Легко ли добыть нефть. Глушить и щадить. Часть 1⁠⁠

В своих статьях я уже писал про глушение скважины, первая статья тут: Легко ли добыть нефть. Как заглушить скважину. Часть 1., кому интересно могут прочитать. Напомню, что под глушением скважины понимается создание противодавления на пласт столбом скважинной жидкости с целью предотвращения газонефтеводопроявлений. Практически любому ремонту скважины предшествует глушение.

Теперь обратимся к сборнику методических документов с длинным названием СК—01.06.10.06 «Организация работ по приготовлению и применению технологических жидкостей, проведению операций глушения скважин и применению технологических растворов в задачах добычи нефти» и прочитаем определение щадящего глушения:

Если вам все понятно, то можете статью не читать дальше, а если нет, то попытаюсь объяснить.

Любое глушение, а также другие технологические операции, в которых ствол скважины заполняется технологическими жидкостями, практически всегда приводят к падению дебита (производительности) скважины из-за отрицательного влияния жидкости и содержащейся в ней взвешенных частиц. Причин тут несколько:

1. Взвешенные частицы (кольматанты) оседают в порах пласта призабойной зоны пласта, он загрязняется и его проницаемость резко ухудшается (подробнее читайте тут: Что такое солянокислотная обработка призабойной зоны и для чего она проводится. Часть 1)

2. Взаимодействие фильтрата жидкости с поверхностью пор. Это приводит к обводнению плата и снижению фазовой проницаемости по нефти (подробнее тут: Легко ли добыть нефть. Запасы, ресурсы, КИН, методы разработки месторождения и хищническая эксплуатация. Часть 2)

3. Контакта с глинами пласта, что вызывает их набухание

4. Возможный конфликт солей технологической и пластовой жидкости, что может привести к выпадению нерастворимого осадка, кольматирующего пласт

Конфликт солей жидкости глушения и пластового флюида. Фото мое, сделано в лаборатории

Учитывая вышеперечисленное даю свое определение:

Щадящее глушение – это комплекс технологий глушения скважины, при котором максимально уменьшено отрицательное воздействие на призабойную зону пласта технологической жидкости, и/или минимизировано ее попадание в пласт с целью снижения дебита скважины и ускорения вывода на предусмотренный режим эксплуатации.

Надеюсь, что так будет понятнее.

Щадящее глушение действительно является очень эффективным способом предотвращения падения дебита скважин после ремонта, но у него есть один существенный минул – цена. Поэтому его применяют далеко не на всех скважинах, а только на высокодебитных, когда оно окупится строицей добываемой нефтью. Или на скважинах тех месторождений, где простое глушение приносит максимальный вред.

Отрицательное воздействие на пласт можно достигать тремя основными способами:

1. Предупреждение отрицательного воздействия на пласт технологической жидкости путём ее модификации без ликвидации ее поглощения

2. Снижение забойного давления и предотвращение эти поглощения жидкости глушения

3. Применение специальные нефильтрующихся жидкостей, которые разобщают забой и ствол скважины, тем самым предотвращая поглощение жидкости глушения.

Забегая наперёд, чаще всего применяется третий способ, но про него подробно будет описано в следующей части

Начнем с первого метода. Суть его заключается в добавлении в жидкость глушения (ЖГ) небольшого количества модификаторов, которые уменьшают негативное воздействие на призабойную зону. Это применяется в тех случаях, когда другие способы щадящего глушения слишком дороги, или поглощения избежать просто невозможно. Например, при эксплуатации нескольких продуктивных пластов, на которых был произведен гидроразрыв пласта. Избежать перетоков в таких условиях невозможно даже при малейших перепадах давления.

Модификацию ЖГ можно производить путем добавления в нее небольшого количества т. н. гидрофобизаторов. Эти вещества покрывают поверхность пор пласта (адсорбция) и препятствуют проникновению молекул воды в пласт. Кроме того, гидрофобизация коллектора увеличивает проницаемость пласта по нефти. Существует несколько гидрофобизаторов, напримре когда я работал в одной бузулукской конторе по глушению, чаще всего применялся Нефтенол ГФ и ГЖК-11. Концентрация гидрофобизатора невелика и не превышает одного процента.

Другой способ модификации ЖГ – это добавление растворов солей-ингибиторов, предотвращающих набухание солей. Чаще всего применяют раствор хлорида калия, но наибольшей эффективностью обладает поташ (карбонат калия). Этот способ менее эффективен, чем применение гидрофобизаторов, но и дешевле. Концентрация ингибитора обычно не превышает 7-10 процентов.

При этом гидрофобизатор и соль-ингибитор можно добавлять во весь объем жидкости, но чаще всего ради экономии средств добавляют только в нижнюю пачку жидкости глушения. Например, для глушения надо 50 кубометров ЖГ, добавляют только в первые 10 м3.

Второй метод – снижение забойного давления. Обычно такой способ применяется в скважинах с аномально низким пластовым давлением, когда вес, создаваемый даже простой технической водой, значительно превышает пластовое давление и жидкость начинает активно поглощаться скважиной.

Для того, чтобы уменьшить поглощение наиболее простой способ – глушение неполным объемом, т. е. когда замещают скважинную частичность толь ко частично. Но этот способ практически не применятся, потому что, во-первых, не происходит полностью замена скважинной жидкости и нефть может всплыть. Также через относительно небольшой слой жидкости газ из пласта может всплыть и создать взрывоопасную смесь.

Поэтому разработан иной способ глушения таких скважин – использование облегченных растворов. Например, глушение дегазированной нефтью. Но этот способ пожароопасен. И дорог. Поэтому чаще применяют водонефтяные эмульсии. Вспоминаем физическую и коллоидную химию, эмульсия – это смесь двух несмешивающихся жидкостей, той же нефти и воды. В отличии от нефти она пожаровзрывобезопасна. Но у нее есть большой недостаток – она неустойчива и со временем распадается на нефть и воду, которая, как более тяжелая жидкость, остается внизу и уходит в пласт. Да и прямая эмульсия наносит вреде ничуть не меньший, чем вода, поэтому применяют обратную эмульсию. Но про это в следующей части.

Третий способ, о котором я только читал – использование специальных стабилизированных пен – афронов. Отличием афронов от обычных пен заключается в том, что стенки пузырьков образованы не мономолекулярного слоя ПАВ, а окружены двухслойными оболочками с промежуточным слоем воды. Вследствие малого размера и специфического строения афроны обладают (по сравнению с пузырьками пен) высокой механической прочностью и стабильностью.

Схема строения пены и афрона

Основным недостатком известных составов, способствующих формированию афронов в буровых растворах, является их высокая стоимость и малодоступность. Кроме того, используемые в них поверхностно-активные компоненты являются биологически стойкими и экологически небезопасными соединениями, требующими специальных мер по утилизации отработанных растворов и предотвращению их экотоксического воздействия на природную среду.

В следующей части (а может и двух) я опишу технологию щадящего глушения с использованием нефильтрующихся жидкостей глушения (НФЖГ) и рассмотрю характеристики некоторых НФЖГ.

Кому интересно – подписывайтесь и задавайте вопросы