Освоение нагнетательных скважин.

Целью освоения нагнетательной скважины является получение возможно большего коэффициента поглощения или приемистости, который определяется как отношение изменения количества нагнетаемой воды к соответствующему изменению давления нагнетания

   ,

или в дифференциальном виде

   .

При больших значениях коэффициента приемистости возможна закачка в пласт расчетных количеств воды при относительно низких давлениях нагнетания. Это позволяет сократить энергетические затраты на поддержание пластового давления и некоторое количество нагнетательных скважин.

При освоении нагнетательных скважин очень важно очистить поровые каналы призабойной зоны от грязи и всех взвешенных частиц, которые могут закупоривать поры пласта при нагнетании воды.

Нагнетательные скважины бурятся в водонасыщенной (например, законтурные) и в нефтенасыщенных (скважины разрежающих рядов или внутриконтурные) частях пласта. Методы их освоения различны. Законтурные скважины осваиваются непосредственно под нагнетание воды, а скважины пробуренные в нефтенасыщенных частях предварительно эксплуатируются на нефть для получения самой нефти, а также для понижения пластового давления в зоне скважины. При осваивании под нагнетание внутриконтурного ряда нагнетательных скважин осваивание осуществляется через одну, т.е. одна скважина ряда используется под нагнетание воды, а соседняя эксплуатируется как нефтяная с максимально возможным отбором жидкости.

Максимально возможный отбор нефти из скважин нагнетательного ряда производится до тех пор, пока в их продукции появится пресная вода, нагнетаемая в соседние водяные скважины. Это освоение позволяет сформировать в нефтенасыщенной части пласта линейный фронт нагнетаемой воды, вытесняющий нефть к эксплуатационным рядам скважин.

По степени трудности освоения нагнетательные скважины можно условно разделить на три группы.

1 группа. Скважины, пробуренные в монолитных однородных песчаниках с хорошей проницаемостью  в пределах (0,5-0,7)10-12 м2 и толщиной пласта более 10 м. Они осваиваются простейшими способами таким как промывка с последующим интенсивным поршневанием для создания чистых дренажных каналов в призабойной части пласта.

2 группа. Скважины, вскрывающие пласты с глинистыми прослоями, песчаники которых имеют пониженную проницаемость. Общая толщина песчаных прослоев обычно составляет от 6 до 12 м. Средний удельный коэффициент приемистости таких скважин примерно в 2 раза меньше, чем у скважин 1 группы. Скважины 2 группы трудно осваиваемые и требуют специальных методов освоения или целого комплекса таких методов. Характеризуются затуханием поглотительной способности и периодическими остановками для мероприятий по восстановлению приемистости.

3 группа. Скважины, вскрывающие пласты с глинистыми прослоями, чередующимися с проницаемыми песчаниками с малой суммарной толщиной и низкой проницаемостью. Удельные коэффициенты приемистости составляют менее 0,1 м3/(сут · Мпа).

Освоение таких скважин под нагнетание затягивается на несколько месяцев и требует применения самых эффективных методов воздействия на их призабойную зону, как, например, поинтервального гидроразрыва пласта, кислотных обработок и очень больших давлений нагнетания, соизмеримых с горным. Приемистость скважин 3 группы быстро уменьшается и через некоторое время проводятся работы по ее восстановлению. Для таких скважин особенно жесткими становятся требования к закачиваемой воде, которая не должна содержать крупных взвешенных частиц (КВЧ) и гидроокись железа.

При освоении нагнетательных скважин используются следующие технические приемы.

1. Интенсивные промывки и обратные с расходом до минимально возможного и стабильного содержания КВЧ в обратном потоке. Воду для промывки берут из нагнетательного водовода или закачивают насосным агрегатом по закольцованной схеме с обязательным предварительным отстоем воды в специальных емкостях. При этом тщательно контролируются выходящая и нагнетаемая воды на содержание КВЧ. Вообще скважины промывают после всех операций, проводимых для увеличения их поглотительной способности.

2. Интенсивный дренаж скважины для очистки призабойной зоны.

Дренаж осуществляется различными методами.

2.1 Поршневанием при максимально возможной глубине спуска поршня при этом необходимо установить пакер, изолирующий кольцевое пространство. В последнем случае удается получить большие депрессии на пласт.

2.2 Компрессорным способом. Жидкость из скважины отбирается с помощью передвижного компрессора при условии, что последний позволяет продавить жидкость до башмака НКТ. Трубы в этом случае должны быть спущены до верхних дыр фильтра. Сверление в НКТ пускового отверстия для снижения необходимого давления компрессора в данном случае нежелательно, так как при последующем нагнетании воды через это отверстие давление будет передаваться в затрубное пространство. Использование пускового отверстия возможно только лишь в период интенсивного дренирования. Дренирование производится до стабилизации КВЧ при постоянном контроле за его содержанием.

2.3 Насосным способом (ПЦЭН) до стабилизации КВЧ.

2.4 Самоизливом при интенсивном водопритоке, т.е. сбросом воды из скважины в канализацию.

3. Солянокислотные обработки призабойных зон скважин, вскрывших карбонатные пласты или пласты, содержащие карбонатный цементирующий материал, а также для растворения окалины.

4. Гидравлический разрыв пласта (ГРП). Скважины 3 группы обычно удается освоить только после ГРП и ряда последующих операций (дренаж, промывка). Однако в горизонтах, представленных чередованием глин и песчаников, ГРП не эффективен, так как трещины образуются в одном наиболее проницаемом прослое. Лучшие результаты получаются при поинтервальном ГРП, т.е. гидроразрыве каждого прослоя. При этом необходимо применение двух пакеров, спускаемых на НКТ и устанавливаемых выше и ниже намечаемого для обработки интервала.

5. Промывка скважины НКТ и водоводов водопесчаной смесью. Часто малоэффективность освоения нагнетательных скважин или малые приемистости являются результатом быстрого загрязнения поверхности пласта окалиной и твердыми частицами, приносимыми водой из водоводов.

Для их очистки водоводы и скважины промывают водопесчаной смесью с помощью цементировочных агрегатов. При таких промывках из скважины или водовода выходит густая, черная водопесчаная смесь с ржавчиной в зависимости от интенсивности прокачки, вода светлеет и содержание в ней КВЧ и железа уменьшается до следов.

6. Нагнетание в скважину воды в течении нескольких часов под высоким давлением, превышающим нормальное давление нагнетания, в тех случаях, если коллектор имеет некоторую естественную трещиноватость. Для этого к скважине подключают несколько насосных агрегата и создают дополнительное давление, при котором естественные трещины в пласте расширяются и поглотительная способность скважины резко возрастает. Такая операция представляет собой упрощенный вариант ГРП, после которого в пласте происходит необратимый процесс раскрытия трещин, через которые глубоко в пласт прогоняются взвесь и глинистые осадки.

7. Предварительная обработка горячей или нефть нефтяных скважин, предназначенных под нагнетание, для удаления парафиновых и смолистых накоплений в призабойных зонах. Подогрев осуществляют от паровых передвижных установок, смонтированных на автомобильном ходу (ППУ).

Расход нагнетаемой воды обычно увеличивается быстрее, чем растет давление нагнетания, т.е. коэффициент поглотительной способности увеличивается с ростом давления нагнетания. Глубинные исследования расходомерами показали, что при этом возрастает и интервал поглощения, а следовательно, и охват пласта процессом вытеснения по толщине в результате увеличения раскрытости естественных трещин и присоединения дополнительных прослоев пласта к процессу поглощения жидкости.