Первичное вскрытие пласта
Вскрытие пласта – это комплекс операций, задачей которых является организация сообщения между скважиной и продуктивным пластом.
Первичное вскрытие пласта – это процесс углубления забоя скважины от кровли до подошвы продуктивного пласта.
Задачи первичного вскрытия продуктивных пластов состоят в предотвращении нефтегазопроявлений, а также сохранности коллекторских свойств. Эффективность добычи природного газа и нефти, а также разработки нефтяных месторождений и месторождений природного газа зависит от состояния призабойной зоны пласта на момент окончания строительства скважины. В результате механического и физико-химического воздействия во время окончания строительства скважины изменяются коллекторские свойства призабойной зоны пласта. Физико-химическое воздействие на призабойную зону пласта обусловлено взаимодействием между фильтратами цементного и бурового раствора с флюидами, а также действием капиллярных, диффузионно-осмотических и адсорбционных сил. Физико-механическое влияние на продуктивный горизонт во время его вскрытия оказывается следующими факторами:
- Изменение температурного режима в скважине.
- Разгрузка горного массива из-за разбуривания пласта; фильтрация фильтрата цементного или бурового раствора; меняющееся противоположное давление бурового раствора; изменяющееся активное давление цементного раствора.
- Механическое и гидродинамическое воздействие на горные породы в разбуриваемом пласте породоразрушающим инструментом.
- Гидродинамические эффекты, происходящие в стволе скважины и ее призабойной зоне во время ее освоения, цементирования и т.п. К таким эффектам относятся снижение давления, гидроудары и т.п.
В зависимости от гидродинамического состояния скважины и горно-геологических условий применяют три основных способа первичного вскрытия пласта. Первый из них основан на принципе увеличения давления в скважине по отношению к внутренней энергии пласта. Данный способ вскрытия продуктивных пластов является основным, который используется на нефтегазовых месторождениях во всем мире. Практика его использования доказывает, что его применение эффективно в не осложненных условиях. В осложненных условиях, к которым относятся наличие поглощающих пластов, аномально низкое давление, низкая прочность горных пород, данный способ может сопровождаться поглощением бурового раствора, прихватами инструмента, загрязнением призабойной зоны пласта, гидродинамическим разрывом горных пород.
Физико-химические процессы, происходящие при первичном вскрытии продуктивного пласта
Физико-химическое воздействие на призабойную зону пласта обусловлено взаимодействием между флюидами с составляющими бурового раствора. Процесс первичного вскрытия продуктивного пласта являются временными, и за это временной промежуток в призабойной зоне скважины происходят различные физико-химические процессы, которые оказывают значительное влияние на ее коэффициент проницаемости:
- Кольматация. Данный процесс представляет собой загрязнение механическими частицами призабойной зоны скважин, которые в жидкостях, с последующим их набуханием. Если туда попадают исключительно фильтраты буровых растворов, то может происходить процесс набухания частиц цементирующего материала терригенной горной породы или ее скелета.
- Проникновение в призабойную зону скважины фильтратов жидкостей и растворов, которые используются во время первичного вскрытия продуктивного пласта, освоения скважины и вызова притока.
- Изменение температуры, которое становится причиной неустойчивость забойных условий со стороны скважины и ее призабойной зоны.
- Процесс оплавляемости перфорационных каналов, которые в будущем могут использоваться для осуществления процесса вторичного вскрытия продуктивного пласта.
- Образование водонефтяной эмульсии.
- Выпадение парафиновых отложений и солей (в случае параллельной добычи воды).
- Проникновение продуктов коррозии металла.
- Увеличение остаточной нефтенасыщенности в призабойной зоне скважины.
В процессе набухания частиц, которых содержатся в порах коллекторов снижается проницаемость продуктивного пласта. Уровень его снижения зависит от свойств фильтрата, происхождения обменных катионов, дисперсность глинистого материала, а также от типа глинистого материала. Основной причиной снижения проницаемости уменьшения проницаемости является внутри- и межкристаллическое набухание, которое обусловлено ориентацией и расположением диполей молекул воды на самих частицах и между их плоскостями. Снижение фазовой проницаемости происходит из-за капиллярных эффектов и разнообразных молекулярно-поверхностных явлений.
