Нарушение исходных характеристик продуктивного пласта
Нарушение исходных характеристик продуктивного пласта может происходить на различных этапах работ на скважине. Существует несколько способов ухудшения исходных характеристик продуктивного пласта в процессе бурения и заканчивания скважины. Одним из основных способов является внедрение частиц твердой фазы в продуктивный пласт. Это явление характерно для бурения с избыточным противодавлением на пласт. Поэтому очень важно, чтобы депрессия на пласт поддерживалась на всем протяжении операций по бурению и заканчиванию скважины. При этом обеспечивается минимальное нарушение исходных
характеристик продуктивного пласта из-за внедрения частиц твердой фазы и фильтрата бурового раствора. Проявление в процессе бурения может означать, что в некоторых интервалах по стволу скважины существует депрессия на пласт. Однако это не значит, что условия депрессии на пласт существуют на всем протяжении открытого ствола скважины. Существует множество факторов, которые оказывают влияние на эффективный перепад давления между пластовым и забойным давлением. Некоторые из факторов, которые могут способствовать созданию нежелательных условий в стволе скважины, будут подробно рассмотрены далее в этой статье. Принимая допущение, что все другие параметры являются постоянными, колебания давления в процессе работ с депрессией на пласт являются наиболее важным фактором, который приводит к возникновению нежелательных условий в стволе скважины.
В настоящей статье будут вначале рассмотрены работы в условиях депрессии на пласт и, связанное с ними, динамическое давление. Затем будет рассмотрена моделирующая система DynaFioDrill, предназначенная для воспроизведения переходных условий при бурении с депрессией на пласт. Далее будет приведено описание полномасштабных экспериментов с использованием моделирующей системы DynoFloDrill. В заключение будут представлены прогнозируемые данные, полученные при помощи моделирующей системы DynoFloDrill, и проведено их сравнение с фактическими динамическими характеристиками.
Буровые работы в условиях депрессии на пласт
При необходимости искусственного воспроизведения условий депрессии на пласт используется метод закачки газа либо через бурильную колонну, либо через вспомогательную колонну НКТ. Так как буровые работы в условиях депрессии на пласт проводятся одновременно с проявлением из скважины, то эти работы можно считать бурением совместно с добычей. Следовательно, при таком сочетании необходимо уделять больше внимания вопросам планирования и инженерно-технологического обеспечения.
При условии, что движение потока происходит в устоявшемся режиме без значительных перемещений бурильной колонны, средняя величина забойного давления в основном определяется следующими факторами:
• Профиль ствола скважины
• Тип бурового раствора и состав закачиваемого в скважину газа
• Расход бурового раствора и газа при закачке в скважину
• Операции по установлению контроля за скважиной на поверхности
• Методы закачки
• Дебит при эксплуатации продуктивного пласта
• Тип пластового флюида (особенно газонефтяной фактор)
При бурении с депрессией на пласт существует нелинейный двухфазовый поток и количество параметров, подлежащих рассмотрению на стадии планирования, является значительным. В связи с этим в процессе планирования требуется использование усовершенствованной моделирующей системы и программного обеспечения. Существует несколько типов программного обеспечения для бурения с депрессией на пласт с потоком в установившемся режиме и одна комбинированная моделирующая система для статических и динамических условий при бурении с депрессией на пласт. Моделирование должно проводиться так, чтобы условия депрессии на пласт сохранялись на всем протяжении работ на скважине, при условии соблюдения определенных операционных ограничений. К операционным ограничениям могут относиться: максимально допустимая величина расхода жидкости при закачке в скважину, очистка скважины, устойчивость ствола скважины и операционные пределы для забойного двигателя. Операции на скважине должны проводиться в стабильном режиме, при котором давление в скважине лишь в малой степени зависит от изменений стандартных контрольных параметров, таких как: расход газа при закачке в скважину, расход жидкости при закачке в скважину, давление на устье скважины, падение давления в интервале продуктивного пласта. Одинаково важно иметь возможность для прогнозирования как объема закачиваемого в скважину газа, необходимого для осуществления работ, так и объема добываемого пластового флюида. Такие операции как: начало/остановка закачки газа/жидкости в скважину, перемещение бурильной колонны в скважине, наращивание бурильной колонны приводят к прерыванию циркуляции и, следовательно, вызывают колебания давления в стволе скважины. Для таких операций необходимо разработать мероприятия по предотвращению избыточного давления на устье скважины и случайное создание условий избыточного противодавления на пласт.