Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Якість перфорації свердловин

Термін “якість перфорації свердловин” широко використовується в нафтогазопромисловій літературі.

Однак він не має конкретного визначення. Нами запропоновано під терміном якість перфорації свердловин розуміти загальну ймовірність ефективного створення каналів перфорації у смислі: а) охоплення тонкошаруватих пропластків; б) ступеня проходження каналами забрудненої зони пласта; в) технічної можливості створення гідравлічно провідного каналу. Таке уявлення уможливлює подати кількісну характеристику якості перфорації свердловин, якщо зіставлення способів перфорації за ймовірностями розкриття тонкошаруватих продуктивних прошарків доповнити врахуванням можливості сполучення свердловини з пластом у разі забруднення привибійної зони через внутрішнє закупорювання пласта твердою фазою бурового розчину та пробивної здатності перфораторів.

Імовірність (охоплення) розкриття нормальним (перпендикулярним до осі свердловини) перфораційним каналом при відстані l_я між осями каналів (ярусами каналів) пропластка товщиною h_п з урахуванням діаметра d_к каналу (рис. 1.24, а, б) на основі геометричного трактування імовірності буде:

. (1.33)

Із формули (1.33) можна визначити необхідну відстань l_яміж каналами для досягнення повного охоплення пропластків перфорацією (при імовірності Р_г=1). Величина є густота п площин перфорації (число ярусів каналів). Для розкриття пропластків товщиною 25-50 мм густота п нормальних каналів є доволі великою.

Імовірність розкриття одного пропластка товщиною h_п похилим канолом, нахиленим під кутом a до вертикалі і довжиною l_к і діаметром d_к при відстані l_я між осями сусідніх каналів становить:

. (1.34)

Розрахунки за формулою (1.34) показують, що при збільшенні кута a від нуля до 50-55° імовірність змінюється незначно (при d_к = l_к/2 для
гідропіскоструминного каналу), переходячи через максимум (α = 26⁰34′), а відтак різко зменшується. Кут α не повинен перевищувати 55°.

Можна показати із використання формули Бернуллі (про повторні випадкові події) при створенні п ярусів каналів, що формула імовірності у випадках нормальних і похилих каналів набуває відповідно вигляду:

; (1.35)

. (1.36)

Рис. 1.24 – Розрахункові схеми діяння на шаруватий пласт нормальними і похилими каналами перфорації

До 15% кумулятивних каналів від загальної їх кількості неефективні внаслідок повного закупорювання пестом (облицюванням вибухового заряду). Максимальна кількість ефективних каналів кульового методу перфорації не перевищує 45-50%.

Природно, ймовірність Р_т технічної можливості проведення гідропіскоструминного каналу в цьому розумінні дорівнює одиниці, то ймовірність кумулятивної перфорації внаслідок закупорювання перфораційного каналу пестом – 0,85, а кульової – 0,5.

Імовірність проходження перфораційним каналом забрудненої зони пласта за геометричним визначенням імовірності буде у випадках нормальних і похилих каналів відповідно:

; (1.37)

, (1.38)

де l_з – ширина (вздовж радіуса) зони забруднення.

Для порівняльної оцінки можна брати, наприклад, базисну ширину l_з= 0,5 м (взята величина l_з не відіграє ролі, оскільки зіставлення ведеться у відносних величинах).

Технічне проведення каналу, проходження забрудненої зони і охоплення тонкошаруватих пропластків є незалежними випадковими подіями, оскільки ймовірності кожного з них не залежать від того, наступала чи не наступала решта подій. Тому ймовірність настання цих незалежних подій визначаємо добутком імовірностей решти подій:

. (1.39)

Формула (1.39) виражає загальну ймовірність ефективного створення каналів перфорації, тобто кількісно описує якість перфорації свердловин.

Звідси вже легше встановити величину оптимального кута нахилу каналів, взявши за критерій максимум величини загальної ймовірності чи, іншими словами, найвищу якість перфорації.

Підставивши Р_г і Р_з з формул (1.24) і (1.38) у (1.39), одержуємо:

, (1.40)

де ; a = d_к/l_к.

Із результатів розрахунку (рис. 1.25) за (1.40) при а = 0,5 (див. вище) витікає, що для досягнення найбільшої загальної ймовірності Р_заг величина кута a нахилу каналів повинна знаходитися в межах 40-80° і становити в середньому 60°. До того ж меншим величинам (меншим h_п за однакових l_к) відповідає менша величина a. Зменшення кута a нижче 40° призводить до різкого зниження ймовірності.

Розрахунки (табл. 1.1) за формулою (1.40) показують, що всі стріляючі і гідропіскоструминні (при великих значинах l_я = 0,5 і 1,0) перфоратори у разі створення нормальних каналів непридатні для розкриття тонкошаруватих продуктивних пропластків з урахуванням імовірності проходження забрудненої зони навколо свердловини і технічної можливості проведення каналів. Найменшою ефективністю (за ймовірністю) в таких умовах характеризуються перфоратори ПВН-90 і ПН-103 при малій кількості каналів.

Одержана залежність загальної ймовірності ефективного створення каналів дає змогу розв’язувати обернені задачі з обгрунтування способу перфорації, оптимальних величин густоти і кута нахилу каналів стосовно до конкретних умов.

Рис. 1.25 – Залежність параметра від кута α нахилу каналів за різних відношень : 2 (1); 1,5 (2); 1,3 (3); 1,0 (4); 0,5 (5); 0,1 (6)

Вірогідне (Р_заг = 1) розкриття тонких нафтогазонасичених прошарків товщиною 0,025-0,05 м забезпечується при кількості ярусів каналів (вздовж осі свердловини) для стріляючих перфораторів 15-29, а для гідропіскоструминного перфоратора з нормальними каналами – 5-10 у залежності від діаметра каналу. Кількість ярусів каналів перфорації, що приймається на практиці, є значно меншою.

При застосуванні гідропіскоструминних перфораторів із похилими каналами кількість ярусів каналів зменшується в 1,6-2 рази порівняно з гідропіскоструминними перфораторами з нормальними каналами. Вірогідність розкриття тонких продуктивних прошарків похилими гідропіскоструминними каналами в незабруднених пластах є найбільшою при куті нахилу каналів близько 27⁰С, а із урахуванням забрудненості привибійної зони через внутрішньопорове закупорювання пласта твердою фазою бурового розчину – при куті нахилу близько 60⁰. У другому випадку оптимальна кількість ярусів каналів становить 3-5 за довжини каналів 0,15-0,35 м.

Одержані залежності інваріантні відносно до кутових перетворень системи, яка охоплює свердловину, пласт і канали. Викладені вище задачі ставились стосовно вертикальної свердловини і горизонтального залягання пропластків при куті a нахилу каналів до осі свердловини. Кут a можна розуміти і як кут зустрічі вертикальної свердловини з пропластками, що залягають похило, а канали створено нормально до осі свердловини. Ці ж залежності легко узагальнюються і на складніший випадок похилого розташування свердловини, пропластків і каналів.

Аналогічно під тонкошаруватими пропластками можна розуміти тріщини пласта, при цьому розрахункові залежності можуть застосовуватися і в даному випадку.

Таблиця 1.1 – Загальна ймовірність якості перфорації свердловин

Перфоратор	l_к, м	d_к, м	l_я, м	n	Р_т	Р_з	Р_заг
Товщина пропластка, м
0,025	0,05	0,1	0,2	0,4	0,85
Кульовий ПВН-90	0,23	0,20	0,50 0,25		0,5	0,46	0,021 0,041	0,032 0,064	0,055 0,110	0,101 0,202	0,193 0,230	0,230 0,230
Кумулятивний ПК-103	0,11	0,11	0,085 0,0425		0,85	0,22	0,081 0,162	0,137 0,187	0,187 0,187	0,187 0,187	0,187 0,187	0,187 0,187
Гідропіскоструминний з нормальними каналами	0,15	0,075	0,2 0,5 1,0		1,0	0,3	0,150 0,060 0,030	0,188 0,075 0,038	0,225 0,105 0,052	0,262 0,165 0,072	0,3 0,285 0,142	0,3 0,3 0,278
0,25	0,125	0,2 0,5 1,0			0,5	0,375 0,150 0,075	0,428 0,175 0,088	0,5 0,225 0,112	0,5 0,325 0,168	0,5 0,5 0,5	0,5 0,5 0,5
0,35	0,175	0,5 1,0			0,7	0,280 0,140	0,315 0,158	0,385 0,192	0,525 0,262	0,7 0,402	0,7 0,7
Гідропіскоструминний з похилими каналами (α = 60⁰)	0,15	0,075	0,2 0,5 1,0			0,26	0,214 0,086 0,043	0,247 0,099 0,050	0,260 0,112 0,056	0,26 0,177 0,089	0,26 0,26 0,140	0,26 0,26 0,257
0,25	0,125	0,5 1,0			0,433	0,224 0,112	0,224 0,112	0,288 0,144	0,374 0,187	0,433 0,274	0,433 0,433
0,35	0,175	0,5 1,0			0,606	0,428 0,214	0,460 0,230	0,520 0,260	0,606 0,321	0,606 0,433	0,606 0,606

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Проектування технології ГПП	\|	Освоєння видобувних і нагнітальних свердловин

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.