Заканчивание горизонтальных скважин

Выбор вида заканчивания горизонтальной скважины является ответственным этапом в проектировании. Он определяет диаметр ствола, длину горизонтального участка, максимальное значение интенсивности искривления. При выборе следует учесть тип коллектора, устойчивость ствола, необходимость изоляции водо- и газоносных участков, возможность выноса песка, виды последующих работ с целью интенсификации притока и капитального ремонта.

В настоящее время находят применение три схемы заканчивания:

· открытым стволом;

· спуском перфорированного хвостовика;

· спуском эксплуатационной колонны с последующим цементированием и перфорацией.

Теоретически рассматривается и способ заканчивания с гравийной набивкой, но практического применения он пока не находит и поэтому в дальнейшем не рассматривается.

Заканчивание скважины открытым стволом наиболее экономично, так как не требует дополнительных затрат средств и времени, вместе с тем при этом возможно обрушение ствола, вынос песка, возникают трудности при определении зон поступления флюида в скважину с целью дальнейшей интенсификации притока, или изоляции водо- и газоносных зон. Однако, например, в Татарии для изоляции участков притока воды используются профильные перекрыватели, не имеющие зарубежных аналогов, с предварительной закачкой вязкоупругой гидрофобной эмульсии.

Заканчивание путем спуска перфорированного хвостовика позволяет в какой-то мере закрепить ствол от обрушения. В случае если возможен вынос песка, на перфорированную трубу наматывается проволока с расчетным зазором между витками, но спускать такой хвостовик можно только в скважины со сравнительно малой интенсивностью искривления. В противном случае проволочная намотка может быть повреждена. С этой же целью может быть использован хвостовик со щелевой перфорацией. Ширина щели может быть до 0,01 мм. Такие фильтры изготавливаются с использованием лазерной технологии. Фильтровые части хвостовика располагаются против наиболее проницаемых участков ствола, а расстояние между ними может доходить до 40-50 м.

Вынос песка в горизонтальный ствол больше, чем в вертикальный, так как напряжения в стенках скважины выше. В отличие от вертикальных скважин вынесенный песок скапливается в перфорированной части горизонтального ствола, что приводит к снижению дебита. Уменьшить выноса песка можно путем снижения депрессии на пласт и рационального подбора фильтров.

При таком виде заканчивания, так же как и в предыдущем случае, затруднена изоляция нежелательных зон притока горизонтального ствола (вода, газ), и возникают проблемы с обработкой ствола с целью интенсификации притока нефти. Тем не менее этот способ имеет наибольшее распространение (более половины всех скважин). Изоляция зон с нежелательным притоком может быть проведена с помощью заколанных пакеров, как это показано на рис. 49.

Заканчивание путем спуска обсадной колонны с цементированием и последующей перфорацией имеет ряд существенных преимуществ. К их числу относятся:

· возможность обработки выборочных зон для интенсификации притока;

· полностью исключается обрушение ствола;

· обеспечивается управление газо- и водонефтяным контактом;

· возможна изоляция зон с притоком воды или газа, как в начальной стадии, так и при последующей эксплуатации.

Однако этот способ дорог, и в процессе эксплуатации скважины возможен вынос песка.

Для успешного цементирования горизонтальных скважин необходимо обеспечить полную очистку ствола и хорошее центрирование обсадной колонны. Последнее достигается применением жестких или пружинных центраторов. Первые имеют некоторые преимущества:

· фиксированная высота, возможность вращения и расхаживания колонны;

· не требуется дополнительное усилие страгивания при спуске колонны, однако они несколько дороже.

Жесткий центратор одновременно может выполнять роль турбулизатора. Для этого его лопости закручены по винтовой линии под углом 35^о (рис. 50). Корпус, изготовленный из алюминиевого сплава, надевается на обсадную трубу и может перемещаться по ней от кольца, закрепленного на трубе клином, до муфты.

Жесткие центраторы нерационально применять в скважинах, имеющих сужения и каверны, а также уступы и желобы.

В настоящее время имеется опыт цементирования обсадных колонн при длине горизонтального участка скважины в несколько км.

Перфорирование горизонтальных скважин представляет определенную трудность, так как перфоратор необходимо опускать на колонне труб, что требует значительных затрат времени. Одним из путей решения этого вопроса является использование перфорированного хвостовика, в отверстия которого вставлены магниевые заглушки, крепящиеся деталями с резьбой. Головки запорных устройств одновременно выполняют роль центраторов. После цементирования в колонну обсадных труб закачивается соляная кислота, бурно реагирующая с магнием, в результате чего в цементном камне прожигается канал. Таким путем производится вторичное вскрытие продуктивного горизонта. Имеется опыт использования алюминия вместо магния в случае, когда скважина заполнена агрессивной жидкостью, и реакция начинается еще до цементирования колонны.

Одним из перспективных методов вторичного вскрытия продуктивных горизонтов является применение гидромеханических щелевых перфораторов.

Несмотря на имеющие трудности, доля скважин, заканчиваемых цементированием обсадных колонн, возрастает, так как облегчается их последующая эксплуатация.

На месторождениях Томской области, как уже указывалось ранее, заканчивание скважин осуществляется, как правило, путем спуска фильтра‑хвостовика. Фильтр ФГС‑114 состоит из корпуса (труба диаметром 114 мм), в котором просверлены отверстия диаметром 12 мм с плотностью 24 отверстия на метр. В отверстия вставляются герметизирующие пробки из алюминиевого сплава, которые разрушаются при кислотной обработке перед началом эксплуатации скважины. На корпус наматывается проволока с образованием щелей шириной 0,2‑0,25 мм. Длина фильтра около 2 м. Общая длина фильтровой части хвостовика определяется исходя из длины горизонтального участка ствола, а порядок расстановки фильтров уточняется по материалам геофизических исследований.

Исходя из указанных выше преимуществ и недостатков, можно сформулировать следующие общие принципы выбора способа заканчивания.

Заканчивание открытым стволом рационально при небольшой длине горизонтального участка, что имеет место при малых радиусах искривления, в устойчивых породах, когда вынос песка незначителен, а наличие зон водо- и газопоступления маловероятно.

Заканчивание с использованием перфорированного хвостовика рационально в скважинах со средним радиусом кривизны, но может быть использовано и в других случаях, когда породы относительно устойчивы, но возможен значительный вынос песка, а продуктивный горизонт более менее однороден.

Заканчивание цементированием обсадной колонны рационально в неустойчивых породах со сложным строением пласта, однако, вынос песка при этом должен быть невелик, скважина пробурена по профилю с большим или средним радиусом искривления с большой длиной горизонтального ствола.