Конструкции забоя при вскрытии пластов и обоснование их выбора.

При проектировании конструкции скважин важное значение имеет выбор конструкции забоя, от которого во многом зависит будущий дебит скважины.

Самым распространенным видом забоя является закрытый забой, когда скважина бурится на всю глубину, включая зумпф, обсаживается и цементируется, а затем перфорируется. Существенным недостатком этого способа является то, что вскрытие пласта на неоптимальной промывочной жидкости, свойства которой должны соответствовать условиям вышележащих горизонтов. При этом потеря проницаемости пласта может доходить до 50%. В процессе цементирования продуктивный пласт еще раз загрязняется фильтратом и твердой фазой цементных растворов. При этом потеря проницаемости так же приближается к 50%. В процессе перфорации пласт еще раз загрязняется фильтратом перфорационной жидкости и твердыми частицами, образовавшимися при перфорации. Несмотря на существенные недостатки, этот способ является наиболее дешевым и это обуславливается тем, что большинство продуктивных залежей являются многопластовыми, т.е. включают несколько пропластков, изолированных друг от друга, причем эксплуатация их должна производиться раздельно. Наличие цементного кольца предупреждает осыпание и обваливание горной породы.

Более эффективным с позиции вскрытия продуктивных пластов являются скважины с открытым забоем, когда основной ствол бурится до кровли продуктивного пласт, а сам продуктивный пласт вскрывается промывочной жидкостью с оптимальными параметрами. При этом обеспечивается максимальная степень гидродинамического совершенства вскрытия продуктивного пласта.

В случае вероятного выноса песка продуктивный пласт может оборудоваться специальным фильтром, который спускается в виде хвостовика, или роль фильтра может выполнять нижняя часть обсадной колонны. Ограничения в применении этого способа заключаются в том, что он применим в однородных устойчивых коллекторах (карбонаты, трещиноватые породы).

Также имеются скважины, имеющие смешанный тип забоя, в которых верхняя часть пласта имеет открытый забой, а нижняя – открытый. Данный тип забоя характерен для газовых скважин, имеющих большую толщину продуктивного пласта. При этом давление в кровле и подошве пласта близки между собой, а коэффициент аномальности в подошве пласта может быть существенно ниже, чем в его кровле. Таким же закономерностям подчиняется и индекс гидроразрыва. Поэтому вскрытие всего пласта одной плотностью бурового раствора может представлять серьезные проблемы. В этом случае используется смешанный забой.

1.Скважина с закрытым забоем (схема а). Когда продуктивный пласт перекрывается обсадной колонной или хвостовиком, затем цементируется и перфорируется.

Плюсы: распространенность; использование одной и той же промывочной жидкости при бурении основного ствола и продуктивного ствола; возможность последующего углубления скважин; возможность селективной эксплуатации отдельных пропластков; возможность эффективного проведения ремонтных работ, особенно по водоизоляции.

Минусы: невозможность применения специальной промывочной жидкости конкретно для этого пласта; загрязнение продуктивного пласта фильтратом цементного раствора.

2.Скважина с открытым забоем (схема б,в,г). Самая лучшая схема-б, она предполагает бурение до кровли продуктивного пласта, спуск и цементирование колонны, вскрытие продуктивного пласта по специальной технологии, вкл. промывочные жидкости. Если пласт сложен недостаточно неустойчивыми породами, то открытый ствол может оборудоваться фильтром (схема г)- большой плюс- минимальное повреждение пласта, максимальная площадь фильтрации.

Минусы: невозможность использования в многопластовых залежах и невозможность селективной эксплуатации пластов; невозможность использования в неоднородных залежах; невозможность применения в малоустойчивых коллекторах.

3. Скважина со смешанным типом забоя. Конструкция на (рис д,е)- невозможность вскрытия пласта в один прием на одной плотности промывочной жидкости.

4. Скважина с неустойчивыми коллекторами (рис ж, з, и, к, л).

Коллектор считается устойчивым, если прочность горныхпород слагающих его будет удовлетворять данному уравнению.

Рис. 1. Конструкции забоев при заканчивании скважин:

1 — эксплуатационная колонна; 2 — цементное кольцо; 3 — перфорационные отверстия; 4 — перфорированный (на поверхности) фильтр; 5 — забойный фильтр; 6 — гравийный фильтр; 7— центратор; 8 — расширенная часть ствола скважины;

9 — проницаемый тампонажный состав; 10 — открытая поверхность искусственного фильтра