Проблемы эксплуатации месторождений Уренгойского комплекса: Материалы научно-технической конференции, страница 13

0,5      0,42     0,297    0,175    0,147    0,104    0,053    0,037     0,01 Диаметр частиц, мм

Рис. 5. Кривые суммарного гранулометрического состава: 1 - гравий фракции 0,589-1,19 мм (16-30 меш), медианный диаметр которой равен - 0,89 мм; пластовый песок:

2-скв. 1872 -УКПГ-1;3-скв. 214 - УКПГ-2; 4 - скв. 3113 -УКПГ-3; 5 - скв. 5141 - УКГ1Г-5; 6 - скв. 7202 - УКПГ-7; 7 - скв. 12262 - УКПГ-12

Механику задержания пластового песка гравийной набивкой можно подразделить на механизмы - это задержание пластового песка при помощи перемычек из пластовых частиц перед порами в гравийной набивке и фильтрационное задержание (рис. 6.).

30

Рис. 6. Механизмы задержания пластового песка гравийной набивкой:

А - образование перемычек у пор гравийной набивки;

Б - фильтрационное задержание; 1 - гравий; 2 -песок

Для выбора размера частиц в гравийной набивке, которые обеспечивают образование перемычек и удержание пластового песка, используется следующее уравнение [4, 5, 6]:

(ДюП = 6(Д,₀П), где Д_]0 - диаметр частиц фракции, в 10 мае. %-ной точке кривой суммарного гранулометрического состава (рис. 5), мм; Г - обозначение материала гравийной набивки; П - обозначение пластового песка.

Для проектирования набивок, обеспечивающих фильтраци­онное задержание, Шварц и Сосье предложили соответственно следующие уравнения [5, 7]:

(Д₅оО = 5,5(Д_5ОП), где Д50 - медианный диаметр (диаметр частиц фракции, в 50 мае. %-ной точке кривой суммарного гранулометрического состава), мм.

Гравийная набивка обеспечивает фильтрационное задержа­ние зерен пластового песка при соотношении параметров Д₅₀Г и Д₅оП, не превышающем 5,5. Внедрение частиц пластового песка в

31

набивку, приводящее к значительному снижению проницаемости, но без его выноса, возможно при соотношении параметров Д50Г и Д₅оП, приближающемся к П. При дальнейшем увеличении этого соотношения, чем больше размер частиц материала в гравийной набивке, тем большие объемы пластового песка входят в ее поры. При Д_5оГ/Д₅оП >20 гравийная набивка пластовый песок практиче­ски не задерживает.

Нами установлено, что в случае притока в скважину только газа, вынос пластового песка предотвращается, благодаря образо­ванию сводов; когда же в продукции скважины присутствует вода, решающее значение приобретает закупоривание пор гравийной набивки частицами породы. Снижение производительности сква­жины в результате закупорки пор в гравийной набивке будет зна­чительнее для внутриколонной набивки, нежели для набивки, соз­данной в открытом необсаженном или вырезанном участке экс­плуатационной колонны. Если материал для гравийной набивки подбирается с таким расчетом, чтобы задержание пластовых час­тиц происходило в условиях закупоривания ими пор в набивке, а размер пластовых частиц настолько мал, что набивка не может обеспечить их фильтрационное задержание (даже если для набивки применяется мелкий гравий фракции 0,25-0,42 мм), следует учесть одно важное обстоятельство. Когда к скважине поступают подош­венные и конденсационные воды, первоначально образованные своды разрушаются, и проявляется тенденция к закупориванию пластовыми частицами нижней части гравийной набивки. С точки зрения изоляции пластовых и конденсационных вод этот эффект является благоприятным.

Проницаемость гравия примерно пропорциональна квадрату диаметра зерен. Следовательно, низкая проницаемость более мел­кого гравия может существенно повлиять на продуктивность сква­жины.

Нами, на основе анализа и научного обобщения результатов промысловых, лабораторных и теоретических исследований, раз­работана, обоснована и предложена новая методика проектирова­ния гравийной набивки для противопесочных фильтров, устанав­ливаемых в интервале "суперколлекторов", применительно к кон­кретным геолого-техническим условиям. Согласно этой методике, размер частиц гравийной набивки рекомендуется производить пу-

32