Заканчивание скважин и испытания

Заканчивание скважин — это систематический технологический процесс при разработке нефтяных месторождений, устраняющий разрыв между бурением пласта-коллектора и вводом скважины в эксплуатацию. Он охватывает все операции: от первоначального вскрытия продуктивной зоны, спуска обсадной колонны и цементирования, перфорации, установки эксплуатационной колонны и, наконец, притока скважины для начала добычи.

В фундаментальном обзоре из отраслевого источника «Petroleum Papers» изложены основные цели проектирования заканчивания и подробно описаны методы первичного заканчивания, используемые для вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин.

Процесс завершения руководствуется двумя основополагающими принципами:

• Максимизация потенциала резервуара:Защищайте продуктивный пласт на протяжении всего процесса,-с момента его бурения до начала добычи,-чтобы обеспечить максимальную производительность скважины.
• Оптимизация использования энергии:Используйте проект заканчивания скважин, чтобы эффективно использовать природную энергию пласта и ввести скважину в эксплуатацию, используя наиболее эффективный и экономичный метод.

Выбор метода заканчивания определяет способ соединения пласта со стволом скважины. Наиболее распространенные методы включают заканчивание скважин с открытым стволом, перфорированным хвостовиком, щелевым хвостовиком и гравийным фильтром.

1. Заканчивание открытого ствола

В этом методе продуктивная зона остается без цементированной обсадной колонны или хвостовика; порода-коллектор непосредственно контактирует со стволом скважины. Существует два основных типа: заканчивание «босиком», когда пласт бурится после установки обсадной колонны на его вершину, и «более позднее» заканчивание открытым стволом, когда обсадная колонна устанавливается после бурения продуктивной зоны (сегодня используется редко).

Преимущества:

• Максимальная производительность:Обеспечивает максимально возможную площадь притока, в результате чего получается «гидродинамически совершенная» скважина с минимальным сопротивлением потоку и потенциально высокими дебитами.
• Простота и низкая стоимость:Позволяет избежать сложных операций, таких как перфорирование или гравийная набивка, что делает процесс быстрее и дешевле.

Недостатки:

• Отсутствие контроля за оползнями пласта и выносом песка.
• Отсутствие зональной изоляции, что приводит к взаимодействию зон с разными давлениями или жидкостями.
• Невозможность провести выборочную стимуляцию (например, гидроразрыв или кислотную обработку) или контролировать добычу из отдельных пластов.

Применимость:Подходит только для одиночных, компетентных (твердых, стабильных) коллекторов без прослоев сланцев, водных зон и газовых шапок.

2. Перфорированное заканчивание

Это наиболее широко используемый метод в мире (более 90% скважин), включающий спуск и цементирование обсадной колонны по всей зоне с последующим созданием коммуникационных отверстий (перфораций). Это можно сделать с заполненными обсадными колоннами или с зацементированным хвостовиком, подвешенным к предыдущей обсадной колонне.

Преимущества:

• Обеспечивает превосходную поддержку скважины в слабых или рыхлых пластах.
• Эффективно изолирует различные зоны, предотвращая перекрестный-переток и позволяя выборочно производить, тестировать и стимулировать.
• Совместимость с передовыми технологиями, такими как заканчивание скважин с несколькими-трубками.

Недостатки:

• Пласт-коллектор подвергается воздействию буровых и цементных растворов в течение более длительных периодов времени, что увеличивает риск повреждения пласта.
• Он «гидродинамически несовершенен» — поток сходится к перфорационным отверстиям, создавая дополнительный перепад давления в скважине-и снижая эффективность по сравнению с открытым стволом.
• Высокое-качество цементирования и адекватное проникновение перфорации имеют решающее значение для успеха.

Применимость:Подходит для подавляющего большинства резервуаров, особенно там, где необходима зональная изоляция или контроль песка.

3. Завершение изготовления щелевого вкладыша (или сита)

Труба с заранее-вырезанными пазами (хвостовик с прорезями) или проволочный-экран пропускается через секцию коллектора с открытым стволом. Его часто используют для обеспечения поддержки скважины при сохранении высокой производительности.

Преимущества:

• Предлагает множество преимуществ открытого ствола (большая площадь притока, низкая стоимость), предотвращая при этом обрушение скважины.
• Можно использовать буровые растворы, совместимые с пластом, поскольку цемент не помещается в пласт.
• Вкладыш часто можно извлечь для ремонта или замены (в «предварительно-установленных» установках).

Функция:Размер щелей или экранных зазоров позволяет пропускать пластовые флюиды, сохраняя при этом большую часть пластового песка. Он обеспечивает определенную степень контроля песка, особенно для более крупных песков.

Применимость:Широко используется в компетентных, но рыхлых пластах с умеренной добычей песка, в одиночных толстых коллекторах без необходимости изоляции зон и очень часто в горизонтальных скважинах.

4. Завершение строительства гравийной набивки

Это основной метод контроля сильного выноса песка в слабоконсолидированных пластах. По зоне пропускается сито, и тщательно отсортированный по размеру гравий закачивается в затрубное пространство между ситом и пластом (открытый ствол) или обсадной колонной (обсаженный ствол). Гравий действует как фильтр, удерживая пластовый песок на месте.

• Процедура:Гравийную набивку можно накладывать в открытом стволе (требуется под-расширение для более толстой набивки) или внутри обсаженного ствола (после перфорации выстрелами высокой-плотности и большого-диаметра). Гравий переносится вязкой жидкостью и плотно укладывается вокруг сита.
• Преимущества:Создает стабильный фильтр с высокой проницаемостью, который эффективно останавливает образование песка, сохраняя при этом хорошую производительность.
• Почему экраны предпочтительнее вкладышей с прорезями?Предпочтительнее использовать проволочные-сетки, поскольку они обеспечивают точный и равномерный зазор (всего 0,12 мм), подходящий для мелкозернистого песка, превосходную коррозионную стойкость и гораздо большую площадь притока по сравнению с футеровками с прорезями.
• Предварительно-готовые экраны:Более простая альтернатива: гравий на заводе-упаковывается между двумя концентрическими ситами. Несмотря на то, что они проще в установке и имеют более низкую стоимость, 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.

Те же принципы применимы и к горизонтальным скважинам, но методы адаптированы для длительного контакта пласта. Общие методы включают в себя:

• Открытое отверстие:Для стабильных образований.
• Щелевой вкладыш:Самый распространенный метод для горизонтальных скважин, обеспечивающий крепь скважины.
• Хвостовик с прорезями и внешними пакерами обсадной колонны (ECP):Обеспечить сегментацию и зональную изоляцию вдоль длинного горизонтального участка.
• Перфорированный вкладыш:Цементированные и перфорированные вкладыши встречаются реже.
• Гравийный пакет:Используется в горизонтальных скважинах, требующих контроля выноса песка.
• Интеллектуальные дополнения:Усовершенствованные системы со скважинными датчиками и клапанами с дистанционным управлением для мониторинга и контроля добычи из нескольких зон горизонтального ствола скважины.

Выбор правильного метода заканчивания является основополагающим решением в технологии производства. Он уравновешивает характеристики пласта, производственные требования и экономические факторы. От простоты открытой скважины до сложности гравийной набивки — каждый метод служит определенной цели. Понимание этих основ необходимо для обеспечения оптимального соединения ствола скважины с пластом, защиты потенциала пласта и обеспечения безопасности и эффективности. Для получения более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с командой Vigor для получения более подробной информации о продукте.