Методы и средства геофизических исследований скважин

3) для вскрытия пласта требуется несколько спуско-подъемов перфоратора;

4) перфорация в газовой среде;

5) перфорация на малых глубинах при гидростатическом давлении в скважине менее 5 МПа (поскольку перфораторы типа ПНК однократного использования разрушаются при малых давлениях окружающей среды);

6) перфорация при депрессии на пласт на больших глубинах в условиях высоких температур (поскольку перфораторы типа ПНК имеют соответствующие ограничения, применяют малогабаритные высокотермостойкие перфораторы типа ПКОС).

Перфорацию в условиях депрессии аппаратами, спускаемыми на кабеле, успешно применяют в районах Северного Кавказа, па Украине, в Средней Азии. Планируется ее значительное расширение во всех районах Советского Союза.

Несмотря на высокую эффективность вскрытия пласта при депрессии иногда пробитые каналы могут оказаться недостаточно очищенными, тем более что для безаварийности процесса перфорации аппаратами, спускаемыми па кабеле, как было указано выше, Др_д следует ограничивать величиной 3,5 МПа. Поэтому в некоторых случаях, когда допустимо, как и после вскрытия пласта в условиях репрессии, целесообразно производить описанную выше дополнительную очистку каналов методом ударной депрессии.

Применение перфораторов типа ПНК, спускаемых на насосно-комрессорных трубах, предпочтительно в следующих случаях:

1) отсутствует оборудование для спуска аппаратов на кабеле;

2) требуется более высокая пробивная способность перфоратора;

3) необходима сохранность обсадной колонны и цементного камня;

4) недопустимо засорение скважины осколками от разрушающегося перфоратора (особенно при отсутствии зумифа в скважине);

5) скважина имеет большой угол наклона, при котором не проходят аппараты, спускаемые на кабеле;

6) необходимо вскрыть большой (до 50 м) интервал за один спуск.

Перфорация при депрессии с аппаратами, спускаемыми на насосно-компрессорных трубах, находит все более широкое использование в районах Украины, Средней Азии, Казахстана, Азербайджана, Якутии; начато их внедрение в районах Сибири, Республики Коми и др. При применении перфораторов, спускаемых на НКТ, возможно осуществление дополнительной очистки каналов методом ударной депрессии.

Изучение динамических факторов (t⁰, давления, скорости осадконакопления) позволило обосновать представление о коллекторах-породах, пластах и толщах, содержащих флюиды и способных отдавать их при эксплуатации, как о литофлюидодинамических системах (ЛФДС) с изменяющейся структурой и характером связей между параметрами.

Исследования в сходных по составу пластах-коллекторах взаимозависимости пластовой температуры, давления и коллекторских свойств пород показали, что существует как прямая, так и обратная связь этих параметров.

Прогрев и погружение пород-коллекторов ЛФДС приводят к активизации разномасштабных и неодновременно протекающих динамических процессов, связанных с возрождением вод, нефтегазогенерацией, преобразованиями минеральных ассоциаций, с термодинамическими явлениями, деформациями пород и миграцией флюидов.

Анализ показал, что возрождение вод (трансформация монтмориллонита) вызывает увеличение пористости до 10%, нефтегазогенерация приводит к возрастанию ее в битуминозных породах на глубинах 3,2 км до 12%, в песчано-аллевролитовых коллекторах в аналогичных глубинных условиях - до 8%. Преобразования минеральных ассоциаций влияют на коллекторские свойства неодинаково и вызывают увеличение или уменьшение емкости пластов до 15-30%.

Энергетическое (термодинамическое) воздействие кумулятивной струи при перфорации и возбуждение переменными давлениями при интенсификации притоков ведут к разуплотнению пород околоствольной зоны скважины. Оно сопровождается образованием в коллекторах радиально-концентричесокй системы трещин, временным повышением гидрофобности пород и усилением явлений адсорбции.

Эти процессы оказывают положительное влияние на эффективность вторичного вскрытия, способствуя рассечению и расформированию участков зон проникновения, не пробитых каналами перфорации.

На изменение коллекторских свойств влияют повсеместно развитые системы трещин. Они превращают границы пластов в «прозрачные», а коллекторские объекты в сообщающиеся между собой системы [3].

2. Методы вызова притока

Комплекс работ по вызову притока жидкости (газа) из пласта в скважину, обеспечивающего ее продуктивность в соответствии с локальными (местными) добывными возможностями пласта или с достижением крайне важной приемистости (для нагнетательных скважин) называется освоением скважин.

После бурения, вскрытия пласта и перфорации обсадной колонны призабойная зона скважины, особенно поверхность вскрытой части пласта? бывает загрязнена тонкой глинистой взвесью или глинистой коркой. По этой причине и в результате некоторых других физико-химических процессов образуется зона с пониженной проницаемостью, иногда сниженной до нуля. Цель освоения -- восстановление естественной проницаемости пород призабойной зоны и достижение притока, соответствующего добывным возможностям скважины или нормальной приемистости нагнетательных скважин.

Сущность освоения скважины состоит в создании депрессии, т. е. перепада между пластовым и забойным давлениями, с превышением пластового давления над забойным. Достигается это двумя путями? либо уменьшением плотности жидкости в скважине, либо снижением уровня (столба) жидкости в скважине.

В первом случае буровой раствор последовательно заменяют водой, затем -- нефтью.

Во втором случае уровень в скважине снижают одним из следующих способов? оттартыванием желонкой или поршневанием; продавкой сжатым газом или воздухом (компрессорным способом); аэрацией (прокачкой газожидкостной смеси); откачкой жидкости штанговыми скважинными насосами или погружными центробежными электронасосами.

Таким образом, можно выделить следующие шесть базовых способов вызова притока? замена скважинной жидкости на более легкую, компрессионный метод, аэрация, откачка глубинными насосами, тартание, поршневание.

Перед освоением на устье скважины устанавливают арматуру в соответствии с применяемым методом и способом эксплуатации скважины. В любом случае на фланце обсадной колонны устанавливают задвижку высокого давления на случай перекрытия ствола.

Замену скважинной жидкости производят следующим образом. После перфорации эксплуатационной колонны в скважину до фильтра опускают насосно-компрессорные трубы. Далее в кольцевое пространство между эксплуатационной колонной и спущенными трубами нагнетают воду. Буровой раствор, находящийся в скважине, вытесняется из нее по трубам. В случае если после замены бурового раствора водой возбудить скважину (т. е. вызвать приток) не удается, то переходят на промывку скважины нефтью. После промывки скважины (прямой или обратной) водой или дегазированной нефтью можно достигнуть уменьшения забойного давления.

Продавка с помощью сжатого газа или воздуха (газлифтный способ освоения). Сущность метода состоит в нагнетании сжатого газа или воздуха в кольцевое пространство между подъемными трубами и обсадной колонной. Сжатый газ (воздух) вытесняет жидкость, заполняющую скважину, через спущенные в нее насосно-компрессорные трубы на дневную поверхность.

Аэрация -- процесс смешения жидкости с пузырьками сжатого газа (воздуха). При аэрации за счёт постепенного смешения сжатого газа (воздуха) и жидкости, заполняющей скважину (бурового раствора, воды, нефти), уменьшается плотность жидкости и тем самым плавно снижается давление на забой.

Для аэрации к скважинње кроме водяной (нефтяной) линии от насоса подводят также газовую (воздушную) линию от компрессора. Жидкость и газ (воздух) смешиваются в специальном смесителе (эжекторе) или газопроводящей линии скважины, и аэрированная жидкость (газожидкостная смесь) нагнетается в ее затрубное пространство. При замене жидкости, находящейся в скважине, этой смесью давление на забой снижается, и, когда оно становится меньше пластового, нефть начинает поступать из пласта в скважину.

Освоение с помощью скважинных насосов применяют в скважинах, которые предполагается эксплуатировать глубинно-насосным способом. В некоторых случаях перед спуском насосных труб забой очищают с помощью желонки. В случае если ствол и забой чисты, то в скважину спускают насосно-компрессорные трубы, штанговый насос, устанавливают станок-качалку, и пускают скважину в эксплуатацию. Точно так же осваивают скважины, которые будут эксплуатироваться погружными электронасосами.

Освоение нагнетательных скважин не отличается от освоения добывающих. В них, как и в добывающих, после получения притока из пласта следует вести долгое дренирование (т. е. отбор жидкости) для очистки призабойной зоны и пор пласта от проникших в пласт при бурении глинистого раствора, взвешенных частиц (гематита? барита), продуктов коррозии и т. д. Отличие состоит по сути в том, что, в случае если добывающие скважины рекомендуется осваивать методом плавного запуска, т. е. постепенным увеличением отборов, то внагнетательных в процессе освоения следует стремиться к отборам большого количества жидкостей и механических примесей (песка, ржавчины и др.). Это способствует открытию дренажных каналов и обеспечивает большую приемистость (поглотительную способность) скважин.

Дренируют пласт теми же способами, что и при вызове притока в нефтяных скважинах? поршневанием, применением сжатого воздуха, откачкой жидкости центробежными глубинными электронасосами, т. е. методами, допускающими откачку больших объёмов жидкости.

Тартание -- извлечение из скважины жидкости желонкой, спускаемой на тонком (16 мм) стальном канате с помощью лебедки. Желонку изготовляют из трубы длиной 8 м и диаметром не более 0,7 диаметра обсадной колонны. В нижней части желонка имеет клапан со штоком, открывающимся при упоре, в верхней части -- скобу для прикрепления каната. За один рейс (спуск-подъем) выносится не более 0,06 м3 жидкости.

Тартание--малопроизводительный, трудоемкий способ снижения уровня жидкости в скважинње с очень ограниченными возможностями применения (в скважинах, где не ожидается никаких фонтанных проявлений), так как устьевая задвижка при этом не должна быть закрыта до извлечения из скважины желонки и каната. К недостаткам способа тартания относится загрязнение окружающей среды. При этом данный метод дает возможность извлечения осадка и глинистого раствора с забоя и контроля за положением уровня жидкости в скважинње.

Поршневание (свабирование) состоит в постепенном снижении уровня жидкости в скважине при помощи поршня (сваба).

Поршень представляет собой трубу диаметром 25--37,5 мм с клапаном в нижней части, открывающимся вверх. На наружной поверхности поршня укреплены эластичные резиновые манжеты, армированные проволочной сеткой.

Для возбуждения скважины поршневанием в нее до фильтра спускают насосно-компрессорные трубы. Каждую трубу проверяют шаблоном. При спуске поршня под уровень (обычно на глубину 75--150 м) жидкость перетекает через клапан в пространство над поршнем. При подъеме его клапан закрывается, а манжеты, распираемые под действием давления столба жидкости, прижимаются к стенке труб и уплотняются. За один подъем выносится столб жидкости, находящейся над поршнем на глубинње погружения под уровень жидкости. Поршневание в 10--15 раз производительнее тартания.

При непрерывном поршневании уровень жидкости в скважинње понижается и соответственно снижается давление на забое скважины, что вызывает приток в нее жидкости из пласта [5].

3. Организационная часть

3.1 Подготовка аппаратуры

Подготовка аппаратуры радиоактивного каротажа к работе сводится к проверке и регулированию отдельных ее узлов и введению поправок на нелинейность аппаратуры.

Введение указанных поправок сводится к построению графика зависимости между регистрируемой I_p и истинной I_u интенсивностями излучения..

Эталонировку каналов нейтронного гамма-каротажа аппаратуры радиоактивного каротажа выполняют в баке определенных размеров, заполненном пресной водой. Скважинный прибор устанавливают в эталонировочном баке так, чтобы их оси совпадали. За условную единицу I_эт при НТК принимают разность показаний прибора в эталонировочном баке с источником I_пн и без источника (естественный фон) I_ф

I_эт = I_пн- I_ф

Эталонировку каналов НТК необходимо проводить регулярно, а также после замены индикаторов и основных элементов схемы измерительного канала.

Установка источника нейтронов в зондовое устройство

Для обеспечения безопасности источник транспортируют на устье скважины в камере скважинного прибора в специальном переносном контейнере. Контейнер устанавливают на устье скважины. Камеру с источником переводят из центрального положения в эксцентричное для увеличения толщины защитного слоя контейнера со стороны обслуживающего персонала.

Для подключения камеры с источником к скважинному прибору, последний опускают на контейнер так, чтобы произошло соединение байонетного замка камеры и прибора. После этого освобождают камеру в контейнере и опускают скважинный прибор через контейнер в скважину. После спуска прибора в скважину кабель, на котором подвешен скважинный прибор, выводят через специальную прорезь в контейнере.

Подъем скважинного прибора и отсоединение камеры с источником для их транспортировки в контейнере производят в обратном порядке.

Измерения в скважине.

Запись кривых радиоактивного каротажа выполняют на подъеме. При спуске скважинного прибора в скважину регулируют амплитуду входного сигнала по электронному осциллографу, устанавливают необходимую постоянную времени и масштаб записи. Установку масштаба записи осуществляют с помощью калибратора, добиваясь необходимого отклонения пишущего устройства регистрирующего прибора.

Перед началом записи кривой НТК компенсируют постоянную слагающую, выводя пишущее устройство на середину шкалы с помощью градуированного компенсатора поляризации автоматической каротажной станции или с помощью компенсатора фона аппаратуры.

Правила техники безопасности при выполнении промыслово-геофизических работ включают в себя общие правила по работе с механизмами и электрооборудованием, положение по перемещению тяжелого оборудования и приборов, правила по использованию транспорта и перевозке людей, противопожарные мероприятия, а также правила техники безопасности при проведении исследований в скважинах и специальные мероприятия и правила при радиоактивном каротаже и прострелочно-взрывных работах. Ответственность за безопасность труда по геофизическому предприятию (управлению, тресту, конторе) возлагается на главного инженера, в геофизических партиях (отрядах) за выполнение требований по технике безопасности отвечает начальник партии (отряда).

Основные правила техники безопасности при производстве промыслово-геофизических работ. При работе на буровой требуется надежно закрепить подъемник, подложив под колеса специальные упоры, проверить исправность тормозных механизмов лебедки, убрать посторонние предметы и очистить площадку между подъемником (станцией) и устьем скважины.

Во время работы подъемника запрещается его ремонтировать, производить заправку двигателя, укладывать кабель руками, касаться его и поправлять на нем метки.

Измерения в работающих скважинах при наличии на их устье давления должны производиться через специальный сальник лубрикатора, обеспечивающий герметичность скважины вовремя проведения ГИС.

При сильном натяжении кабеля, а также во время ликвидации прихватов в скважине, запрещается находиться между лебедкой и устьем скважины.

Скорость проведения измерений выбирают в зависимости от средней скорости счета, постоянной времени и минимальной мощности того пласта, который должен быть отмечен на диаграмме. В среднем она должна быть около ЗООм/ч для аппаратуры с разрядными счетчиками и около 800м/ч для аппаратуры со сцинтилляционными счетчиками.

3.2 Охрана труда

При работах на буровой запрещается пользоваться силовой сетью напряжением выше 380 В. Корпуса автомобилей, измерительных стендов, лебедки должны быть заземлены. Подключение станции к электросети должно производиться электромонтером или специально проинструктированным инженерно-техническим работником партии.

Собирать и разбирать схемы и производить ремонтные работы на станции разрешается только при выключенном источнике напряжения.

Работа со взрывчатыми материалами может производиться только при условии полного и твердого знания «Единых правил безопасности при взрывных работах».

Лица, производящие взрывы и прострелочные работы в скважинах, а также зарядку и разрядку стреляющих аппаратов, должны иметь «Единую книжку взрывника», удостоверяющую право на производство этих работ.

Все работы, связанные с применением радиоактивных веществ в закрытом или открытом виде, проводятся с соблюдением «Основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений».

Все работающие с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений должны проходить периодически медицинский осмотр, должны быть обучены безопасным приемам работы, знать правила пользования санитарно-техническими устройствами, защитными приспособлениями, сдать администрации соответствующий техминимум.

3.3 Охрана недр

Вопросы охраны недр при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений регламентируются Основами законодательства о недрах и Правилами разработки нефтяных месторождений и эксплуатации скважин.

Ввод нефтяного и газового месторождения в разработку допускается при наличии отчета о результатах разведочного бурения, разведанных запасов, утвержденных ГКЗ РФ, технологической схемы или проекта разработки этого месторождения, проектов горного и земельного отводов, оформленных и утвержденных органами Госгортехнадзора. Горный отвод - это часть земельных недр, предоставляемая предприятию для промышленной разработки содержащихся в ней полезных ископаемых. Размеры горного отвода определяются границами разведанного месторождения.

Земельный отвод - это земельный участок, предоставляемый нефтегазодобывающему предприятию для строительства промысловых объектов в размерах установленных техническими нормами.

Основное условие предоставления горного и земельных отводов - обеспечение комплексного использования всех полезных ископаемых, охрана недр и окружающей среды на территориях выделенных и смежных земельных участков.

В соответствии с Основами законодательства о недрах правила разработки нефтяных и газовых месторождений предусматривают следующие основные требования охраны недр: применение наиболее рациональных и эффективных методов добычи нефти, газа и сопутствующих компонентов, имеющих промышленное значение; недопущение сверхнормативных потерь полезных ископаемых, а также выборочной отработки наиболее продуктивных и легкодоступных участков залежи, приводящей к необоснованным потерям балансовых запасов и ухудшению показателей разработки залежи в целом; осуществление доразведки месторождений и иных геологических работ, проведение маркшейдерских работ и ведение необходимой, предусмотренной правилами геолого-технологической документации; учет состояния, движения запасов и потерь полезных ископаемых; недопущение порчи запасов разрабатываемых и рядом расположенных месторождений, а также сохранение полезных ископаемых, консервируемых в недрах; сохранение и учет попутно добываемых, но временно не используемых полезных ископаемых, а также отходов производства, содержащих полезные ископаемые; соблюдение правил по безопасному ведению работ и охраны окружающей среды. Эти требования выполняются при соблюдении тех же правил, что и при разбуривании месторождений.

Основные методы охраны подземных вод следующие: использование подземных вод по замкнутому циклу (оборотное водоснабжение); пополнение запасов подземных вод; барражи - создание барьера повышенного давления, преграждающего путь загрязненным водам к водозабору; подземное захоронение стоков; изоляция водоносных горизонтов в скважинах; установление санитарно-охранных зон.

Основной метод охраны подземных вод нефтяных и газовых месторождений от загрязнения - изоляция соответствующих пластов в скважинах. Если загрязнение уже произошло, можно применить дренажи и барражи на участках между скважинами-загрязнителями и водозаборами.

Защита поверхностных водоемов от стоков промышленных предприятий предусмотрена Правилами охраны поверхностных водоемов от загрязнения сточными водами. К важнейшим мероприятиям, предотвращающим загрязнение вод, относятся:

широкое внедрение в районах добычи нефти замкнутых систем водоснабжения с ограниченным забором свежей пресной воды; внедрение эффективных методов подготовки нефти, газа и пластовых вод с целью снижения потери У В; использование передвижных металлических емкостей для сбора нефти при освоении, глушении и подземном ремонте скважин; использование эффективных диспергирующих средств для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов.

В процессе эксплуатации месторождений нефти и газа актуальное значение имеет и охрана атмосферы на нефтяных и газовых промыслах. Вредные выбросы веществ в атмосферу загрязняют окружающую среду, изменяя, в частности, физические, химические и биологические характеристики воздушного бассейна. К наиболее массовым загрязнителям атмосферы при добыче нефти и газа относятся сернистый газ (СО₃), оксиды азота, углерода (угарный газ), нефтяные газы, летучие вещества (ароматические углеводороды, спирты, эфиры, кетоны и другие).

Особое внимание к природоохранным мероприятиям должно проявляться при применении новых методов воздействия на пласт. В частности, необходимо неукоснительно соблюдать правила работы с химическими реагентами, не допускать неуправляемого течения термических реакций при использовании тепловых методов.

Ввиду многообразия и сложности вопросов охраны недр и окружающей среды в нефтегазовой промышленности особенную актуальность приобретают своевременное выявление ситуации возможного нанесения вреда недрам и окружающей среде, выбор и осуществление конкретных природоохранных мероприятий.

Заключение

Под рациональным геофизическим комплексом понимается геологически и экономически обоснованное сочетание геофизических методов и сопровождающих их геологических и геохимических видов исследований для наиболее полного решения целевой геологической задачи. Целесообразность включения в комплекс того или иного геофизического метода определяется путем сравнительных оценок геологической и экономической эффективности на основе опытных работ.

Коллекторы могут быть определены по результатам оценки литологического характера пород непосредственно по данным каротажа.

На этапе вскрытия пласта наиболее прогрессивным является метод вскрытия пласта в условиях депрессии. Однако он требует применения специального оборудования для герметизации устья скважин и малогабаритных кумулятивных перфораторов, спускаемых через насосно-компрессорные трубы, или специальных устройств с целью приведения о действие перфораторов, спускаемых непосредственно на трубах.

Комплекс работ по вызову притока жидкости (газа) из пласта в скважину, обеспечивающего ее продуктивность в соответствии с локальными (местными) добывными возможностями пласта или с достижением крайне важной приемистости (для нагнетательных скважин) называется освоением скважин.

Сущность освоения скважины состоит в создании депрессии, т. е. перепада между пластовым и забойным давлениями, с превышением пластового давления над забойным. Достигается это двумя путями? либо уменьшением плотности жидкости в скважине, либо снижением уровня (столба) жидкости в скважине.

В данном курсовом проекте также приведены основные правила техники безопасности при производстве промыслово-геофизических работ, охрана труда и недр

Библиографический список

1. Знаменский В.В., Петров Л.П. Геофизические методы разведки и исследования скважин, М, 1991.

2 Латышова М.Г. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических исследований скважин, М, 1991.

3. Жданов М.С. Геофизические методы исследования и прострелочно-взрывные работы в скважине, М, 1995.

4. Григорян Н.П. Вскрытие нефтяных и газовых пластов, М, 1993.

5. Васильевский В.Н. Исследование нефтяных пластов и скважин. М.: Недра, 1973.

Размещено на Allbest.ru