Методи глушіння свердловин особливості розрахунку

Глушінням свердловини називається процес, який спрямований на створення зворотного тиску на гірські пласти і припинення появи флюїду породи. Розрахунок глушіння свердловини, цілі і завдання якого полягають у забезпеченні особливих умов при її бурінні, проводиться на стадії до поточних ремонтних робіт або до капремонту свердловини. Головною вимогою вважається дотримання правил безпеки виробництва, а також попередження викидів енергоресурсів (нафти і газу) в процесі роботи.

Основні особливості процесу

Заміна рідини в забої призводить до промивання всієї свердловини, при цьому обов'язково потрібно врахувати в розрахунках показники насосно-компресійних труб до максимально допустимого рівня. Потрібно взяти до уваги при розрахунку і заміну рідини на ділянці гирла, яка здійснюється по черзі; при цій роботі застосовується розчин, яким заповнюється вся свердловина. Необхідно уважно поставитися до якості розчину, його фізіологічним характеристикам (щільність, склад і т.д.), так само як і при використанні піни.

Ключові вимоги до розчинів для глушіння свердловин

Серед основних вимог, які висуваються до рідин, що використовуються в глушіння свердловин, можна назвати наступні:

Ступінь попадання фільтровану частинок, в тому числі твердого субстрату, в привибійну ділянку гірської породи повинна бути мінімальною. Відсоток вмісту суспензій повинен бути менше 30 мг на літр розчину.
Контакт з водами в гірському пласті не повинен порушувати стабільність рідини.
Видалення твердих частинок має відбуватися найбільш легким шляхом.
Фильтруемое речовина не повинна контактувати з глиною в зоні колектора.
В пористої частини пласта не повинні утворюватися опади.
Тиск рідини не повинно руйнувати цілісність армуючих елементів і обсадних труб.

Якщо в ході методу розрахунку глушіння свердловини потрібно поліпшити або відтворити необхідні властивості стовбура, рідина може мати в складі добавки, які можуть знизити натяг на прикордонній смузі з нафтовим продуктом, посилити водовідштовхувальну функцію, знизити відсоток водного насичення і т.д. Це можуть бути різні реагенти або поверхнево-активні речовини, а також інгібітори. Завдяки використанню таких розчинів можна зменшити час виведення свердловини в режим готовності, збільшити корисний об'єм видобутого продукту, багато в чому через зниження відсотка вмісту води.

Цілі розрахунків і завдання процесу

При здійсненні роботи по розрахунках і глушіння нафтової свердловини необхідно визначити ряд цілей і завдань, які є актуальними при роботі з рідинами:

За складом і щільності розчин не може вплинути на склад породи. При цьому гірський пласт не повинен бути несумісним з рідиною, в іншому випадку при глушіння відбудеться утворення осаду.
Частинки глинистого шару повинні інгібуватися, і склад рідини повинен містити фільтрат, завдяки чому при підвищенні рівня води в стволі не виникне ризику розбухання цих частинок.
Рідина для глушіння не виконує функції перепони.
Розчини не повинні впливати на стан техніки для глушіння і буріння свердловин.
Розчин не повинен вбиратися в грунт: він служить для гідрофобізації, зменшення натягу та інших ефектів.
Корозійний ефект може протікати з інтенсивністю менше 0,15 мм за рік.

При підвищеному температурному режимі розчин з якісним складом має властивості стійкості до перепадів температур, а також морозостійкості, що актуально в осінньо-зимовий період. Крім того, рідина не повинна мати токсичних елементів у складі, вона повинна бути вогнестійкою і безпечної з точки зору схильності вибухів.

Обчислення обсягу розчинів

Щоб зробити методи розрахунку глушіння свердловин для гірських пластів під нафтову свердловину, необхідно провести кілька дій; важливо також дотримати вимоги правил з безпеки. Для правильного обчислення об'єму рідини, яка потрібна для глушіння, потрібно дізнатися обсяг самого стовпа. При цьому береться до уваги не тільки обсяг НКТ, а й товщина трубкових стінок, а також глибина, на яку їх належить опустити.

При обчисленні обсягу рідини необхідно зробити, описані надалі методи розрахунків.

V ЖГ = (V ек - V нкт - V шт) * Кз

За цією формулою:

V ек = (п D2 / 4) * H - рівень обсягу рідини для свердловинних експлуатаційних колон, вимірюваний в кубометрах.
Н - визначник свердловини глибини, вимірюється в метрах.
D - внутрішній діаметр свердловини колони.
Кз - показник коефіцієнта запасу.
V нкт - обсяг особливого розчину, який виходить на поверхню після занурення НКТ;

вимірюється в кубометрах.

V нкт = (пх (d - d 1) / 4) х Hсп

За цією формулою:

d, d 1 - діаметр насосно-компресійних труб (зовнішній і внутрішній показники).
Н сп - глибина, на яку спускається насосне обладнання.
V шт - витісняється обсяг при зануренні металевих предметів (може бути відсутнім).

Ефекти відхилень при змінах в щільності розчину

При надмірному вбиранні рідини, яка використовується при глушіння нафтової свердловини, потрібно використовувати спеціальні засоби для блокування даного ефекту. При цьому потрібно обчислювати щільність розчину, для чого береться метод розрахунку за формулою виявлення тиску, яке знаходиться в прямій залежності від рівня рідини, що перевищує тиск гірського пласта. Відхилення за показниками розчинної щільності не повинні перевищувати 20 кг на кубометр в будь-яку сторону.

Рівень корозійного тиску повинен бути якомога нижче. Використовуваний розчин не повинен кристалізуватися при настанні холодів, тобто йому необхідно мати термостійкі властивості. Потрібно також контролювати рівень щільності розчину, ступінь його в'язкості. У випадках, якщо розробка і подальше глушіння нафтової свердловини проводиться в пластах, що містять сірководневі родовища, розчин повинен нейтралізувати його вплив на шахту.

Для того, щоб заміна розчину на свіже при глушіння свердловини уклалася в один цикл, необхідно обчислити при розрахунках питома вага за такою формулою:

pж = P пл х (1 + П) / Н х 0,098

рж - щільність рідини для свердловини.
Р пл - рівень пластового тиску.
Н - відстань від верхнього шару до початку стовбура.
П - ступінь безпеки робіт, що проводяться (обчислюється з наявності газів, небезпечних явищ і ефектів).

Особливості глушіння свердловини за одиничний цикл

Проводити глушіння в таких умовах стає можливим при дотриманні ряду аспектів:

Насосно-компресійні труби, які спущені до рівня перфорації або вище на сто метрів, метод заглушки виконується за один цикл.
Свердловини з УЕЦН, які влаштовані але лише на сто метрів вище перфорационного рівня, мають високу ступінь приемистости і можуть сприяти сильному продавлювання нижчих вод.
Показник обводнення свердловини становить більше половини, при цьому сама свердловина була закрита довше 48 годин.

Також методи глушіння свердловин можуть проводитися при використанні мінімального обсягу розчину з великим питому вагу. Суть методу розрахунку в даній ситуації полягає в тому, що рідина в пластах і сама нафта починають розшаровуватися, коли флюїд, який розташований в шахті, нерухомий. Спочатку вважається, що при закритій свердловині відбувається розпад води в стволі на різні фракції, а розташована під насосним обладнанням рідина вважається водою в гірських пластах.

Заглушка може проводитися протягом циклу, а розчин, який використовується при цьому, повинен мати підвищений показник щільності. Подібні методи глушіння свердловин можуть бути застосовані при дотриманні наступних правил:

Свердловина була закрита більше 2 діб.
Ступінь обводнення склала більше половини.

Буде потрібно дізнатися щільність рідини, використовуваної для глушіння свердловини, на обсяг стовпа при спуску, при якому тиск води буде мати потрібний показник.

В процесі буде відбуватися змішання важкого розчину з водою в пластах породи, коли перший буде осідати. Сама вода при цьому залягає нижче точки прийому насосного обладнання. Долив рідини при методиці глушіння потрібно проводити за допомогою питомої ваги самого розчину, який має середній арифметичний показник по всьому стовбуру. Формула методу розрахунку для глушіння:

pж = (P пл х (1 + П) - Р н) / Н х 9.8 х 10.6

pж - щільність розчину, використовуваного для глушіння.
Рн - тиск води в гірських пластах при глушіння.
Рпл - показник тиску в пласті.
Н - відстань від початку до кінця свердловини.
П - ступінь безпеки.
g - показник прискорення при вільному падінні.

Особливості методу глушіння свердловин із застосуванням піни

Згідно практичного досвіду за методом глушіння нафтових свердловин за допомогою спеціальної піни, після закінчення її заливки в стовбур починається перекачування з простору між трубою і всередині неї. Таким чином, тиск в забійній зоні може бути зменшено наполовину і більше в порівнянні з початковим значенням при глушіння.

Перелив піни зі стовбура може відбуватися з таких причин:

Ефект розширення субстанції через падіння тиску на гідропотері при терті.
Розширення субстанції через перепад температур при глушіння свердловини: показник збільшується до температури пластів.
Додаткове розширення речовини, яке відбувається через додаткового тепла, яке врівноважує падіння температур при падінні тиску.

Дані процеси при глушіння трапляються одноразово, і якщо вся енергія, яка призводить до розширення піни, дорівнює зростанню її обсягу, а також витрат на тертя, перелив закінчується.

Таким чином, щоб переливу субстанції зі стовбура не відбулося, глушіння повинно проводитися з урахуванням закачування деякої кількості розчину не тільки між трубою і пластами, а й в саму трубу. Тиск розчину в цьому випадку врівноважує тиск, який утворюється від самої піни, оскільки відбувається її розширення від перепаду температур, наявності додаткового тепла і пружності.

Загальна формула залежності:

Ргр = РТР п + Ртра + Pv

ргр - тиск стовпа, яке формується в процесі глушіння.
РТР п - втрати тиску на тертя, які відбуваються в процесі переливу.
а - коефіцієнт енергозапасів субстанції.
р, - тиск самої піни.

Показник ргр уточнюється по промислової інформації в ході глушіння.