Теория и опыт разработки месторождений природных газов - Вяхирев Р.И.
Скачать (прямая ссылка):
Разрушение призабойной зоны пласта фиксируется по выносу частиц песка и цементирующего материала породы на поверхность. В литературе обычно разрушение призабой-ной зоны объяснялось лишь тем, что силы сцепления между
218
частицами, слагающими пористую среду, разрушаются под действием больших градиентов давления, возникающих при движении газа к забою скважины.
Если этот градиент давления превышает некоторое максимально допустимое значение, происходит разрушение приза-бойной зоны. Твердые частицы, попадая на забой скважины, смешиваются с находящейся там жидкостью и при недостаточной скорости выноса образуется непроницаемая песчаная пробка, которая перекрывает часть вскрытого интервала пласта (до 80 % вскрытого перфорированного участка пласта). В результате возрастает депрессия на работающий интервал, наступает режим Q > Q4,, тем самым усиливая процесс разрушения пласта.
Опыт показывает, что в среднем ниже башмака фонтанных труб работает интервал пласта не более 1 5 м. Эксплуатация скважин с разрушением призабойной зоны, образованием песчаных пробок на забое и выносом песка на устье недопустима никакими экономическими соображениями. Их следует относить к разряду аварийных и подлежащих ремонту, если не удается обеспечить эксплуатацию без разрушения призабойной зоны пласта.
Если скорости восходящего потока газа в стволе скважины достаточно высоки, происходит вынос частиц на поверхность. Вынос твердых частиц из пласта может приводить к образованию песчаных пробок, а также к истиранию подъемной колонны труб и поверхностного оборудования движущимися в потоке газа частицами породы. В некоторых случаях это приводит к разрушению оборудования, а большие утечки газа к открытому фонтанированию или грифо-нообразованию. Вот почему вопросу об эксплуатации продуктивных пластов, представленных слабосцементированны-ми рыхлыми, разрушающимися коллекторами, должно уделяться особое внимание, предотвращать их, оборудуя специальными фильтрами или укрепляя смолами и т.п.
Практика разработки месторождения показывает, что небольшие количества песка, выносимого в процессе кратковременного исследования скважин или кратковременных продувок скважин, как правило, существенного вреда не оказывают, если они проводятся при надлежащем контроле за примесями и опыте исследователей.
Однако длительная эксплуатация скважин при дебитах, приводящих к разрушению призабойной зоны, сопровождается большими опасностями, создает аварийные ситуации и недопустима.
219
Разрушению призабойной зоны пласта, как было сказано выше, способствует эксплуатация при Q > <Экр, сопровождаемая акустическим шумом на забое, приводящим к колебаниям газа и породы. При росте дебитов интенсивность шума растет и достигает критического значения, при котором начинается разрушение пласта.
Дебит газа, при котором начинают выноситься частицы породы, и интервал пласта, который начинает разрушаться наиболее четко, определяют по результатам глубинных акус-тико-гидродинамических исследований. АГДМ довольно четко можно фиксировать вплоть до выноса песка из каждого перфорационного канала путем исследований скважин на разных режимах, а также по характеру и количеству примесей, собираемых в сепараторах в процессе эксплуатации. Если дебит газа ограничивается вследствие разрушения приза-бойной зоны в процессе эксплуатации данной скважины, следует устанавливать дебит не выше верхней границы закона Дарси, т.е. энергосберегающий режим работы скважины. В процессе разработки значения как предельного энергосберегающего дебита Q4,, так и минимального дебита, при котором начинается разрушение пласта, снижаются.
Для увеличения предельного значения допустимой депрессии в рыхлых коллекторах и предотвращения их разрушения предусматриваются работы по креплению призабойной зоны и установка специальных фильтров, а также работы по увеличению Q4,.
О б р а з о в а н и е я з ы к о в к о н ус о в о б в о д н е н и я. В месторождениях с активным водонапорным режимом и особенно, когда газоводяной контакт находится близко от нижней отметки перфорационных отверстий, дебит газа ограничивают вследствие опасности обводнения, что главным образом зависит от перепада давления и состояния призабойной зоны и режима фильтрации. Как показали исследования, возникновение акустических колебаний на забое при притоке газа по трехчленному закону способствует подтягиванию воды к забою скважины, в первую очередь, по высокопроницаемым пропласткам.
Образование конусов подошвенной воды и прорыв краевой воды в скважины могут привести к существенному снижению проницаемости призабойной зоны и даже к практическому прекращению поступления газа в скважину.
Техника эксплуатации газовых скважин не позволяет добывать газ со значительным содержанием воды, так как воз-никаюгцая при этом необходимость транспортировки по
220
промысловым газопроводам и сепарации значительного количества воды приводит к усложнению и удорожанию системы обустройства газопромысла.
Возможность преждевременного обводнения скважины определяется в основном расстоянием от забоя до зеркала подошвенных вод или до контура краевых вод, проницаемостью пласта по вертикали и горизонтали, степенью неоднородности коллекторов и режимов эксплуатации скважины. Существуют некоторый оптимальный режим и определенная степень вскрытия пласта, позволяющие обеспечить так называемый предельный безводный дебит скважины.
