В связи с разработкой сеноманских залежей Севера Тюменской области проблема "пескопроявления" вновь стала актуальной. При проектировании этих залежей был принят режим постоянного дебита, заведомо меньший предельного дебита, поэтому решение проблемы "пескопроявления" легло на производственников. К чести работников, разрабатывающих месторождения Медвежье, Уренгойское, Ям-бургское и другие, они организовали широкомасштабный контроль за "пескопроявлением" в скважинах, создав комплекс методов и технических средств для этого. В результате удалось избежать крупных осложнений при эксплуатации. Сейчас настало время осмыслить и изучить этот богатейший опыт на основе современной теории. Эта проблема признана актуальной и для нефтяных скважин [5].
Новый подход к проблеме устойчивости призабойной зоны газовой скважины состоит в том, что все аспекты этой проблемы рассматриваются с позиций горной механики, т.е. в основе всех исследований лежит геодинамический (геомеханический) анализ.
В общем случае под понятием устойчивости скважины как горного сооружения понимают (в горной механике) способность её выполнять надежно и стабильно возложенные функции - добывать газ. Это понятие включает широкий спектр природных явлений и технико-технологических решений, главными из которых являются:
• напряженно-деформационные процессы в продуктивных пла
стах, вызванные сооружением в них горных
выработок (скважин) и
их последующей эксплуатацией, включая и
процессы разрушения
горных пород;
• деформационные
процессы в системе горные породы - обсад
ные колонны при эксплуатации скважин, включая
процессы смятия
колонн;
• эрозионно-коррозионные явления в стволе скважины под дей
ствием потоков газа с механическими и жидкими примесями;
54
• технологии и технические средства укрепления призабойных зон, удаления с забоя механических и жидких примесей и т.п.
Первые две группы процессов являются предметом исследования геомеханики как нового направления в геотехнологии разработки месторождений углеводородов.
Современное состояние изученности этой проблемы характеризуется рядом весьма интересных аспектов. Если раньше методы механики горных пород использовались в основном для исследования процессов бурения скважин, то в последние годы, особенно в связи с разработкой месторождений УВ на шельфе, резко возросло число исследований устойчивости призабойных зон скважин при эксплуатации.
Характерно, что Международное общество механики горных пород (SERM), ранее занимавшееся в основном горными выработками, включило в сферу своих интересов и эксплуатацию скважин.
Механизм выноса твердых частиц (песка) в скважины обсуждался во многих публикациях. Наиболее полно они были сформулированы в нашей работе [6] и [7] в 1987, 1989 гг.
В общем виде отмечаются разрушения трех типов.
Первый тип разрушения происходит за счет превышения эффективных напряжений пределов прочности пород (диаграмма - напряжение - деформация) и определяется величиной депрессии. Устранение неустойчивости этого типа возможно путем установления оптимальных депрессий.
Второй тип разрушения фильтрационной поверхности происходит в условиях, когда эффективное радиальное напряжение на стенке становится растягивающим, т.е, общий градиент радиального напряжения меньше градиента порового давления. При этом происходит обрушение стенок и увеличение размеров полостей. В ряде случаев после обрушения размеры полости стабилизируются, т.е. вынос породы прекращается.
Третий тип, обуславливающий вынос породы, имеет специфический характер и связан с миграцией мельчайших твердых частиц, т.е. их перемещением потоком флюида через поровое пространство. Этот тип разрушения, обусловленный также и процессами суффозии, обсуждался в 1996 г. [8]. При этом отмечается, что перенос частиц может осуществляться по всему пласту. Особенно это характерно для
55
ПХГ. Иногда он приводит к образованию зон пониженной проницаемости и циклическому выносу частиц.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.