I. Конструкция оборудования забоев скважин

В любом случае конструкция забоя скважины должна обес­печивать:

механическую устойчивость призабойной части пласта, до­ступ к забою скважин спускаемого оборудования, предотвраще­ние обрушения породы;

эффективную гидродинамическую связь забоя скважины с нефтенасыщенным пластом;

возможность избирательного вскрытия нефтенасыщенных и изоляцию водо- или газонасыщенных пропластков, если из по­следних не намечается добыча продукции;

возможность избирательного воздействия на различные пропластки или на отдельные части (по толщине) монолитного пласта;

возможность дренирования всей нефтенасыщенной толщины пласта.

Геологические и технологические условия разработки место­рождений различны, поэтому существует несколько типовых конструкций забоев скважин.

1. При открытом забое (рис. IV. 1, а) башмак обсадной ко­лонны цементируется перед кровлей пласта. Затем пласт вскры­вается долотом меньшего диаметра, причем ствол скважины против продуктивного пласта оставляется открытым.

Такая кон­струкция возможна при достаточно устойчивых горных по­родах;

при сравнительно однородном пласте, не переслаивающимся глинами, склонными к набуханию и обрушению без газоносных и водоносных прослоев; при наличии до вскрытия пласта доста­точно точных данных об отметках кровли и подошвы продук­тивного пласта; при относительно малой толщине пласта, остав­ляемого без крепления, а также в том случае, если при экс­плуатации такой скважины не может/возникнуть необходимость избирательного воздействия на отдельные пропластки.

Рис. IV.1. Способы вскрытия пласта:

а — открытый забой; б — забой, перекрытый хвостовиком колонны, перфорированным перед ее спуском; β — забой с фильтром; г — перфори­рованный забой

Существенным достоинством открытого забоя является его гидродинамическая эффективность.

Скважина с открытым забоем принимается за эталон и ее коэффициент гидродинамического совершенства принимается равным единице. Вместе с тем, невозможность избирательного вскрытия нужных пропластков и избирательного воздействия на них вместе с постоянной угрозой обвалов в призабойной зоне при создании больших депрессий сильно ограничивают возмож­ности использования открытого забоя. Поэтому менее 5 % всего фонда скважин имеют открытый забой.

2. Если забой скважины оборудован фильтром, то возможны два варианта конструкции.

Первый вариант (рис. IV. 1, б): скважина бурится сразу до подошвы пласта, крепится обсадной колонной с заранее насвер­ленными отверстиями в нижней части, приходящимися против продуктивной толщи пласта, затем выше кровли пласта ко­лонна цементируется по способу манжетной заливки. Простран­ство между перфорированной частью колонны и вскрытой по­верхностью пласта остается открытым.

Условия применения такой конструкции по существу одина­ковы с условиями для применения открытого забоя. Однако в этом случае более надежно крепление забоя и гарантируется сохранение полного диаметра колонны до самого забоя даже в случаях частичного обрушения пород в призабойной части.

Второй вариант (рис. IV.i, в): башмак обсадной колонны спускается до кровли пласта и цементируется. В открытой ча­сти пласта находится фильтр с мелкими круглыми или щелевидными отверстиями. Кольцевое пространство между верхней частью фильтра и низом обсадной колонны герметизируется спе­циальным сальником или пакером. Основное назначение филь­тров — предотвращение поступления песка в скважину. 0-дно время широкое применение нашли фильтры с продольными ще­левыми отверстиями длиной 50—80 мм и шириной 0,8—1,5 мм. Кроме того, применялись так называемые кольцевые фильтры, в которых щели создавались между торцами металлических колец, одеваемых на перфорированную трубу. Между торцами колец в нескольких точках по периметру устанавливались про­кладки из калиброванной металлической ленты, определявшие ширину кольцевых щелей. В ряде случаев использовались гра­вийные фильтры, представляющие собой две перфорированные мелкими отверстиями концентрично расположенные трубы. В кольцевое пространство между трубами утрамбовывался от­сортированный гравий диаметром 4—6 мм, который и являлся основным фильтрующим элементом, задерживающим пластовый песок. Известны также металлокерамические фильтры, изготов­ляемые путем спекания под давлением керамической дроби. Кольца из такого материала одеваются на перфорированную трубу и на ней закрепляются. Металлокерамические фильтры обладают малым гидравлическим сопротивлением и задер­живают самые мелкие фракции песка. Кроме того, известны другие конструкции фильтров, которые не нашли распростра­нения.

Конструкция забоя с фильтром применяется редко и только как средство борьбы с образованием песчаных пробок в сква­жинах, вскрывающих несцементированные нефтенасыщенные песчаные пласты, склонные к пескопроявлению.

3. Скважины с перфорированным забоем (рис, IV. 1, г) на­шли самое широкое распространение (более 90 % фонда). В этом случае пробуривается ствол скважины до проектной отметки. Перед спуском обсадной колонны ствол скважины и осо­бенно его нижняя часть, проходящая через продуктивные пла­сты, исследуется геофизическими средствами. Результаты таких исследований позволяют четко установить нефте-, водо- и газо­насыщенные интервалы и наметить объекты эксплуатации. После этого в скважину опускается обсадная колонна, которая цементируется от забоя до нужной отметки, а затем перфори­руется в намеченных интервалах.

Скважина с перфорированным забоем имеет следующие пре­имущества.

Упрощение технологии проводки скважины и выполнения комплексных геофизических исследований геологического раз­реза.

Надежная изоляция различных пропластков, не вскрытых перфорацией.

Возможность вскрытия пропущенных или временно закон­сервированных нсфтенасыщенных интервалов.

Возможность поинтервального воздействия на призабойную зону пласта (различные Обработки, гидроразрыв, раздельная закачка или отбор и др.).

Устойчивость забоя скважины и сохранение ее проходного сечения в процессе длительной эксплуатации. Перфорированный забой при вскрытии пласта, склонного к пескопроявлению, не обеспечивает надежную защиту скважины от поступления песка и образования песчаных пробок на забое. Поэтому при вскры­тии рыхлых коллекторов для защиты от песка против перфори­рованного интервала размещают дополнительный фильтр для задержки песка. Однако в этом случае фильтрационное сопро­тивление потоку пластовой жидкости резко возрастает.

Кроме того, перфорированный забой вызывает сгущение ли­ний тока у перфорационных отверстий, что приводит к увеличе­нию фильтрационного сопротивления по сравнению с открытым забоем.