Назначение методов увеличения дебита скважин
Дебит скважин – это объем газа или жидкости, который стабильно поступает из искусственного или естественного источника за единицу времени.
Упрощенная формула для расчета дебита скважины выглядит следующим образом:
D = (V / (Ндин – Нст)) • Нв
где, V – объем откачиваемой жидкости или газа; Ндин – динамический уровень; Нст – статический уровень; Нв – высота столба воды.
Извлечение нефти и природного газа из пласта осуществляется через скважины. Призабойная зона скважины является местом, где все процессы протекают более интенсивно. В этой области градиенты давления, потери энергии, скорость движения жидкости и фильтрационные сопротивления достигаю своего максимума. От состояния призабойной зоны зависит эффективность разработки всего месторождения, приемистость нагнетательных скважин, дебиты добывающих скважин и т.п. Для уменьшения фильтрационного сопротивления на месторождениях проводят ряд мероприятий по воздействию на призабойную зону скважины, которое способствует снижению потерь энергии, увеличению притоков и повышению проницаемости. Все методы по увеличению дебита скважин можно разделить на три основные группы:
Статья: Применение механических методов увеличения дебитов скважин
- Химические.
- Механические.
- Тепловые.
Химические методы по увеличению дебита скважин применяют в том случае, если горную породу, которая способствует ухудшению проницаемости, возможно растворить (соли, железистые отложения и т.п.). Основным методом является кислотная обработка. Механические методы применяется в условиях твердых горных пород, когда возможно создание дополнительных трещин для увеличения проницаемости. Самым распространенным является гидроразрыв пласта. Тепловые методы используются при добыче вязкой нефти, а также при образовании отложений парафина, смол и асфальтенов. В основном используют прогрев с помощью глубинного электронагревателя.
Асфальтен – это высокомолекулярные составляющие нефти с плотностью около $1.1 гр/м^3$.
Также существуют способы, которые сочетают в себе сразу два метода. Например, термокислотная обработка скважин сочетает в себе химический и тепловой методы.
Механические методы увеличения дебита скважин
К основным методам увеличения дебита скважин относятся:
- Гидроразрыв пласта.
- Торпедирование.
- Гидропескоструйная перфорация.
- Взрыв.
- Ядерный взрыв.
Технология гидроразрыва пласта подразумевает создание трещин в продуктивном пласте с помощью с помощью подачи жидкости под давлением через скважину к ее забою. Данная технология обычно применяется для «оживления» добывающих скважин на месторождениях, где добыча полезного ископаемого малорентабельна или невозможна традиционными способами. Также этот метод используется для подземной газификации, дегазации угольных пластов, добычи нефти со скважин с низким дебитом, добычи уплотненных песчаников и сланцевого газа и т.п. Рабочая жидкость для гидроразрыва пласта подается через колонну труб. Обычно в качестве нагнетаемой жидкости используют растворы высокомолекулярных полимеров на основе воды, сырую нефть, солянокислотные растворы.
Метод торпедирования заключается в спуске торпеды со взрывчатым веществом в скважину и ее взрывом в продуктивном пласте. Результатом взрыва становится образование каверны, которая увеличивает диаметр скважины, а также сети трещин, способствующих притоку газа и жидкости. Данный способ применяется в условиях твердых пород и невозможности применения гидроразрыва пласта. Применяемые торпеды могут быть нескольких типов: шнуровые, фугасные, кумулятивные, шашечные. Схема торпедирования скважин и устройство торпеды показаны на рисунке.
Рисунок 1. Схема торпедирования скважин и устройство торпеды. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 – каната; 2 – электропровода; 3 – обсадные трубы; 4 – торпеда; 5 – электропровода; 6 – металлическая скоба; 7 – фланцы; 8 – резиновые прокладки; 9 -корпус; 10 – патрон-боевик; 11 – заряд взрывчатого вещества.
Гидропескоструйная перфорация применяется при вскрытии плотных коллекторов (однородных и неоднородных) перед гидроразрывом пласта для образования трещин в необходимом направлении. Разрушение отложений и горных пород происходит за счет применения гидромониторного и абразивного эффектов, которые свойственны высокоскоростным песчано-жидкостным струям, которые получают с помощью специального пескоструйного перфоратора.
Взрывной способ увеличения дебита скважин используют для того, чтобы исключить возможность образования спекания горных пород в призабойной зоне. Для этого обычно применяется газообразное взрывчатое вещество, которое нагнетается в пласт вод давлением.
Ядерные взрывы обычно применяют в пластах, которые состоят из плотных и крепких горных пород, имеющих малую пористость, плохую проницаемость, но высокое пластовое давление. Данный способ довольно эффективный, но в настоящее время почти не применяется в виду своей опасности.
