🗊Презентация Понятие ПЗС

ЛЕКЦИЯ 1, 2 Понятие ПЗС. Физико-химические процессы в призабойной зоне пластов

Состояние ПЗС определяет эксплуатационные качества скважины и контролируется от вскрытия продуктивной толщи бурением до ликвидации скважины уровень г/д связи между пластом и столом скважины, надёжность и долговечность которого обеспечивает конструкция забоя и сформированная ПЗП, является основным показателем эксплуатационных качеств скважины

Призабойная зона скважины (ПЗС) Ствол скважины в продуктивной части разреза участки коллектора, граничащие со стволом скважины продуктивный коллектор призабойная часть ствола скважины ПЧСС призабойная зона пласта ПЗП

состав и свойства коллектора в приствольной зоне определяются Литологическим составом пород (прочностные и деформационные свойства, поверхн. активность пород, тип смачиваемости и предрасположенность к набуханию, разрыхлению или растворению при ф-х взаимодействии с фильтратами растворов, заполняющих скважину)-устойчивые и неустойчивые коллекторы Составом пластовых флюидов, насыщающих коллектор, их фазовыми состояниями и ф-х свойствами, определяющими характер вытеснения Поверхностной активностью системы (угол смачивания, поверхностное натяжение на границе сред), которая определяет характер и интенсивность капиллярных и ф-х процессов в коллекторе Фазовыми проницаемостями и подвижностью пластовых флюидов, которые определяют характер фильтрации в коллекторе Емкостными характеристиками пород пласта (открытая пористость, распределение насыщенности фаз, остаточная водонасыщенность, раскрытость трещин и поровых каналов, распределение их по размерам, структура коллектора и соотношение подвижной и неподвижной фаз), которые определяют характер НГВ-насыщенности коллектора Зоной проникновения Глубина и интенсивность проникновения фильтратов в ПЗП зависит от величины и направления grad Δр,ΔТ (термодинамического) и (суммарный капиллярный, диффузионный, электрический, химический и др.) градиентов давлений. В случае совпадения направлений действия grad Δр,ΔТ и зона проникновения в ПЗП максимальна по глубине и фильтратонасыщенности

прочностные и деформационные свойства пород Устойчивый - коллектор, который при рабочих депрессиях в процессе освоения и эксплуатации скважины сохраняет структуру, не разрушается под действием горного давления и не размывается фильтрационными потоками Неустойчивый - слабосцементированный коллектор, твёрдая фаза которого выносится пластовыми флюидами из пласта в скважину На основании ГС пород коллектора определяются коэффициент однородности фракционного состава и средний размер фракций (мелкозернистые 0,10-0,25 мм, средне-зернистые - 0,25-0,50 мм и крупнозернистые -0,5-1 мм.)

Смачиваемость пород На гидрофильных участках поверхности водная фаза образует плёнки. Нефть, как несмачивающая фаза, занимает центры наиболее крупных пор, а также расширения поровых каналов На гидрофобных участках поверхности У/В образуют сорбционные слои, и смачивание их водной фазой затруднено

порода состоит из минералов с различными поверхностными свойствами одни участки коллектора являются гидрофильными, а другие гидрофобными часто крупные поры покрыты плёнкой нефти, а мелкие поры насыщены водой и являются гидрофильными определяющим является превалирующий тип смачиваемости для коллектора в целом, а при отсутствии явного преимущества смачиваемость коллектора относят к промежуточному типу структура порового пространства, в основном, оказывает влияние на фазовую проницаемость смачивающей фазы и, в меньшей степени, несмачиваемой фазы

Высокопроницаемый коллектор пласт, пористая kп или трещинная kт проницаемость которого имеет значение соответственно более 0,1 мкм2 или более 0,01 мкм2. При значениях kп и kт меньше указанных величин коллектор считается малопроницаемым

Пластовые давления высокие grad р пл > 0,01 МПа/м нормальные grad р пл = 0,01 МПа/м низкие grad p пл < 0,01 МПа/м аномально низкие grad р пл < 0,008 МПа/м аномально высокие grad р пл > 0,011 МПа/м

Начальные этапы формирования зоны проникновения в ПЗП вскрытие пластов бурением крепление и цементирование вторичное вскрытие обработка пласта и вызов притока

объём подвижной фазы в ПЗП перемещается в зависимости от направления действия перепада давления и определяется: коллекторскими свойствами и структурой пласта; величиной и характером приложения репрессии или депрессии; составом и свойствами пластовых и вносимых в породу флюидов; соотношением вязкости пластовых флюидов и внесённого фильтрата; величиной, направлением и продолжительностью действия результирующих сил процессов, происходящих в зоне проникновения

При поступлении фильтрата бурового раствора в ПЗП (при вскрытии бурением) и последующем вытеснении пластовым флюидом (при вызове притока) происходит перераспределение ВНГ-насыщенности и соотношения подвижной и неподвижных фаз (при реализуемых в пластовых условиях grad Δр ) При поступлении фильтрата бурового раствора в ПЗП (при вскрытии бурением) и последующем вытеснении пластовым флюидом (при вызове притока) происходит перераспределение ВНГ-насыщенности и соотношения подвижной и неподвижных фаз (при реализуемых в пластовых условиях grad Δр )

невытесняемые флюиды (остаточная фаза) в ПЗП прочносвязанные слои и плёнки; защемлённые флюиды в тупиковых каналах и порах; флюиды, которые при действующих перепадах давления удерживаются поверхностными и ф-х силами («рыхлосвязанная» вода в диффузионных (гидратных) слоях и сорбционные слои У/В, малоподвижные неорганические образования и асфальтеносмолистые отложения) По данным Мархасина И.Г толщина «невытесняемых» плёнок в коллекторе при градиенте 0,5 МПа/м может достигать 1 мкм, а при более низких градиентах до 2-3 мкм

Остаточная фаза зависит от: прочности плёнок (гидратных и сорбционных) удельной поверхности размеров и конфигурации каналов и пор, их количества и распределения по размерам поверхностных свойств и литологического состава пород

В низкопроницаемых коллекторах объём остаточной фазы, в том числе «рыхлосвязанных» флюидов, больше из-за более значимого участия ф-х процессов в формировании зоны проникновения в ПЗП существенно больше влияние концевого капиллярного эффекта на распределение насыщающих фаз (повышенная насыщенность смачивающей жидкостью в породе, граничащей со стволом скважины) Наличие капиллярно-удерживаемой воды в приствольной зоне низкопроницаемого пласта может до 2 раз уменьшить дебит нефти при одной и той же депрессии на пласт (Кудрявцев Г.В.)

Соотношение термодинамического и ф/х градиентов ϕ характеризует процессы насыщения ПЗП фильтратами ϕ>1 зона проникновения определяется процессами гидравлической фильтрации и роль ф-х процессов незначительна ϕ«1 превалируют ф-х процессы в ПЗП и, управляя ими, можно изменить глубину зоны проникновения фильтратов в ПЗП

Зона проникновения и характер замещения пластовых флюидов фильтратами буровых растворов при фильтрации в пласт зависит от типа и величины приложенной репрессии свойств и поверхностной активности контактирующих сред соотношения подвижности вытесняемой и вытесняющей фаз распределения пор и каналов по размерам

Влияние фильтрата бурового раствора проявляется в изменении объёма и прочности гидратных слоев в поровом пространстве и зависит от: типа и концентрации ионов в растворе характера насыщенности структуры порового пространства

Вещественный состав и структура порового пространства оказывает влияние на прочностные и деформационные свойства характер ф-х процессов, происходящих в пластовых условиях (капиллярные явления) В ряде случаев начальные скорости фильтрации и скорости капиллярной пропитки соизмеримы, а для газонасыщенных низкопроницаемых сред скорость капиллярной пропитки может в 2-3 раза превышать скорость фильтрации под действием перепада давления капиллярная пропитка может существенно видоизменить распространение зоны проникновения фильтрата, увеличивая её при прямоточной пропитке и сокращая её при противоточной пропитке

Призабойная часть ствола скважины (ПЧСС) совокупность данных об элементах крепи ствола скважины против продуктивной толщи Конструкция ПЧСС должна обеспечивать: разобщение напорных горизонтов проведение технологических операций и РИР сохранение длительное время устойчивости ствола при низком уровне фильтрационных сопротивлений

Конструкции ПЧСС характеризуются А)Степенью перекрытия продуктивной толщи зацементированной ЭК (открытый и перфорированный забой) Б)Составом забойного оборудования (оснастка низа ЭК, обратные клапаны, пакеры, разъединители, отсекатели потока, посадочные устройства и т.п.) В)Несущей и фильтрующей способностью материала, заполняющего заколонное пространство в ПЗС (цементный камень высокой прочности и низкой проницаемости; проницаемая структура при твердении тампонажных или полимерных композиций; проницаемая намываемая набивка тонкодисперсного (стеклянные шарики) или грубодисперсного материала (гравий)

ПЗС - особая часть пласта ее свойства существенно отличаются от свойств остальной части именно в этой части происходит потеря основной доли энергии, затрачиваемой на движение нефти в пласте

на дебит скважин сильное влияние оказывает снижение проницаемости ПЗС по сравнению с проницаемостью невозмущенной (естественной) породы снижение дебита скважин тем больше, чем больше степень снижения проницаемости ПЗС

При вскрытии пласта и на всех стадиях РМ необходимо сохранять или восстанавливать естественную проницаемость ПЗС При вскрытии пласта и на всех стадиях РМ необходимо сохранять или восстанавливать естественную проницаемость ПЗС От качества вскрытия продуктивных пластов зависит последующая нормальная эксплуатация скважин

Вскрытие многих пластов бурением проводится промывкой глинистым раствором ρгл.р.=1300 кг/м3 (репрессии достигают 15 Мпа - проникновение фильтрата и твердой фазы бурового раствора) Глубина проникновения фильтрата глинистого раствора превышает длину перфорационных каналов, образованных с применением кумулятивных перфораторов (6,5-13,5 м) глинистых частиц в пористую среду через перфорационные каналы - 10-15 мм

Под действием фильтрата БР фазовая проницаемость ПЗС для нефти снижается в результате: повышения водонасыщенности коллектора набухания глин возможного образования ВНЭ изменения рН среды смешения химически несовместимых пластовых (погребенных) вод и фильтрата с образованием солевых осадков

Причины изменения свойств ПЗП процессы, вызываемые Бурением скважин Креплением скважин Освоением и ремонтом скважин в результате происходит загрязнение от проникновения соответствующих жидкостей ф-х и механические нарушения

Факторы, определяющие коэффициент проницаемости ПЗС 1.Кольматация —загрязнение ПЗС механическими частицами, содержащимися в жидкостях с возможным последующим их набуханием 2.Проникновение в ПЗС фильтратов различных растворов и жидкостей, используемых в период первичного, вторичного вскрытия, вызова притока и освоения 3.Термодинамическая неустойчивость забойных условий со стороны скважины и ПЗ 4.Оплавляемость поверхностей перфорационных каналов в процессе перфорации

Насыщение ПЗС при первичном вскрытии 1 — глинистая корка; 2 — фильтрат БР

Насыщение ПЗС при цементировании ОК 2 — фильтрат БР; 3 — обсадная колонна; 4 —цементное кольцо; 5 — фильтрат цементного раствора;

Насыщение ПЗС при вторичном вскрытии 2 — фильтрат БР; 3 — ОК; 4 —цементное кольцо; 5 — фильтрат ЦР; 6 — перфорационное отверстие; 7 — ЖГ

Насыщение ПЗС при освоении скважины 2 — фильтрат БР; 3 — ОК; 4 —цементное кольцо; 5 — фильтрат ЦР; 6 — перфорационное отверстие; 7 — ЖГ; 8 – жидкость освоения

объем фильтрата или жидкостей, поступающих в ПЗС является функцией времени, поэтому эффективность вызова притока, освоения и эксплуатации скважины зависит от того, сколько времени прошло с момента первичного вскрытия до момента вызова притока необходимо организовать процесс строительства скважины так, чтобы это время было минимально возможным

Чем дольше скважина ожидает спуска и цементирования ОК, перфорации и вызова притока, тем вероятнее и значительнее загрязнение призабойной зоны и тем дольше и малоуспешнее будет процесс вызова притока и освоения Чем дольше скважина ожидает спуска и цементирования ОК, перфорации и вызова притока, тем вероятнее и значительнее загрязнение призабойной зоны и тем дольше и малоуспешнее будет процесс вызова притока и освоения