Комплексный анализ методов заканчивания

После отхода буровой установки начинается ответственная работа по освоению скважины. Этот процесс превращает голую скважину в безопасный, контролируемый и эффективный канал добычи углеводородов. Он охватывает все операции с момента первого вскрытия продуктивного пласта до передачи скважины в эксплуатацию.

Заканчивание скважины – это процесс создания надежного и эффективного пути потока между пластом и стволом скважины. Этот путь должен быть адаптирован к конкретным геологическим особенностям залежи и техническим требованиям разработки.

Основные этапы завершения обычно включают в себя:

• Корпус:Спуск стальных обсадных колонн в скважину для изоляции различных геологических зон, поддержки стенки скважины и создания барьера давления.
• Цементирование:Закачка цементного раствора в затрубное пространство между обсадной колонной и пластом. После затвердевания цемент фиксирует обсадную колонну на месте и обеспечивает постоянную изоляцию зон.
• Перфорация:Использование перфоратора для создания отверстий в обсадной колонне и цементной оболочке, устанавливая начальное соединение для поступления пластовых флюидов в ствол скважины.
• Стимуляция:Для многих скважин, особенно на нетрадиционных ресурсах, таких как сланцы, гидроразрыв является важным этапом заканчивания. Жидкость под высоким-давлением закачивается для создания сети трещин в коллекторе, которые раскрываются такими материалами, как песок, создавая пути с высокой-проводимостью для нефти и газа.

Выбор оптимального метода заканчивания является важным инженерным решением. Эффективное заканчивание должно удовлетворять нескольким основным целям, чтобы обеспечить долговечность и экономическую жизнеспособность скважины. Должно:

• Максимизируйте возможности подключения:Обеспечьте наилучшее соединение между пластом и стволом скважины с минимальным повреждением пласта.
• Минимизируйте сопротивление потоку:Обеспечьте как можно большую площадь притока, чтобы уменьшить сопротивление при попадании жидкости в скважину.
• Обеспечьте зональную изоляцию:Эффективно изолируйте зоны нефти, газа и воды, чтобы предотвратить перекрестное-потоков, образование конусов и меж-зональное взаимодействие.
• Контроль производства песка:Предотвращайте попадание пластового песка в ствол скважины, который может вызвать эрозию и обрушение, обеспечивая долгосрочную-производительность.
• Разрешить будущие операции:Быть совместимым с механизированной добычей и позволять будущие зональные обработки, такие как гидроразрыв, кислотная обработка, закачка воды или газа.
• Удовлетворение конкретных потребностей резервуара:Для тяжелой нефти необходимо использовать методы термической добычи, такие как закачка пара.
• Включите гибкость жизненного цикла:Учитывайте возможность зарезки боковых стволов или горизонтального бурения на более поздних стадиях разработки.
• Быть экономичным-эффективным:Процесс должен быть максимально простым и экономичным.

Завершенная скважина представляет собой интегрированную систему, состоящую из трех основных частей:

• Устьевое оборудование:Сборка на поверхности, включая головку обсадной колонны, головку НКТ и рождественскую елку. Его функции заключаются в подвешивании скважинных обсадных и насосно-компрессорных труб, герметизации затрубных пространств, управлении добычей и обеспечении доступа для закачек (пара, воды, химикатов) или проведения ремонтных работ.
• Строка завершения:В скважину спускаются трубы (НКТ, обсадная колонна) и скважинный инструмент. Конкретная конфигурация сильно варьируется в зависимости от того, добывающая это скважина или нагнетательная, а также от выбранного метода механизированной добычи (например, штанговый насос, ЭЦН, газлифт).
• Нижнее-отверстие в сборе:Комбинация инструментов и труб в самом низу колонны, разработанная в соответствии с выбранным методом заканчивания (например, пакер и фильтр для гравийной набивки).

В руководстве подробно описаны наиболее распространенные типы заканчивания, каждый из которых имеет свои особенности применения и ограничения.

1. Перфорированное заканчивание

Это наиболее широко используемый метод в мире (около 90% скважин). Он включает в себя спуск и цементирование обсадной колонны по продуктивной зоне, а затем ее перфорацию.

• Перфорация корпуса:Скважина пробурена на полную глубину, эксплуатационная колонна цементирована, зона перфорирована. Это позволяет выборочно завершать интервалы, изолировать проблемные зоны (вода, газ) и облегчает многозонную стимуляцию.
• Перфорация вкладыша:Часто встречается в более глубоких скважинах. Бурение прекращается над пластом, устанавливается промежуточная обсадная колонна. Долото меньшего размера бурит пласт, а перед перфорацией к промежуточной обсадной колонне подвешивается зацементированный хвостовик. Это снижает стоимость и позволяет бурить пласт с более совместимой жидкостью.

2. Заканчивание открытого ствола

Интервал пласта остается без обсадной колонны или хвостовика, в результате чего поверхность пласта полностью обнажена.

• Процедура:Обсадная колонна устанавливается и цементируется непосредственно над кровлей резервуара. Затем долото меньшего размера просверливает пласт, оставляя его открытым.
• Преимущества и ограничения:Обеспечивает максимальную экспозицию и потенциально высокую производительность. Однако его использование весьма ограничено. Он не подходит для резервуаров, требующих стимуляции (например, гидроразрыва) или где сланцы могут отслоиться. Когда-то распространенное в компетентных карбонатах, оно в значительной степени было заменено перфорированными заканчиваниями из-за необходимости лучшего зонального контроля.

3. Завершение борьбы с песком

Необходим для скважин в рыхлых или слабоконсолидированных пластах, где добыча песка представляет собой риск. К основным методам относятся механические и химические методы.

• Комплектация вкладыша с прорезями:Поперек зоны размещается вкладыш с заранее-вырезанными прорезями. Прорези спроектированы так, чтобы пропускать более мелкие частицы, задерживая при этом более крупные, которые образуют стабильный «песчаный мостик» снаружи футеровки. Ширина щели, определяемая размером зерен пласта, имеет решающее значение. Ключевым ограничением является то, что фрезы обычно устанавливают минимальную ширину паза 0,5 мм. ​​​​​​Процедура:Предпочтительный метод включает установку промежуточной обсадной колонны над пластом, бурение продуктивной зоны, а затем спуск и подвешивание хвостовика с прорезями. Это защищает пласт от повреждения цемента и позволяет при необходимости извлечь хвостовик.

• Завершение экрана (например, проволочный-экран):Фильтр, часто изготовленный из проволоки из нержавеющей стали, обернутой вокруг базовой трубы с прорезями, прокладывается через продуктивный интервал. Прецизионно-навитая проволока создает равномерный зазор (всего 0,12 мм), который блокирует пластовый песок. Сита с проволочной-намоткой обеспечивают высокую коррозионную стойкость, большую площадь притока и подходят для более широкого диапазона размеров песка, чем щелевые вкладыши. Современные достижения включают в себя экраны,-вырезанные лазером, с повышенной устойчивостью к разрушению.

• Завершение гравийной набивки:Это высокоэффективный метод для добычи песка в тяжелых условиях. В ствол скважины устанавливается экран, а в затрубное пространство между экраном и пластом (открытый ствол) или обсадной колонной (обсаженный ствол) закачивается гравий особой фракции. Гравийная набивка действует как фильтр, удерживая пластовый песок на месте и позволяя жидкости течь свободно.

Типы:Может выполняться в открытом стволе (требуется под-расширение для более толстой пачки) или в обсаженном стволе (после перфорации выстрелами высокой-плотности и большого-диаметра).

Критические факторы успеха:

Размер гравия:Обычно выбирают так, чтобы размер зерна в 5-6 раз превышал средний размер зерен (D50) пластового песка.

Качество гравия:Должен соответствовать строгим стандартам API по единообразию размеров (негабаритные<0.1%, undersized <2%), strength (crush resistance), sphericity, roundness (>0,6) и растворимость в кислоте (<1%).

Выбор экрана:Прорезь сита должна быть меньше самого мелкого гравия (обычно от 1/2 до 2/3 наименьшего размера гравия), чтобы пакет мог удерживаться. Имеется общая таблица соответствия.

• Предварительно-готовые экраны:Более простая альтернатива заводского изготовления-, в которой гравий укладывается между двумя концентрическими ситами. Хотя они проще в установке и дешевле, они, как правило, менее эффективны и долговечны, чем полный гравийный фильтр, поскольку они в первую очередь предотвращают попадание песка в НКТ, а не стабилизируют поверхность пласта. Они до сих пор широко используются, особенно в горизонтальных скважинах.
• Химическое уплотнение песка:Этот метод включает в себя введение в пласт химических веществ (например, смол), которые связывают песчинки вместе, создавая компетентную проницаемую массу. Его можно применять в качестве «искусственной стенки скважины» с использованием смеси уплотняющего агента, порообразователя и проппанта, или в качестве чистой консолидирующей обработки.

Применимость:В первую очередь подходит для одиночных тонких зон (толщиной около 5 метров), а не для длинных интервалов или толстых слоев.

Типы:Существуют различные системы, в том числе цементный раствор, фенольная смола, гравий,-покрытый смолой, и консолидация-фенола-формальдегида на месте. Каждый из них имеет определенные преимущества, ограничения и применимость в отношении температуры пласта и размера зерен песка.

• Комбинированный контроль песка:Этот подход объединяет механические и химические методы для повышения надежности в сложных стволах скважин, стремясь к большей эффективности, но с повышенной эксплуатационной сложностью.
•  

Заканчивание скважины – это сложный, многоэтапный-инжиниринговый процесс, от которого зависит продуктивность, безопасность и срок службы скважины. Выбор правильного метода-от универсального перфорированного заканчивания до специализированных методов борьбы с выносом песка, таких как гравийная набивка-требует глубокого понимания геологии пласта и проблем добычи. Успешно завершенная скважина плавно объединяет пласт-коллектор с поверхностью, обеспечивая безопасную, эффективную и максимальную добычу углеводородов с первого дня добычи до ее последних дней. Для получения более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с командой Vigor для получения более подробной информации о продукте.