтрации: Гравийная набивка позволяет создать любую форму заполнения каверны.
Однако этот метод обладает некоторыми недостатками. Сложность в подборе одноразмерного гравия и доставке его на глубину более 100 метров является основной проблемой. Кроме того, с течением времени наблюдается проседание гравия из-за переуплотнения набивки, что приводит к возможному выносу песка в скважину.
Вместе с тем, на промыслах продолжают тестироваться и другие методы предотвращения выноса песка, такие как применение химических реагентов и смол. Однако их эффективность остается невысокой. За период с 1959 по 2020 год было зарегистрировано более 500 заявок на различные материалы и конструкции, однако лишь небольшая часть из них получила широкое применение.
Щелевые фильтры
Щелевые фильтры — один из способов задержания песка в скважинах. Эффективность таких фильтров напрямую зависит от того, насколько размер щелей соответствует гранулометрическому составу песка. Однако, даже при тщательном подборе, скважины могут столкнуться с снижением продуктивности из-за кольматации фильтра.
Помимо этого, щелевые фильтры характеризуются невысокой стоимостью. Однако, создание щелей толщиной менее 0,5 мм, а также подверженность коррозии и эрозии, могут снизить эффективность их использования.
Помимо этого, щелевые фильтры характеризуются невысокой стоимостью. Однако, создание щелей толщиной менее 0,5 мм, а также подверженность коррозии и эрозии, могут снизить эффективность их использования.
Титановые фильтры
В НПО «Союзтермнефть» разработаны новые конструкции фильтров, в том числе металлокерамические фильтры с титановыми фильтрующими элементами. Такие элементы обладают высокой проницаемостью и прочностью.
Несмотря на их преимущества, такие как коррозионная и термическая стойкость, а также возможность многократного использования, титановые фильтры имеют и недостатки. Например, если песчаный пласт содержит глинистый материал, это может привести к быстрой кольматации фильтров и их разрушению при определенных давлениях.
Несмотря на их преимущества, такие как коррозионная и термическая стойкость, а также возможность многократного использования, титановые фильтры имеют и недостатки. Например, если песчаный пласт содержит глинистый материал, это может привести к быстрой кольматации фильтров и их разрушению при определенных давлениях.
Крепление призабойной зоны
Крепление призабойной зоны является одним из наиболее эффективных методов обеспечения устойчивости скважин. Этот процесс осуществляется с использованием вяжущих материалов и методом консолидации пластового песка. После проведения крепления образуется проницаемый пласт, что способствует повышению эффективности добычи.
Одним из важных этапов подготовки крепления является определение температуры в зоне тампонирования, а также анализ содержания механических примесей в продукции. В зависимости от этих параметров выбирается подходящий материал для процесса крепления.
При проведении процедуры крепления скважины используется специальное оборудование, включая емкость с перемешивающим устройством и цементировочный агрегат. После закачки тампонажного раствора в пласт проверяется приемистость скважины.
Среди методов крепления прискважинной части пласта наиболее распространены консолидация песчаников цементными растворами и использование смол и тампонажных составов. Однако, такие методы могут сопровождаться осложнениями и требуют дополнительных изысканий.
Также важно отметить, что синтетические смолы, хотя и обладают высокой эффективностью, но их широкое внедрение в практику нефтедобычи ограничено из-за их высокой стоимости.
Одним из важных этапов подготовки крепления является определение температуры в зоне тампонирования, а также анализ содержания механических примесей в продукции. В зависимости от этих параметров выбирается подходящий материал для процесса крепления.
При проведении процедуры крепления скважины используется специальное оборудование, включая емкость с перемешивающим устройством и цементировочный агрегат. После закачки тампонажного раствора в пласт проверяется приемистость скважины.
Среди методов крепления прискважинной части пласта наиболее распространены консолидация песчаников цементными растворами и использование смол и тампонажных составов. Однако, такие методы могут сопровождаться осложнениями и требуют дополнительных изысканий.
Также важно отметить, что синтетические смолы, хотя и обладают высокой эффективностью, но их широкое внедрение в практику нефтедобычи ограничено из-за их высокой стоимости.
Высококвалифицированная команда компании «ОРС» проведет профилактику пескопроявления на скважине или выполнит качественный ремонт оборудования с ликвидацией пескопроявления.
