Особенности конструкций скважин ПХГ

Выбор конструкции скважины на подземных хранилищах газа (ПХГ), которые создают на истощенных газовых (нефтяных) залежах, водоносных горизонтах и соляных кавернах, должен быть обоснован. Как правило, глубина залегания таких объектов не превышает 2000 м (в основном 800-1200 м), начальные коэффициенты аномальности пластовых давлений изменяются от 0,2 до 1,2, а дебиты скважин на ПХГ – от 2,0 до 1500 тыс. м³/сут (в среднем 120-350 тыс. м³/сут).

Циклические изменения режима работы скважин (закачка-отбор) обуславливают колебания устьевых давлений от 1,5 – 2,0 до 18 МПа; температур – от 4 до 75 ºС и влажности. Скважины ПХГ обычно сооружают вблизи застроенных территорий при небольших расстояниях между устьями. Особые, отличные от стандартных повышенные требования к строительству скважин на ПХГ должны обеспечивать:

1. Долголетний срок службы, значительно превышающий обычные сроки разработки газовых залежей;

2. Предупреждение неконтролируемого выхода газа из скважин на дневную поверхность, загрязнение подземных источников водоснабжения и воздушного бассейна в связи с расположением объектов ПХГ обычно вблизи крупных городов и густонаселенных районов;

3. Сохранение естественной проницаемости пород в призабойной зоне скважин при вскрытии пласта, освоении скважин в условиях резких изменений пластового давления в течение годового цикла работ ПХГ.

Конструкция забоя скважины в продуктивном пласте зависит от многих факторов, в том числе от конструкции скважины, типа коллектора, его проницаемости, степени однородности и устойчивости пород коллектора и склонности его к разрушению в процессе разработки объекта, толщины продуктивного пласта и т.д. Конструкция забоя может быть: открытой, закрытой, смешанной, предотвращающей разрушение и вынос пластового песка.

Прочность пород, слагающих продуктивный горизонт, и склонность их к разрушению в процессе разработке являются основными условиями, определяющими необходимость крепления забоя скважины.

Если продуктивный пласт сложен непрочными породами (в основном это песчаные породы), то необходимо применять конструкцию забоя, обеспечивающую предотвращение разрушения пласта и выноса породы. В ряде случаев, особенно в скважинах ПХГ, призабойную зону необходимо оборудовать противопесочными фильтрами, наиболее эффективные из которых гравийные.

Продуктивные горизонты, представленные прочными трещинными и порово-трещинными коллекторами, эксплуатируются скважинами с открытым забоем или перекрытым перфорированной обсадной колонной или хвостиком, не зацементированным в интервале продуктивного пласта.

В том случае, когда продуктивный горизонт независимо от типа коллектора представлен неоднородными по проницаемости породами, следует применять закрытый забой, т.е. забой, перекрытый зацементированной перфорированной обсадной колонной (хвостовиком).

Наличие в непосредственной близости (до 5 м) от продуктивного горизонта напорного пласта (вода, газ) обуславливает использование конструкции смешанного типа.

При проектировании конструкции забоя необходимо учитывать толщину продуктивного пласта. Так, в карбонатных породах при толщине пласта более 100 м рекомендуется использование конструкции забоя смешанного типа; в терригенных неустойчивых коллекторах при толщине пласта более 10 м рекомендуются фильтры различного типа (гравийный, из высокопроницаемого тампонажного материала и т.д.).

При выборе конструкции забоя для карбонатных коллекторов следует учитывать показатели, характеризующие устойчивость пород пласта и его фильтрационные свойства.

Устойчивость пласта-коллектора определяется при предельно допустимых перепадах давления (наличие или отсутствие пластового песка в продукции скважины при ее исследовании). При проектировании конструкции забоя скважин на ПХГ следует учитывать дополнительно условия и особенности их работы. Выбор конструкции скважины производится согласно схеме, представленной на рисунке 3.3:

а, б, в – приведены конструкции с открытым забоем: продуктивный горизонт открыт и не зацементирован, при этом конструкция может быть с фильтром, так и без него;

г, д – конструкция забоев смешанного типа: нижняя часть продуктивного объекта открыта, а верхняя перекрыта обсадной колонной с последующим её цементированием и перфорацией;

е – приведена конструкция с закрытым забоем: продуктивные горизонты перекрыты сплошной или потайной колонной с последующим цементированием скважины и вскрытием перфорацией;

ж – конструкция забоя для предотвращения выноса песка: против продуктивного пласта установлены забойные фильтры;

з - конструкция забоя для предотвращения выноса песка: призабойная зона закреплена проницаемым тампонажным материалом.

Рисунок 3.3 – Схема выбора конструкции призабойного участка скважины

Скважины на ПХГ эксплуатируются в циклическом режиме (закачко- отбор),обусловливающем резкие колебания в призабойной зоне пласта давлений, температуры и влажность.

Кроме того, продолжительность эксплуатации скважин на ПХГ в несколько раз превышает время эксплуатации обычных эксплуатационных скважин. Учитывая эти особенности, скважины на ПХГ, сооружаемые даже в относительно устойчивых пластах-коллекторах порового или порово- трещинного типа, необходимо оборудовать противопесочными фильтрами.

В зависимости от физико-механических характеристик пласта- коллектора, его толщины и глубины залегания наибольшее применение получили гравийные фильтры следующих основных типов:

1. В открытом расширенном забое скважины;

2. В расширенном и перекрыто перфорированной на поверхности обсадной колонной или хвостовиком;

3. В перекрытом зацементированной и перфорированной обсадной колонной.

Наиболее эффективна конструкция открытого расширенного забоя с оборудованием его гравийным фильтром и использованием в качестве несущего каркаса сварного фильтра с трапецеидальным сечением проволоки.

С конструкциями скважин и оборудованием, которое применяется на промыслах, мы ознакомились в маршруте в Ставропольское управление аварийно-восстановительных работ (СУАВР). Оборудование, применяемое на промыслах представлено на рисунках 3.4, 3.5, 3.6 и 3.7.

21.06.13 (Пятница)

Рисунок 3.4 - Обсадные трубы (Ø 245мм)

Рисунок 3.5 – Элеватор

Рисунок 3.6 - Долота

Рисунок 3.7 - Центраторы

Дата добавления: 2015-08-20