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

Заканчивание скважин - это комплекс процессов по вскрытию пластов разнообразных пород, последующее закрепление участка забоя, стимуляция притока и главное - освоение искомых залежей полезных ископаемых.

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

Вместе с освоением также происходит оценка характеристик многих пластов. Процесс производится многими способами. Среди самых распространенных - многозабойный, обсаживание, без применения обсадной колонны. Второй из перечисленных методов заканчивания скважин - самый распространенный и широкоприменимый. Для каждого вида используются разные технологии, которые могут классифицироваться по типу работ, разновидности использованной техники и прочим критериям.

Условия, влияющие на процесс

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

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

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

• Положение газонефтяных контактов.
• Положение водонефтяных контактов.
• Толщина самого продуктивного пласта.
• Наличие трещин и их ориентация в пространстве.
• Однородность.
• Относительная проницаемость.
• Непроницаемые преграды, что имеются на пути движения флюидов.

Описание залежи определяет:

• Тип ее заканчивания скважины.
• Положение участка скважины в продуктивном пласте.
• Необходимость пилотного ствола.
• Допуски на заданный коридор.

Типы заканчивания

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

По геологическим характеристикам:

• Горизонтальные.
• Вертикальные.
• Наклоннонаправленные скважины.

По назначению:

• Нагнетательные.
• Фонтанные.
• Механизированные.
• Искусственные лифты.

По конструкции:

• Обсаженный ствол.
• Открытый ствол.
• Перфорированный ствол.

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.

Далее мы представим описания схем заканчивания скважин - с открытым, закрытым, а также забоем смешанного типа.

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:

• Простая конструкция.
• Высокая степень гидродинамического совершенства.
• Небольшие затраты.
• Отличный доступ к трещинам в пластовых породах.
• Радиальный тип притока жидкости в скважину.

Наблюдаются и недостатки:

• Глинистая корка будет влиять на продуктивность скважины до тех пор, пока ее стенки не очистятся.
• Добываемая жидкость проходит через все поврежденные участки-интервалы.
• Стенки необсаженного интервала ствола не защищены от обвала.
• Изоляция различных материалов отсутствует.

Особенности схемы с открытым забоем

Дополнительно способ разделяется на следующие подвиды:

• Открытый забой.
• Открытый забой с фильтром.
• Открытый забой со вставным фильтром.

Также важно выделить и следующие особенности схемы:

• Обсадная колонна обязательно перекрывает верхний пласт. В противном случае существует опасность повреждения скважины верхними пластами в результате обвала, поступления нежелательных жидкостей в ствол.
• Невозможна изоляция материалов. Таким образом, если какой-то интервал необходимо отсечь или подвергнуть обработке по интенсификации притоков, его изоляция становится нереальной.
• Углеводороды непосредственно поступают в ствол скважины. Последний должен быть достаточно прочным для того, чтобы выдержать их приток.
• Флюид должен проходить через призабойную поврежденную зону. Но глинистая корка при этом, как мы уже говорили, неминуемо будет уменьшать продуктивность скважины.

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:

• Нет необходимости в удалении глинистой корки.
• Ствол защищен от обвалов.
• При произведении правильных расчетов перфорации обходят поврежденные участки.
• При хорошем качестве цементажа будет наблюдаться неплохая герметичность.
• Отличная изоляция интервалов и зон.
• Возможность многопластового заканчивания скважин.

Но есть и существенные недостатки:

• Может возникнуть скин-эффект по причине того, что ствол не открыт на 360 градусов.
• Высокая стоимость заканчивания.
• Ухудшение проницаемости из-за проведения перфорирования продуктивного материала и из-за обломков от бурения.

Схема смешанного типа

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

• Используется в однородной залежи в устойчивом коллекторе для изоляции тех напорных горизонтов, которые расположены вблизи от кровли объектов.
• Конструкция дополняется вставным фильтром в случаях, когда коллектор неустойчив, но залежи однородные. Также изолирует напорные горизонты, расположенные в непосредственной близости от кровли объектов.

Способы заканчивания

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

• Классическая технология с применением перфорируемой колонны.
• Многопластовое заканчивание.
• Освоение с применением стационарных устройств.
• Заканчивание с отсечением песчаника.
• Заканчивание с отсечением газового, водяного пласта.

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.

Так будут осуществлять перфорирование, цементирование (для герметизации протекающих участков в колонне), наполнение гравием (для дополнительного укрепления колонны, защиты от песка). Один из плюсов данной технологии - небольшая стоимость работ.

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:

• Наполнение гравием скважины.
• Применение колонн-хвостовиков, имеющих щели-отверстия или перфорацию.

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.