Молдабеков М.С., Бидасов Ж.М.
Каспийский общественный университет, Ка,захстан
Каз НТУ имени К.И.Сатпаева, Казахстан
Причины снижения продуктивности газовых скважин
Основными причинами осложненного состояния
разработки газовых месторождений [1]:
– обводнение скважин и призабойных зон
коллекторов пластовыми и конденсационными водами;
– разрушение призабойных зон продуктивных
коллекторов и вынос песка;
– образование песчаных пробок;
– наличие межколонных газопроявлений;
– снижение пластовых давлений до аномально
низких (Ка=0,3÷0,4);
– изнашивание устьевого и подземного
оборудования.
Особый случай водопроявлений связан с
техногенными жидкостями, которые появляются в результате поглощения пластом
технологических жидкостей, применяемых при капитальном ремонте. Эти проявления
могут возникнуть во всех скважинах куста при ремонте хотя бы одной из них.
Общие характерные признаки данного случая: высокая минерализация выносимой
жидкости (М>30÷60 г/л), повышенное содержание ионов кальция (более
1÷2 г/л) и отсутствие микрокомпонентов (йод, бром и т.п.).
Для выявления вышеуказанных причин все
скважины обследовались по следующим признакам:
– качество цементирования эксплуатационных
колонн по данным каротажа (АКЦ и ГГК);
– положение башмака эксплуатационной
колонны относительно начального и текущего ГВК;
– состав жидкости в продукции скважин по
данным гидрохимических исследований.
Качество цементирования в интервале от
башмака эксплуатационной колонны до кровли сеноманских отложений оценивали по
наличию цементного камня (ГГК) и по сцепления его с колонной и горными
породами. По качеству цементирования скважины распределились следующим образом:
– наилучшее качество цементирования имеет
фонд эксплуатационных скважин УКПГ-1АС, -10, -11, -12, -13, так как жесткое
сцепление отмечено в 53÷68 % скважин;
– менее надежное качество цементирования
эксплуатационных колонн отмечено в районе УКПГ-1…-6, где от 25 до 34 % фонда
скважин имеют низкое качество сцепления цементного камня с колонной.
Некачественное цементирование обсадных
колонн, особенно в интервале продуктивного горизонта, оказывает решающее
влияние на высоту конусов подошвенных вод под кустами эксплуатационных скважин
за счет подъема воды по затрубному пространству.
Количество скважин, вскрывших бурением
начальный ГВК, составило 16,3 % от общего числа пробуренных. Количество
скважин, где уровень текущего ГВК на 01.01.2003 г. достиг башмака
эксплуатационной колонны, составляет от 15 % до 75 %. Необходимо отметить, что
интервалы перфорации 90 % скважин находятся значительно выше текущего ГВК.
Причем более 60 % скважин не будут интенсивно обводняться минерализованными
водами из конуса подошвенных вод в случаях качественного цементирования.
По материалам гидрохимического контроля,
исходя из состава жидкости в продукции эксплуатационных скважин, можно сделать
вывод, что смесь пластовой и конденсационной воды или чисто пластовая вода
присутствуют в двух случаях:
– текущий ГВК близок (5÷25 м) к
интервалу дренирования фильтра;
– негерметично цементное кольцо за
обсадной колонной.
Таблица 1
УКПГ |
Кол-во скважин |
Процент скважин где: |
|||||
ГВК достиг интервалов перфорации |
ГВК ниже интервала перфорации на: |
ГВК достиг башмака эксплуатационной колонны, % |
|||||
0-10 м |
10-20 м |
20-30 м |
>30 м |
||||
1АС |
72 |
0 |
1,4 |
15,3 |
23,6 |
59,7 |
56 |
1 |
61 |
1,6 |
19,7 |
19,2 |
18,0 |
41,0 |
59 |
2 |
64 |
4,7 |
9,4 |
17,2 |
7,8 |
60,9 |
31 |
3 |
66 |
1,5 |
6,1 |
12,1 |
7,6 |
72,7 |
48 |
4 |
63 |
0,3 |
3,2 |
11,1 |
9,5 |
76,2 |
72 |
5 |
64 |
1,6 |
7,8 |
7,8 |
3,1 |
79,7 |
73 |
6 |
61 |
0 |
0 |
6,6 |
11,5 |
81,9 |
41 |
7 |
82 |
0 |
2,4 |
6,1 |
18,5 |
75,2 |
44 |
8 |
87 |
0 |
3,4 |
2,3 |
9,2 |
85,1 |
49 |
9 |
88 |
0 |
0 |
4,6 |
17,0 |
78,4 |
36 |
10 |
53 |
1,9 |
1,9 |
7,6 |
22,6 |
66,0 |
12 |
11 |
105 |
1,0 |
3,8 |
13,3 |
27,6 |
54,3 |
50 |
12 |
77 |
1,3 |
5,2 |
37,7 |
27,2 |
28,6 |
44 |
13 |
78 |
7,7 |
20,5 |
24,4 |
34,6 |
12,8 |
58 |
Всего |
1021 |
1,5 |
6,1 |
13,3 |
17,0 |
62,1 |
50,2 |
При анализе достигнутых темпов обводнения
сеноманской залежи за 18 лет ее разработки на основе материалов
радиометрического контроля за текущим ГВК в наблюдательных скважинах и расчетов
средней скорости подъема уровня ГВК в действующих скважинах определено
предполагаемое (максимально возможное) время, через которое текущее положение
ГВК достигнет нижних отверстий перфорации, а затем середины зоны фильтра.
Результаты расчетов [2] приведены на рис.1.
Рис. 1. Прогноз обводнения сеноманских скважин
Как видно на рис. 1., основная часть фонда
эксплуатационных скважин (78%) до конца расчетного срока службы не будет
подвержена массированному обводнению за счет подъема общего конуса подошвенных
вод по кустами эксплуатационных скважин. Эта категория скважин в случае
некачественного цементирования обсадной колонны будет обводняться за счет
перетоков пластовых вод по затрубному пространству.
По материалам гидрохимического контроля,
исходя из состава жидкости в продукции эксплуатационных скважин, выделены три
категории скважин:
– скважины, в продукции которых содержится
только конденсационная вода, М<1 г/л;
– скважины, содержащие смесь
конденсационной и пластовой воды в различных сочетаниях, 1<М<18 г/л;
– скважины с преобладанием пластовой воды,
М>18 г/л.
На рис.2. приведено распределение
эксплуатационных скважин, в зависимости от минерализации жидкости, выносимой с
продукцией скважин. Из общего фонда эксплуатационных скважин только 20 %
скважин выносят с газовым потоком жидкость, состоящую из смеси конденсационной
и пластовой воды различной минерализации. При этом прослеживается довольно
четкая прямая связь между качеством цементирования, количеством скважин, вскрывших
начальный и текущий ГВК, и характером распределения скважин по степени
обводненности.
Остальные 80 % фонда скважин выносят
вместе с газом пресную конденсационную воду с минерализацией до 1 г/л.
Использование всего эксплуатационного
фонда достигается путем регулирования отборов посредством дросселирования
потока газа в узле входа УКПГ или на каждой отдельной скважине.
Рис. 2. Распределение эксплуатационных скважин по
минерализации жидкости, выносимой с продукцией скважин
Эксплуатация скважин с дебитами, не
обеспечивающими вынос жидкости потоком газа, приводит к накоплению жидкости в
скважине, постепенному увеличению высоты столба жидкости на забое, созданию
противодавления на пласт и глушению (самозадавливанию) скважин. Дальнейшая их
эксплуатация возможна при достаточно частых продувках (относительно
кратковременных увеличениях отбора для увеличения скорости восходящего потока
газа) с целью очистки забоя от воды. Для скважин с диаметром НКТ 168 мм, при
значении депрессии на пласт до 0,1 МПа, количество продувок может достигать 1-2
раз в неделю [2].
Механизм выноса пластового песка
необычайно сложен, на него оказывают влияние: физико-литологическое строение
продуктивного пласта, каждая операция заканчивания скважины (от первоначального
вскрытия пласта долотом до освоения скважины), а также дальнейший режим
эксплуатации. Анализ промысловых данных по эксплуатации газовых скважин
позволяет отметить следующие основные факторы, которые способствуют
интенсификации процесса выноса пластового песка:
– физико-литологическое строение
продуктивного пласта; преждевременное постепенное его обводнение как
подошвенными, так и, в первую очередь, конденсационными водами;
– переупаковка зерен пластового песка,
претерпевшего изменения из-за уменьшения внутренних напряжений при бурении;
– ослабление скелета ПЗП в ходе операций
по заканчиванию и освоению скважин, проводимых в условиях нагружения породы,
приводящих к выходу за предел прочности;
– отклонение от технологического режима
эксплуатации скважин с дестабилизацией режима фильтрации;
– эксплуатация скважин при наличии
перфорированной обсадной колонны, ухудшающая сопротивляемость породы
пластическим деформациям и разрушению по сравнению с открытым забоем;
– несоблюдение технологических мероприятий,
обеспечивающих плавный ввод скважин в эксплуатацию после их остановки для
проведения исследований.
Очевидно, что все эти факторы находятся в
тесной взаимосвязи. Но определяющую роль в развитии процесса пескопроявления
играет постепенное обводнение ПЗС как подошвенными, так и, в первую очередь,
конденсационными водами.
Литература
1.Зотов Г.А., Власенко А.П., Динков А.В., Эксплуатация
скважин, вскрывших водоплавающие залежи, сложенные слабосцементированными
коллекторами. Сер. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных
месторождений, -М.: ЭИ ВНИИИЭгазпрома, 1983. –С. 10-44.
2.Вяхирев Р.И., Гриценко А.И., Тер-Саркисов Р.М.
Разработка и эксплуатация газовых месторождений. –М.: ООО «Недра-Бизнесцентр»,
2002. – 880с.