при каком способе глушения наблюдаются большие значения давления возникающие в скважине

Глушение скважины

Глушение скважин – это технологический процесс, в результате которого создается противодавление на пласт и прекращается добыча пластового флюида.
Для глушения скважин используют жидкости с плотностью, обеспечивающей создания необходимого противодавления на пласт.
Жидкость для глушения должна обладать определенными физико-химическими свойствами, соответствующими конкретным условиям: быть химически инертной к породе, коллектору; исключать необратимую кольматацию пор и трещин продуктивного пласта; не оказывать коррозионного воздействия на металл скважинного оборудования и промысловых коммуникаций; обладать стабильностью в конкретных термобарических условиях в течение времени, необходимого для выполнения предусмотренных работ.
Кроме того, все жидкости должны быть взрывопожаробезопасными и нетоксичными, высокотехнологичными в приготовлении и использовании.

При глушение скважины в затрубное пространство при расчётной производительности агрегатов закачивается жидкость глушения.
При этом для создания заданной репрессии на пласт создаётся противодавление на устье с помощью регулируемого штуцера, установленного на линии трубного пространства.
При закачке жидкости глушения в затрубное пространство забойное давление должно поддерживаться постоянным, но превышающим пластовое давление на заданную величину.
По мере закачки жидкости глушения давление в трубах перед штуцером должно поддерживаться постоянным.
Давление в затрубном пространстве при этом будет снижаться.

Как только жидкость глушения начнет заходить в трубы, необходимо контролировать процесс глушения по давлению в затрубном пространстве, которое должно поддерживаться постоянным, равным гидравлическим сопротивлениям.
После выхода на поверхность штуцер должен быть полностью открыт и дальнейшую прокачку следует вести при установившемся давление в затрубном пространстве, вплоть до вымыва раствора.

Для глушения используется широкий спектр флюидов, рассолы (KCl, NaClи др.), эмульсионные растворы, сырую нефть, дизельное топливо, метанолы, природный газ, пену и воздух.

Источник

Методы и способы глушения газонефтеводопроявлений

Глушение скважин при газонефтеводопроявлениях произоводится вымывом на поверхность поступивших в скважину пластовых флюидов во время циркуляции и заполнением скважины буровым раствором, плотность которого обеспечивает необходимое превышение забойного давления над пластовым.

При этом необходимо, чтобы забойное давление в скважине в течение всего процесса циркуляции было постоянным и несколько превышало пластовое давление проявляющих пластов.Проблема состоит в поисках методов постоянного контроля забойного давления в период ликвидации проявления.

Метод непосредственного контроля забойного давления

Этот метод основан на измерении давления непосредственно в затрубном пространстве скважины. По заранее расчитанной программе с помощъю дросселя изменяют избыточное давление в колонне таким образом, чтобы обеспечить стабильность необходимого забойного давления.Точность метода зависит от точности изменения давления в кольцевом пространстве. Его преимуществом является то, что, зная ожидаемые давления в кольцевом пространстве, можно подготовиться для управления ими, а недостатком — то, что точную кривую противодавления невозможно построить даже при наличии связи с ЭВМ из-за многочисленных помех: непостоянства формы кольцевого пространства, изменений условий среды по мере подъема флюида с забоя скважины и многих других. поэтому этот метод в настоящее время не используется.

Метод косвенного контроля забойного давления

Изменение давления или плотности флюида в затрубном пространстве находит отражение на давлении в бурильных трубах. Так, если сильно прикрыть дроссель при циркуляции, то повысится давление в стояке. Поэтому появилась возможность косвенными методами контролировать забойное давление. Действительно, если при циркуляции с постоянной подачей насосов изменится плотность флюида в затрубном пространстве (например, снизится), это немедленно отразится на давлении в стояке — оно также снизится, так как плотность раствора в бурильных трубах постоянна. В случае, если с помощью дросселя восстановить начальное давление в бурильных трубах, то восстановится и значение забойного давления. Избыточное давление , созданное дросселем, Риз. компенсирует снижение плотности флюида в затрубном пространстве.

Таким образом, если при постоянной подаче насосов будет поддерживаться постоянное давление в бурильных трубах путем регулирования избыточного давления в колонне дросселированием, то в процессе всего глушения скважины будет поддерживаться постоянное забойное давление.Этот метод делает возможным не только контролирование забойного давления, но и управление им при вымыве вторгшихся пластовых флюидов, замене раствора в скважине более тяжелым и других операциях.Особым преимуществом метода является то, что не нужно сложными математическими расчетами определять значение противодавления. Этот факт, а также краткость и простота обучения этому методу привели к быстрому его распространению.

Методы ликвидации проявлений

Метод уравновешенного пластового давления

В настоящее время в мировой практике существуют два основных метода ликвидации проявлений при бурении скважин. Первый предусматривает обеспечение постоянства забойного давления, по значению несколько превышающего пластовое, на протяжении всего процесса глушения проявлений. При использовании этого метода поступление флюида из пласта немедленно приостанавливают и предотвращают возможность его возобновления, пока скважина не будет полностью заглушена. Называется этот метод “методом уравновешенного пластового давления”. Имеется 4 способа его осуществления, связанные с подготовкой бурового раствора к глушению скважины и времени его закачивания.

1-ый способ, или способ “непрерывного глушения скважины”.

При этом способе скважину начинают глушить немедленно после ее закрытия при постоянном утяжелении бурового раствора, используемого для циркуляции, т. е. совмещают процесс вымыва пластового флюида с повышением плотности бурового раствора до значения, необходимого для равновесия в скважине.

Этот способ обеспечивает минимальное время нахождения устьевого оборудования под давлением, а при достаточно интенсивном утяжелении бурового раствора — и наиболее низкие давления в колонне при глушении.Вследствие этого данный способ наиболее безопасный, но в то же время и наиболее сложный для обучения из-за необходимости построения графиков давления в бурильных трубах.

2-ой способ, или способ “ожидания и утяжеления”.

При этом способе после закрытия скважины предварительно утяжеляют необходимый объем бурового раствора до требуемой плотности в запасных емкостях, а затем проводят глушение.Этот способ весьма опасен, поскольку всплывающий по затрубному пространству газ создает на устье скважины избыточное давление , что может привести к разрыву колонны или гидроразрыву пластов.Кроме этого, скважина на какой-то период остается без циркуляции, что повышает вероятность прихвата бурильной колонны.

3-ий способ, или способ “двухстадийного глушения скважины”.

Вначале промывают скважину с противодавлением в целях очистки от пластовых флюидов — стадия в ы м ы в а пластового флюида.Затем останавливают циркуляцию, увеличивают плотность бурового раствора в запасных емкостях и глушат скважину — стадия г л у ш е н и я.Этот способ относительно безопасен, не требует построения графиков давления и нуждается в минимуме расчетов. Однако при его осуществлении создаются наибольшие давления в колонне. Нежелательным также является остановление промытой скважины без циркуляции в период утяжеления бурового раствора в запасных емкостях.

4-ый способ, или “двухстадийный, растянутый”.

Промывают скважину с противодавлением для очистки бурового раствора от пластовых флюидов, а затем постепенно увеличивают плотность циркулирующего бурового раствора без прекращения циркуляции.Этот способ используется весьма редко, так как обладает недостатками всех трех предыдущих способов.Практическое распространение при ликвидации проявлений методом “уравновешенного пластовог давления” нашли 1-ый и 3-ий способы, то есть “непрерывное глушение скважины” и “двухстадийное глушение скважины”.

Метод ступенчатого глушения скважины

Данный метод используется при глушении скважин в тех случаях, когда при закрытии скважины после выявления факта наличия проявлений или уже непосредственно в процессе глушения скважины давление в колонне (“перед дросселем”) станет превышать заранее определенное, максимально допустимое для самой колонны или гидроразрыва пород самого опасного участка ниже башмака колонны.

Источник

Особенности глушения добывающих скважин в условиях аномально низких пластовых давлений

В данной статье описаны основные особенности борьбы с аномально низкими пластовыми давлениями при глушении добывающих скважин, а именно: снижение гидростатического давления, повышение вязкости жидкости, образование временной малопроницаемой корки и создание на поверхности пласта неразлагаемого барьера. Описаны основные преимущества и недостатки каждого из методов, сделан вывод о применимости того или иного метода на отечественных месторождениях.

Состояние нефтегазовой промышленности говорит о достаточной выработанности основных залежей. Чем больше крупных месторождений переходит в заключительную стадию эксплуатации, тем более остро перед нетфегазодобывающими компаниями встает вопрос о текущем и капитальном ремонте скважин. Процесс ремонта скважин неизбежно сопряжен с их глушением. Процесс глушения, однако, сам по себе является достаточно опасной процедурой. Чем хуже пластовые условия, чем меньше изучены физические и геологические свойства пласта, тем выше вероятность ошибиться при составлении рецептуры жидкости глушения скважины (ЖГС). И тем сложнее становится задача при неизбежном снижении пластового давления, когда традиционные жидкости глушения скважин уже не дают должного эффекта и происходят нежелательные поглощения. В данной статье будут рассмотрены основные методы борьбы с поглощениями при глушении скважин, а также их основные преимущества и недостатки.

Основные методы борьбы с поглощением

К поглощению жидкости пластом может относиться полное поглощение всей жидкости (потеря циркуляции), поглощение значительной доли ЖГС или незначительные потери фильтрата. Важно бороться с поглощениями на всех этапах эксплуатации скважины, потому что в случае проникновения в пласт различных жидкостей они могут оказывать негативное влияние как на матрицу горной породы, так и на пластовые флюиды и мелкодисперсные твердые частицы. Также такие жидкости способны переносить в поровое пространство коллектора твердые частицы, которые в свою очередь могут существенно снижать продуктивность проницаемых зон. Описанные выше факторы неизбежно повлияют и на экономическую составляющую, повышая стоимость обслуживания скважины (даже в случае успешного подбора жидкости глушения).

Выделяют три основных метода борьбы с поглощениями:

1. Снижение плотности технологической жидкости для уменьшения гидростатического дифференциального давления столба скважинной жидкости и пластового давления.

2. Повышение вязкости жидкости с помощью растворимых полимеров с высокой молекулярной массой для снижения скорости ухода жидкости в пласт.

3. Добавление нерастворимых взвешенных частиц с разным гранулометрическим составом для механического перекрытия и закупорки пор в пластовой породе и на поверхности вскрытого пласта непроницаемой фильтрационной коркой.

В случае использования бурового раствора для капитального ремонта и заканчивания скважин, необходимо помнить, что он уже обладает необходимой вязкостью, содержит взвешенные частицы и добавки для снижения фильтрации. Напротив, в случае использования в роли технологической жидкости рассола, необходимо добавлять структурообразователи и закупоривающие материалы. И пусть для достижения удовлетворительных свойств буровой раствор еще необходимо подвергнуть обработке, в целом считается, что для операций по глушению он подходит практически сразу [1]. Поэтому имеет смысл остановиться на методах борьбы с поглощением рассолов.

Снижение гиростатического давления

Данный способ борьбы с поглощениями жидкостей глушения является наиболее предпочтительным, если его можно применить. Иногда в результате операций по заканчиванию и капитальному ремонту скважин пласт может повредиться. Именно способ снижения гидростатического давления способен устранить большую часть из повреждений, потому что никакие дополнительные добавки здесь не требуются. Даже в случае промывки ствола скважины, естественной вязкости рассолов будет достаточно для вымывания твердых примесей. При этом не потребуется добавлять в состав загустители. Однако у данного способа есть и своя область применения – снижение гидростатического давления способно вызывать проявления в скважинах, а также дальнейшие неконтролируемые выбросы. Поэтому его есть смысл применять только на скважинах, оборудованных средствами предотвращения газонефтеводопроявлений (ГНВП), либо там, где риск выброса невелик.

Повышение вязкости жидкости

В случае неэффективности предыдущего метода, необходимо применить следующий – повысить вязкость жидкости с помощью растворимых полимеров с высокой молекулярной массой. Эффективность данного метода напрямую зависит от гидратации и реологических характеристик полимеров. Вязкое поведение этих жидкостей почти всегда характеризуется снижением вязкости при сдвиге. Это явление описывается уравнением:

В случае радиальной схемы движения жидкости в пласте и неизменных гидростатическом давлении и температуре, ее скорость сдвига снижается; соответственно, кажущаяся вязкость, напротив, повышается. Скорость радиального течения степенной жидкости в поровое пространство описывается с помощью модифицированной формы уравнения Дарси [13]. Лау доказал [15], что, проинтегрировав уравнения скорости течения, можно составить уравнение зависимости между проницаемостью, пористостью пласта, вязкостью жидкости и глубиной ее проникновения, а также протяженностью проницаемой зоны и дифференциальным давлением. Выглядеть такое уравнение будет следующим образом:

Источник

Особенности методов расчета глушения скважины

Глушением скважины называется процесс, который направлен на создание обратного давления на горные пласты и прекращение появления флюида породы. Расчет глушения скважины, цели и задачи которого состоят в обеспечении особых условий при ее бурении, производится на стадии до текущих ремонтных работ либо до капремонта скважины. Главным требованием считается соблюдение правил безопасности производства, а также предупреждение выбросов энергоресурсов (нефти и газа) в процессе работы.

Основные особенности процесса

Глушение скважины может производиться несколькими методами: чаще всего для этого используют специальные жидкости или пену. Благодаря этим веществам можно создать нужный уровень давления в забое, который превысит показатель пластового. Растворы могут быть на водной основе с содержанием солей или элементов для придания определенной густоты, а в качестве пены применяются двух- и трехфазные составы.

Замена жидкости в забое приводит к промыванию всей скважины, при этом обязательно нужно учесть в расчетах показатели насосно-компрессионных труб до максимально допустимого уровня. Требуется принять во внимание при расчете и замену жидкости на участке устья, которая осуществляется по очереди; при этой работе применяется раствор, которым заполняется вся скважина. Необходимо внимательно отнестись к качеству раствора, его физиологическим характеристикам (плотность, состав и т.д.), равно как и при использовании пены.

Ключевые требования к растворам для глушения скважин

Среди основных требований, которые выдвигаются к жидкостям, используемым в глушении скважин, можно назвать следующие:

Если в ходе метода расчета глушения скважины нужно улучшить либо воссоздать необходимые свойства ствола, жидкость может иметь в составе добавки, которые могут снизить натяжение на пограничной полосе с нефтяным продуктом, усилить водоотталкивающую функцию, снизить процент водного насыщения и т.д. Это могут быть различные реагенты или поверхностно-активные вещества, а также ингибиторы. Благодаря использованию таких растворов можно уменьшить время вывода скважины в режим готовности, увеличить полезный объем добываемого продукта, во многом по причине снижения процента содержания воды.

Цели расчетов и задачи процесса

При осуществлении работы по расчетам и глушению нефтяной скважины необходимо определить ряд целей и задач, которые актуальны при работе с жидкостями:

При повышенном температурном режиме раствор с качественным составом имеет свойства устойчивости к перепадам температур, а также морозостойкости, что актуально в осенне-зимний период. Кроме того, жидкость не должна иметь токсичных элементов в составе, она должна быть огнестойкой и безопасной с точки зрения подверженности взрывам.

Вычисление объема растворов

Чтобы произвести методы расчета глушения скважин для горных пластов под нефтяную скважину, необходимо провести несколько действий; важно также соблюсти требования правил по безопасности. Для правильного вычисления объема жидкости, которая нужна для глушения, нужно узнать объем самого столба. При этом берется во внимание не только объем НКТ, но и толщина трубочных стенок, а также глубина, на которую их предстоит опустить.

При вычислении объема жидкости необходимо произвести нижеописанные методы расчетов.

V жг = (V эк – V нкт – V шт)*Кз

измеряется в кубометрах.

V нкт = (пх(d – d 1)/ 4) х Hсп

Эффекты отклонений при изменениях в плотности раствора

При чрезмерном впитывании жидкости, которая используется при глушении нефтяной скважины, требуется использовать специальные средства для блокировки данного эффекта. При этом нужно вычислять плотность раствора, для чего берется метод расчета по формуле выявления давления, которое находится в прямой зависимости от уровня жидкости, превышающего давление горного пласта. Отклонения по показателям растворной плотности не должны превышать 20 кг на кубометр в любую сторону.

Уровень коррозийного давления должен быть как можно ниже. Используемый раствор не должен кристаллизоваться при наступлении холодов, т.е. ему необходимо иметь термоустойчивые свойства. Требуется также контролировать уровень плотности раствора, степень его вязкости. В случаях, если разработка и последующее глушение нефтяной скважины производится в пластах, содержащих сероводородные месторождения, раствор должен нейтрализовать его воздействие на шахту.

Для того, чтобы замена раствора на свежий при глушении скважины уложилась в один цикл, необходимо вычислить при расчетах удельный вес по следующей формуле:

pж = P пл х (1 + П) / Н х 0,098

Особенности глушения скважины за единичный цикл

Проводить глушение в таких условиях становится возможным при соблюдении ряда аспектов:

Также методы глушения скважин могут производиться при использовании минимального объема раствора с крупным удельным весом. Суть метода расчета в данной ситуации заключается в том, что жидкость в пластах и сама нефть начинают расслаиваться, когда флюид, который расположен в шахте, неподвижен. Изначально считается, что при закрытой скважине происходит распад воды в стволе на различные фракции, а расположенная под насосным оборудованием жидкость считается водой в горных пластах.

Заглушка может проводиться в течение цикла, а раствор, используемый при этом, должен иметь повышенный показатель плотности. Подобные методы глушения скважин могут быть применены при соблюдении следующих правил:

Потребуется узнать плотность жидкости, используемой для глушения скважины, на объем столба при спуске, при котором давление воды будет иметь нужный показатель.

В процессе будет происходить смешение тяжелого раствора с водой в пластах породы, когда первый будет оседать. Сама вода при этом залегает ниже точки приема насосного оборудования. Долив жидкости при методике глушении нужно проводить посредством удельного веса самого раствора, который имеет средний арифметический показатель по всему стволу. Формула метода расчета для глушения:

pж = (P пл х (1 + П) – Р н ) / Н х 9.8 х 10.6

Особенности метода глушения скважин с применением пены

Перелив пены из ствола может происходить по следующим причинам:

Данные процессы при глушении случаются единовременно, и если вся энергия, которая приводит к расширению пены, равна росту ее объема, а также затратам на трение, перелив заканчивается.

Таким образом, чтобы перелива субстанции из ствола не произошло, глушение должно производиться с учетом закачивания некоторого количества раствора не только между трубой и пластами, но и в саму трубу. Давление раствора в этом случае уравновешивает давление, которое образуется от самой пены, поскольку происходит ее расширение от перепада температур, наличия дополнительного тепла и упругости.

Общая формула зависимости:

Ргр = Ртр п + Ртра + Pv

Показатель ргр уточняется по промысловой информации в ходе глушения.

Источник