Продуктивность скважины и факторы, влияющие на нее
Продуктивность скважин — это характеристика добывающей скважины, которая определяет отбор полезного ископаемого и продуктивного пласта при ее эксплуатации.
Продуктивность скважины зависит от степени загрязненности призабойной зоны, физико-химических свойств горных пород, выбранного способа вскрытия, степени вскрытия пласта, ее диаметра, а также состава полезного ископаемого, гидродинамических параметров пласта, размера зоны дренирования, эффективности ее гидравлической связи с пластом.
Все факторы оказывают влияние на продуктивность скважины делятся на:
- Механические.
- Физико-химические.
- Термобарические.
- Физико-литологические.
Коллекторские свойства пород — это характеристика, которая определяет возможность горной породы вмещать и пропускать через себя жидкости и газы.
Коллекторские свойства пород во многом определяют степень продуктивности скважины. Данные свойства пород зависят от их структуры, порового пространства и минералогического состава. Одной из основных физико-литологических причин снижения проницаемости является разбухание глинистых пород, которое происходит из-за применения буровых растворов и заводнения скважины, производящегося для поддержания энергии пласта (внутрипластового давления).
К физико-химическим факторам, которые могут воздействовать на продуктивность скважины относятся отложения солей, асфальто-смолистых веществ на поверхности пород, а также образование эмульсий.
К термобарическим факторам, влияющим на продуктивность скважины относятся изменение давления или температуры, что становится причиной физико-химических факторов, а также изменение фильтрационных свойств полезного ископаемого и горных пород. Например, уменьшение температуры сопровождается увеличением вязкости нефти, падением степени ее подвижности и уменьшением производительности скважин. А при снижении пластового давления (уровня пластовой энергии) резко снижается проницаемость нефти через горные породы.
К механическим факторам воздействия на продуктивность скважины относятся засорение призабойной зоны пласта остатками механических примесей, глинистыми материалами, а также процесс кольматации, который характеризуется образованием непроницаемой корки на породах и оборудовании.
Методы увеличения продуктивности скважин
В процессе разработки нефтяных и газовых месторождений широко применяются методы, увеличивающие продуктивность добывающих скважин. Такие методы делятся на:
- Физические.
- Химические.
- Механические.
К химическим методам увеличения продуктивности скважин относится обработка призабойной зоны органическими растворителями, кислотами, химическими реагентами и поверхностно-активными веществами.
Основным способом химического метода увеличения продуктивности пласта является кислотная обработка. Кислотная обработка скважин заключается в подаче на забой скважины раствора кислот под определенным давлением. Попадая в поры и трещины горных пород, благодаря своим химическим свойствам, кислоты способствуют их расширению и образованию новых каналов, по которым нефть движется к скважине. Для этих целей в основном применяют водные растворы плавиковой и соляной кислот. При этом концентрация кислоты в растворе находится в диапазоне от 10 до 15 %. Длительность такой обработки зависит от температуры на забое скважины, химического состава горных пород, давления, под которым кислота поступает в скважину и генезиса горных пород продуктивного пласта и может длиться от 2 до 16 часов.
К механическим методам относятся: торпедирование, гидроразрыв пласта и гидропескоструйная перфорация.
Процесс торпедирования заключается в воздействии на продуктивный пласт взрывом. Для осуществления этого способа в скважине, напротив продуктивного пласта, размещается взрывчатка. При взрыве ударная волна проходит по скважине, что способствует разрушению отложений (парафина, солей и т.п.).
Гидроструйкая перфорация представляет собой процесс создания отверстий в горной породе, за счет струй жидкости и песка, создаваемых специальными перфораторами. По новообразовавшимся трещинам, порам и каналам нефть двигается к скважине. Аппарат спускают в скважину по насосно-компрессорным трубам, а вытекающая из него смесь из воды и песка разрушает колонну, цементное кольцо и горную породу (скорость струи достигает несколько сот метров в секунду), глубина отверстий может достигать одного метра (рис).
Рисунок 1. Гидроструйкая перфорация. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Гидравлически разрыв пласта производится с помощью закачки в пласт жидкости под давлением (около 60 МПа), из-за чего в горной породе образуются новые трещины, по которым движется нефти. Для укрепления этих трещит в них нагнетают пластмассовые шарики или песок.
К физическим методам воздействия на продуктивность скважины относятся вибровоздействие и тепловые обработки. Целью тепловых обработок является удаление из пласта парафина и других веществ, для чего применяют электронагреватели, горячую нефть, пар и т.п.
При вибровоздействии на призабойную зону скважины по жидкости в трещинах пород распространяются колебания, которые образуют новые трещины и поры в них, для движения полезного ископаемого.
