Заканчивание скважин: когда необходимо и основные схемы

Типы бурения скважин

На сегодняшний день существует довольно большое разнообразие типов бурения скважин для питьевой воды, но более распространенными считаются:

  • Роторное бурение;
  • Бурение при помощи ударно канатного оборудования;
  • Бурение буровым патроном;
  • Гидравлическое бурение;
  • Шнековое бурение;
  • Абассинский колодец.

Все напрямую зависит от типа почвы и глубины скважины.

  1. Первый тип бурения зачастую применяется для того, чтобы пройти сложные участки известняка или скальных пород. Благодаря специальной установке с большим долотом на конце, любая порода разбивается под воздействием шарошения, а буровая установка поднимает разбитую породу на поверхность. Непосредственно на буровой установке расположен роторный механизм, который приводится в действие мощным двигателем внутреннего сгорания на поверхности. Для повышения эффективности и производительности, на штангу одеваются специальные грузы, которые позволяют существенно повысить центр тяжести и улучшить проходимость труднодоступных пород.
  2. Второй тип бурения считается методом прошлого века, поскольку им пользовались еще в те времена, когда в древнем Китае были известные императоры. Груз с конусной формой кидали с определенной высоты, за счет чего грунт раздвигался, после чего его уплотняли максимально сильно, чтобы стенки не осыпались. На сегодняшний день рабочие при таком методе используют специальные цоколи, внутри которых и происходит раздвижение грунта. Отработанный грунт попадает в желонку, которую вытягивают и вытряхивают. Такая последовательность продолжается до тех пор, пока не будет, достигнут, нужен уровень бурения. Такой метод зачастую применяется на тех участках, где грунт песчаный или с большим содержанием уровня влажности. Для глиняных грунтов, рабочие применяют стаканы. Если почва каменистая, то первые слои проходят буровым патроном.
  3. Третий тип бурения используется в тех случаях, когда рабочим нужно пробурить скважину глубиной до 300 метров. Такое бурение осуществляется при помощи телескопических наконечников. Это говорит о том, что первая часть буровой установки будет широкой, а каждая последующая гильза, которую рабочие установят, для прохождения глубины будет постепенно уменьшаться в диаметре.
  4. Последний метод, который называется гидробурение, использует в своей технологии водяную струю под огромным давлением с небольшим соплом. Такой тип считается менее продуктивным, чем все остальные, поскольку подходит только для рыхлой почвы с повышенным песчаным эквивалентом. Но, несмотря на тот факт, что такой метод считается максимально простым и быстрым, уплотнительные гильзы необходимо подготовить заранее, чтобы потом попросту установить их и предотвратить обрушение почвы.

Гидробурение весьма не эффективный метод, поскольку максимальная глубина скважины не будет превышать отметку в 15 метров, па диаметр при этом составит от 5 до 30 сантиметров.

  1. Шнековое бурение – считается на сегодняшний день наиболее эффективным способом бурения скважин для питьевой воды, поскольку специальный бур и винтовые лопасти позволяют не только разрушать каменистую и глинистую породу, но еще и выводить ее на поверхность без необходимости менять патрон. Даже геологи используют такой тип бурения для того, чтобы разведать породу, которая залегает глубоко под землей. Но если вовремя не установить обсадные гильзы, то грунт может осыпаться в скважину и все придется начинать с самого начала. Гильзы забиваются при помощи мощных установок, которые при этом не повреждают резьбу, а вода подается наружу при помощи вакуумного насоса глубинной конструкции.
  2. Бурение под названием Абиссинский колодец имеет целый ряд преимуществ. Качество воды будет наиболее высоким даже в том случае, что скорость напора будет составлять порядка 30 литров в минуту. Такой колодец можно соорудить даже в своем подвале, что существенно облегчит подачу воды в дом.

Поэтому каждый человек выбирает тот метод, который подходит для его участка лучше всего.

Прободение и стимуляция [ править ]

При заканчивании обсаженных стволов (большинство скважин) после того, как колонна заканчивания установлена ​​на место, заключительным этапом является соединение между стволом скважины и пластом. Это делается путем запуска перфорационных пистолетов для взрывных работ в обсадной колонне или хвостовике для соединения. Современные перфорации выполняются с использованием кумулятивных зарядов взрывчатого вещества, аналогичных бронебойным зарядам, используемым на противотанковых ракетах (базуках).

Иногда после того, как скважина полностью завершена, для достижения запланированной продуктивности требуется дальнейшая стимуляция. Есть несколько методов стимуляции.

Подкисление править

Это включает закачку химикатов, которые разъедают любое повреждение кожи, «очищают» пласт, тем самым улучшая поток пластовых флюидов. Сильная кислота (обычно соляная кислота ) используется для растворения горных пород, но эта кислота не реагирует с углеводородами . В результате углеводороды более доступны. Кислота также может использоваться для очистки ствола скважины от некоторых отложений , образующихся из пластовой воды, содержащей минералы.

ГРП править

Это означает создание и расширение трещин из перфорационных туннелей вглубь пласта, увеличение площади поверхности для протекания пластовых флюидов в скважину , а также распространение за пределы любого возможного повреждения вблизи ствола скважины. Это может быть сделано путем закачки флюидов под высоким давлением ( гидроразрыв пласта ), закачки флюидов с примесью круглого гранулированного материала (разрыв проппанта) или использования взрывчатых веществ для создания газового потока высокого давления и высокой скорости (TNT или PETN до 1 900 000 фунтов на квадратный дюйм (13 000 000 фунтов на квадратный дюйм). кПа)) и (стимуляция пропеллентом до 4000 фунтов на квадратный дюйм (28000 кПа)).

Циркуляция азота править

Иногда производительность может быть снижена из-за остатков жидкостей заканчивания, тяжелых рассолов в стволе скважины. Это особенно проблема газовых скважин . В этих случаях могут использоваться гибкие НКТ для закачки азота под высоким давлением на забой скважины для циркуляции рассола .

Основные схемы заканчивания скважин

Заканчивание скважин с открытым забоем

При этой схеме заканчивания скважина эксплуатируется без обсадной колонны в районе нефтеносной зоны. В скважину спускается обсадная колонна, но лишь до верхней границы продуктивного интервала, нефть поступает на поверхность через НКТ.

  • Небольшие затраты, простота конструкции.
  • Радиальный приток жидкости в скважину (360º).
  • Хороший доступ к трещинам в пластовой породе.
  • Высокий уровень гидродинамического совершенства.
  • Влияние глинистой корки на продуктивность скважины, пока стенки не очистятся.
  • Добываемая жидкость будет проходить через все поврежденные интервалы.
  • Отсутствие защиты от обвала стенок необсаженного интервала ствола.
  • Отсутствует изоляция различных интервалов.

Рис. 1. Особенности заканчивания скважин с открытым забоем

  1. Обсадная колонна должна перекрывать верхний пласт, иначе существует опасность, что верхние пласты могут повредить скважину за счет обвала или поступления в ствол нежелательных жидкостей.
  2. Изоляция интервалов невозможна. Если какой-либо интервал должен быть отсечен или подвернут обработке по интенсификации притока, его изоляция невозможна.
  3. Углеводороды поступают непосредственно в ствол скважины, который должен быть достаточно прочный, чтобы выдержать поток.
  4. Флюид должен проходить через поврежденную призабойную зону. Глинистая корка на стенках ствола будет снижать продуктивность скважины.

Заканчивание с открытым забоем подразделяется на подвиды:

  • Открытый забой. Применяют при устойчивом коллекторе, низкой пористой (2) и трещинной (2) проницаемости и высоком пластовом давлении (градиент давления > 0,01 МПа/м).
  • Открытый забой с фильтром в колонне. При относительно неустойчивом коллекторе, высокой пористой (> 0,1 мкм2) и трещинной (> 0,01 мкм2) проницаемости и высоком пластовом давлении (градиент давления > 0,01 МПа/м).
  • Открытый забой со вставным фильтром. При неустойчивом коллекторе, не зависимо от пористой и трещинной проницаемости и низком пластовом давлении (градиент давления

Заканчивание скважин с забоем закрытого типа

Большинство скважин в мире заканчивают забоем закрытого типа. Применяется для  неоднородных коллекторов с чередованием устойчивых и неустойчивых пород, водо- и газовмещающих пропластков с разными пластовыми давлениями.

  • Отсутствие необходимости очищать глинистую корку.
  • Перфорации могут обойти поврежденные зоны (при правильных расчетах).
  • Хорошая изоляция интервалов и зон.
  • Возможно многопластовое заканчивание скважины.
  • Хорошая герметичность скважины при хорошем качестве цементажа.
  • Защищенность ствола от обвалов.
  • Возможность возникновения скин-эффекта из-за того что ствол не открыт на 360º.
  • Ухудшение проницаемости из-за обломков породы от бурения и перфорирования продуктивного интервала.
  • Высокая стоимость.

Рис. 2. Общий принцип заканчивания скважин с закрытым забоем

Заканчивание скважин с забоем смешанного типа

  1. Забой частично перекрытый колонной применяют при устойчивом коллекторе и в однородной залежи для изоляции напорных горизонтов, расположенных близко от кровли объектов.
  2. Забой частично перекрытый колонной со вставным фильтром используется в случаях при неустойчивом колекторе и в однородной залежи для изоляции напорных горизонтов, расположенных близко от кровли объектов

Полезные советы

При установке скважины любого вида учтите следующие моменты:

Водоносные слои располагаются на разной глубине

Скважина должна забирать воду из какого-то одного и сама уходить в один слой, неважно какой глубины, но не пронизывать несколько. В противном случае разная по химическому составу вода (насыщенная разными минералами) может смешиваться и на выходе получится опасный для здоровья коктейль.
При выборе места для своей скважины старайтесь отступать от опасных точек с «биологическими отходами» как можно дальше

Между возвышенностью или низиной для скважины выбирайте возвышенность.
От фундамента жилого дома тоже надо отступить чем дальше, тем лучше. Ни к чему подвергать конструкцию лишней нагрузке – даже минимальное движение почвы (а вы все-таки углубляетесь в землю при бурении) нежелательно возле фундамента.
Мощность насоса обязательно должна соответствовать производительности вашей скважины. Если выбрать оборудование мощнее, оно сразу выкачает всю воду, новая не успеет набраться и на выходе вы получите сначала мутную жижу с землей, потом засор, а то и полный выход оборудования из строя.

Основные схемы заканчивания скважин

Существует 3 основных метода заканчивания, при выборе которых учитывают преимущества и недостатки.

С открытым забоем

К преимуществам подобного способа относятся:

  • простота и экономичность;
  • круговой приток нефти или воды в шахту;
  • наличие доступа к разломам в пластах;
  • улучшенные гидродинамические характеристики скважины.

Схема с открытым забоем.

Недостатками можно считать:

  • невозможность защиты ствола от обвала;
  • длительный период подготовки конструкции к эксплуатации;
  • отсутствие разделительных элементов между интервалами.

Рассматриваемая схема заканчивания имеет такие особенности:

  • обсадные элементы должны охватывать верхний пласт, что предотвращает повреждение ствола;
  • изолировать интервалы нельзя (если тот или иной участок ствола подвергается техническому обслуживанию, отделить его не получится);
  • ствол скважины должен быть прочным.

С забоем закрытого типа

Этот способ применяется при обустройстве большинства скважин. Метод используется при неустойчивости породы коллектора.

К преимуществам схемы относятся:

  • отсутствие необходимости удаления глиняной корки;
  • возможность обхода поврежденных участков;
  • изоляция участков и интервалов;
  • повышенная герметичность шахты;
  • небольшая вероятность обвала.

Недостатками можно считать снижение проницаемости пласта из-за засорения обломками, возникающими при бурении, и высокую стоимость работ.

Условия, влияющие на процесс

Прежде чем принять решение о технологии заканчивания скважины, специалисты формируют условия пласта. Они повлияют на весь проект, даже на строительство.

При проектировании достройки в первую очередь нужно обращать внимание на следующие факторы:

  • Единообразие.
  • Относительная проницаемость.
  • Непроницаемые преграды, мешающие движению жидкостей.
  • Мощность наиболее продуктивного пласта.
  • Положение масляных контактов.
  • Положение контактов масло-вода.
  • Наличие трещин и их ориентация в пространстве.

Описание депозита определяет:

  • Необходимость пилотной скважины.
  • Допуски для данного коридора.
  • Расположение участка скважины в пласте.
  • Тип завершения скважины.

Надувные пакеры.

Компания ООО «ХК «ПетроГазТех» предлагает следующую продуктовую линейку надувных пакеров:

Постоянные пакеры:

  • Заколонные пакеры;
  • Пакеры для зоновой изоляции;
  • Постоянные пакерные пробки (большого диаметра) для ликвидации скважин;

Извлекаемые пакеры:

  • Одноразовые и многоразовые пакерные системы;
  • Пакеры для испытания и обработки пластов;
  • Извлекаемые пакерные пробки;
  • Сменяемые пакерные элементы (DuraFRAC);

Кроме того, мы способны изготовить продукты под специальные требования заказчика. Компания IPI International – самый большой производитель специальных пакеров в мире;

Как правильно организовать тампонирование

Эксплуатации объектов водопользования регламентируются законодательством:

  • Законом РФ «О недрах»;
  • Водным кодексом РФ;
  • Постановлением Правительства РФ № 94 от 11.02.2016 г.

За отсутствие лицензии и невыполнение предписаний предусмотрены штрафы:

  • Для физических лиц – 3-5 тыс. руб;
  • Для должностных – от 30 до 50 тыс. руб;
  • Организации заплатят от 800 000 до 1 млн руб.

Правильный вывод из эксплуатации отслуживших сооружений регламентируется руководством РД 08-492-02, которое содержит инструкцию, как правильно затампонировать шахту.

В общих положениях инструкция устанавливает обязательность выполнения требований всеми участниками ликвидации: собственниками, проектными и эксплуатирующими (ликвидирующими) организациями.

Обязанность по организации работ и оплате лежит на собственнике источника водоснабжения.

Ликвидация проводится по предписанию контролирующих организаций либо процесс инициирует собственник.

Консервацию и ликвидацию выполняет лицензированная организация на основе заключенных договоров:

  1. Договора на изготовление проекта.
  2. Договора на выполнение работ.

Обязательные разделы проекта:

  • Геологическая и гидрологическая обстановка на объекте;
  • Инженерно-геологическое обоснование вероятных неблагоприятных последствий – обвалов пород, провалов грунта, затоплений территории при разгерметизации.
  • Пояснительная записка с обоснованием необходимости мероприятия;
  • Технология и решения по производству работ;
  • Порядок проведения работ и меры по обеспечению производственной безопасности;
  • Охранные мероприятия по защите окружающей среды;
  • Смета, включая расход горюче-смазочных материалов, расчет привлекаемой техники, оплата труда и другие разделы.

Согласование проекта проводят органы Росприроднадзора, до его утверждения действия на объекте запрещены. Нарушение наказывается штрафом.

На основании проектных решений специально созданная комиссия разрабатывает план изоляционно-ликвидационных работ.

Только после разработки проекта и составления сметы становится ясно, сколько будет стоить тампонация.

КАМЕННАЯ ПЛОЩАДЬ (ВИКУЛОВСКАЯ СВИТА)

На Каменной площади (Викуловская свита) на данный момент достигнут технический предел по вовлечению запасов «стандартного ВК» бурением наклонно-направленных скважин с ГРП на линейном геле (низкий коэффициент охвата, недонасыщенный коллектор, близость водоносного горизонта) (рис. 3). На момент написания статьи на площади было запланировано строительство шести скважин с применением технологии горизонтального бурения (протяженностью до 1100 м) с МГРП (до четырех стадий на скважину), что должно позволить с одной стороны увеличить КИН и рентабельность проектов за счет большего коэффициента охвата по площади, с другой — приступить к разработке водоплавающих залежей.

В данном случае проект также предусматривает бурение горизонтальной скважины с азимутом по направлению максимального стресса, ориентированную перфорацию (угол 0о, вдоль горизонтальной секции) и проведение ГРП по технологии Slugs-Fracturing в сочетании с технологией BioBalls.

Успешная реализация пилотного проекта создаст предпосылки для бурения более 500 скважин с вовлечением в разработку большого объема извлекаемых запасов нефти на Каменном и Ем-Еговском лицензионных участках.

Рис. 4. Талинская площадь (шеркалинская свита): зарезка боковых стволовРис. 5. Стратегия заканчивания скважин на Талинской площадиРис. 6. ГРП на транзитном фонде Талинской площади (тюменская свита): применение технологии BioBalls

Приготовление раствора

Тампонажный раствор для цементирования скважины должен отвечать целому ряду требований и обладать:

  • высокими адгезивными свойствами с поверхностями любого типа;
  • высокой прочностью после застывания, устойчивостью к механическим воздействиям;
  • пластичностью и хорошей текучестью, чтобы заполнить все трещины и пустоты;
  • химической нейтральностью в отношении тампонируемых слоёв грунта;
  • устойчивостью к размыванию грунтовыми водами;
  • отсутствием усадки при затвердевании.

Также раствор должен обладать такой консистенцией, чтобы его можно было без проблем доставлять к скважине и производить закачку. Раствор должен хорошо смываться с оборудования, не быть в отношении него химически агрессивным и иметь минимальный коэффициент потери при транспортировке к скважине.

Используемый тампонажный раствор должен обладать достаточно жидкой структурой для осуществления перекачивания нагнетательным оборудованием и при этом иметь высокие прочностные характеристики.

Процесс приготовления цементного раствора для тампонирования заключается в равномерном перемешивании компонентов, входящих в его состав с последующей заливкой в него воды, с предварительно растворёнными в ней специальными добавками.

Самыми простыми растворами, которые можно приготовить самостоятельно, являются:

  1. Портландцемент + кварцевый песок (1:1) + специальные добавки и вода до получения требуемой консистенции. Такой раствор имеет невысокую плотность, а его приготовление является сложным, т.к. песок, входящий в состав часто выпадает в осадок и применение раствора становится невозможным.
  2. Портландцемент + барит (1,1:1) + специальные добавки и вода. Недостаток такого раствора – невысокая прочность.
  3. Портландцемент + наполнитель. В качестве наполнителя применяется асбест (на песчаных грунтах), волокнистые материалы.

Для приготовления цементирующей смеси лучше всего использовать тампонажный портландцемент, представляющий собой разновидность цемента на основе силикатов.

Такой цемент, конечно, стоит дороже, чем обычный портландцемент, однако его прочностные характеристики намного выше, чем у обычного. Барит – тяжёлый минерал, повышающий плотность раствора. Приобрести барит можно в строительном магазине, торгующем сыпучими строительными материалами.

К ним относят:

  • ускорители схватывания цемента (хлористый кальций, кальцинированная сода, поташ), применяемые, если цементирование происходит при температуре ниже +5 градусов;
  • замедлители схватывания, используемые для предотвращения быстрого затвердения (это хлориды кальция или натрия, нитрит натрия и др.);
  • пластификаторы для получения оптимальной вязкости (полимерные модификаторы);
  • морозостойкие добавки (кремнийорганические соединения вкупе с пластификаторами);
  • влагопоглощающие добавки (вещества, полученные из соединений, относящихся к группам сахарной, лимонной, винной и тетраоксиадипиновой кислот) и др.

Специальные добавки размешиваются в воде, которую в дальнейшем применяют для приготовления тампонажного раствора. Перемешивают раствор при помощи специальных машин – миксеров. Иногда допускается ручное замешивание, но оно требует определённой сноровки и больших трудозатрат.

Цементный камень, образующийся при затвердевании портландцемента, обладает высокими прочностные свойствами, выдерживает нагрузки, механическое и физическое воздействие.

Установка фильтра

В зависимости от состава водосодержащих пород (размера фрагментов породы в воде) принимается решение об установке одного из видов фильтра:

  1. Трубчатого или каркасно-стержневого (с сеткой или штампованным листом);
  2. Гравийно-обсыпного (кожухного или корзинчатого);
  3. Блочного (пористо-керамического, пористо-бетонного, поролонового);
  4. Гравитационного (колокольного или зонтичного).

Запрещается использование в конструкции фильтров элементов из оцинкованной стали. Лучше использовать нержавеющую сталь.

При твердых и стабильных известняковых пластах, с хорошим напором воды установка фильтра не предусматривается. Крупные фрагменты породы (малые отсутствуют) не попадают в погружной насос, так как он находится далеко от водозабора.

При строительстве на других пластах установка фильтра необходима. От правильного выбора типа фильтра, его качества и правильности установки зависит качество воды и срок службы оборудования скважины.

Ниже скважинного фильтра монтируют отстойник для шлама – отрезок трубы с глухим или гравийным дном. Он предназначен для сбора оседающих частиц породы.

Технология – заканчивание – скважина

Результаты освоения скважин компрессорным способом.

Технология заканчивания скважин в терригенных отложениях с использованием ТЖУ получила признание специалистов и широко внедряется в производство. За 1984 – 86 гг. на предприятиях ПО Татнефть она использована на 764 – х объектах.

Новое в технологии заканчивания скважин.

Фактическая техника и технология заканчивания скважин в данной книге не будут описаны. Здесь рассматриваются вопросы заканчивания скважины в объеме, относящемся к пониманию аспектов эксплуатации скважин.

В ТатНИПИнефть разработана технология заканчивания скважин, направленная не только на сохранение коллекторских свойств, но и обеспечивающая при первичном вскрытии подготовку продуктивных пластов к кислотным обработкам.

Важным моментом в технологии заканчивания скважин является исключение попадания флюидов пласта в окружающую среду. Решить данную проблему при существующей технологии заканчивания скважин сложно, так как бурение основного ствола и продуктивного пласта производится с промывкой одним и тем же буровым раствором со сбором шлама в один шламовый амбар.

Результаты эксперимента по определению влияния количества магния и соляной кислоты для создания температуры на забое.

В пятом разделе предложена технология заканчивания скважин для сено-манских газоносных слабосцементированных пластов-коллекторов, приведены результаты промысловых испытаний, дана оценка технико-экономической эффективности применения.

Для совершенствования техники и технологии заканчивания скважин на Медвежьем месторождении с целью улучшения продуктивной эффективности скважин рекомендуется проводить следующие мероприятия.

Так, важное место в технологии заканчивания скважин принадлежит методам контроля и регулирования фильтрационных и прочностных характеристик ствола. В теории и практике эти вопросы находят отражение при борьбе с осложнениями в интервале продуктивных отложений ( поглощения, газонефтеводопроявления, межпластовые перетоки), тогда как научных изысканий, посвященных решению проблемы изоляции не вовлекаемых в разработку флюидонасыщенных пластов на этапе их первичного вскрытия, неоправданно мало.
 . Технология горизонтального бурения намного опережает технологию заканчивания скважин

За исключением Канады, Северного моря и некоторых регионов Европы уровень оборудования и технологии заканчивания скважин существенно отстает от уровня бурового оборудования и технологии бурения ГС.

Технология горизонтального бурения намного опережает технологию заканчивания скважин. За исключением Канады, Северного моря и некоторых регионов Европы уровень оборудования и технологии заканчивания скважин существенно отстает от уровня бурового оборудования и технологии бурения ГС.

Продуктивность горизонтальных скважин существенно зависит от технологии заканчивания скважин. Достигнутый на месторождениях ОАО Удмуртнефть уровень развития технологии позволяет обеспечить реализацию потенциальных добывных возможностей этих скважин на 20 – 35 % от теоретически рассчитанного.

Результаты промысловых работ наглядно показывают, что технология заканчивания скважины с использованием газообразных агентов более совершенна, чем с буровыми растворами, так как сохраняются естественные коллекторские свойства пласта.

Кроме того, сформировавшиеся промытые зоны осложняют технологию заканчивания скважин из-за гидроразрыва горных пород и поглощения промывочной жидкости при бурении и цементного раствора при креплении скважин. В процессе гидроразрыва часть жидкости и цементного раствора фильтруется в макро – и микротрещины продуктивных пластов, снижая их проницаемость в призабойной зоне. При цементировании это приводит к серьезному браку крепления – недоподъему тампо-нажного раствора на расчетную высоту и снижению защиты обсадной колонны от коррозионного поражения.

Фирма Elf aquitain group I 16 I разработала технологию заканчивания скважин, которая позволяет к 5 раз повысить коэффициент продуктивности скважин. По данной технологии по достижении кровли продуктивного пласта устанавливается временный цементный мост, с которого под углом 45 к основному стволу бурят два ответвления длиной до 30м в пределах разбуриваемого пласта.

Поделитесь в социальных сетях:ВКонтактеFacebookTwitter
Напишите комментарий