USD 73.3315

+0.77

EUR 85.8785

+0.42

BRENT 74.67

+0.48

AИ-92 46.27

0

AИ-95 50.25

0

AИ-98 57.97

+0.01

ДТ 50.08

0

7610

Забой скважины

Существуют различные конструкции забоев для осложненных и неосложненных условий

Забой скважины

Забой - это нижняя часть скважины, вскрывающая продуктивный пласт.
Она служит для извлечения необходимого ресурса из недр земли.

Разработаны и эксплуатируются различные конструкции забоев для осложненных и неосложненных условий.
Наиболее распространенная из них - конструкция забоя с цементированной эксплуатационной колонной, перфорируемой в интервале продуктивного пласта.
Простота технологии ее создания привела к тому, что практически повсеместно она является основой проектирования конструкции всей скважины.

Требования к забою скважины:

  • обеспечение механической прочности призабойной зоны без ее разрушения;
  • возможность избирательного воздействия на различные части вскрытой части продуктивного пласта за счет направленного вторичного вскрытия или за счет гидродинамических / физико-химических обработок;
  • максимально возможный коэффициент гидродинамического совершенства скважины.

Конструкции забоя скважины включает оборудование забоя и призабойной зоны, обеспечивающее связь с пластом, при котором:

  • скважина работает с максимальным дебитом
  • призабойная зона пласта без разрушения позволяет работать длительное время без ремонта ППР.

Параметры конструкции забоя:

  • наружный и внутренний диаметр, 
  • типа фильтра, 
  • характер сообщения ствола скважины с продуктивным пластом,
  • элементы крепи скважины в интервале продуктивного пласта.

Конструкция забоя должна обеспечивать:

  • устойчивость ствола, 
  • разобщение пластов, 
  • проведение технико-технологических воздействий на пласт, 
  • выполнение ремонтно-изоляционных и геофизических работ, 
  • длительную эксплуатацию скважин при оптимальном дебите.

Классификация типовых конструкций забоев скважин

  • скважина с перфорированным забоем;
  • скважина с забойным хвостовиком;
  • скважина с забойным фильтром;
  • скважина с открытым забоем.

zaboy 2016.jpg

Скважины с перфорированным забоем - наиболее распространены из-за преимуществ:

  • надежная изоляция пройденных горных пород;
  • возможность дополнительного вскрытия перфорацией временно законсервированных нефтенасыщенных интервалов в разрезе скважины;
  • простота поинтервального воздействия на призабойную зону в случае ее сложного строения;
  • упрощение технологии бурения, т.к. бурение под эксплуатационную колонну ведется долотом одного размера до проектной отметки.

После разбуривания ствола до проектной отметки в скважину спускается обсадная колонна, которая цементируется, а затем перфорируется. 
В условиях крепких коллекторов такая конструкция забоя является длительно устойчивой.

Скважины с забойным хвостовиком
  • предназначены для продуктивных горизонтов с очень крепкими коллекторами;
  • бурится до проектной отметки, затем в нее спускается обсадная колонна, нижняя часть которой на толщину продуктивного горизонта имеет насверленные отверстия;
  • после спуска обсадной колонны проводится ее цементирование выше кровли продуктивного горизонта. При этом пространство между стенкой и обсадной колонной на толщину продуктивного горизонта остается свободным;
  • приток в такую скважину аналогичен таковому в совершенную скважину, но забой является закрепленным, что исключает уменьшение Ø скважины даже в случае частичного обрушения призабойной зоны.

Скважины с забойным фильтром

  • предназначены для слабосцементированных (рыхлых) коллекторов;
  • до кровли продуктивного горизонта скважина бурится с диаметром, соответствующим Ø эксплуатационной колонны;
  • затем в скважину спускаются обсадные трубы и производится цементирование;
  • продуктивный горизонт разбуривается долотом меньшего Ø до подошвы;
  • перекрытие продуктивного горизонта осуществляется фильтром, закрепляемым в нижней части обсадной колонны на специальном сальнике. Фильтр предназначен для предотвращения поступления песка в скважину. 

Скважины с открытым забоем

  • предназначены для однородных устойчивых коллекторов;
  • нижняя часть скважины (до кровли продуктивного горизонта) не отличается для скважин с забойным фильтром;
  • продуктивный горизонт разбуривается также долотом меньшего Ø до подошвы; при этом ствол скважины против продуктивного пласта остается открытым. Конструкция обладает наилучшим гидродинамическим совершенством, но имеет ограниченное распространение в силу ряда недостатков, основными из которых являются:
      • ограниченность или даже невозможность эксплуатации продуктивных горизонтов сложного строения;
      • небольшая толщина продуктивного горизонта;
      • невозможность эксплуатации скважины с достаточно большими депрессиями вследствие разрушения продуктивного горизонта (обвалы призабойной зоны ствола).

Открытый забой

Условия выбора конструкции:
  • низкая проницаемость прочных коллекторов;
  • отсутствие высоконапорных горизонтов, 
  • наличие подошвенных вод и газовой шапки;
  • в случае пористых и трещиноватых коллекторов на перфорированном хвостовике, который не цементируется, устанавливают пакеры.
Тип коллектора:

  • однородный прочный;
  • поровый, трещинный, трещинно-поровый или порово-трещинный

Такие коллекторы по своим геолого-физическим характеристикам не могут быть зацементирован без ухудшения коллекторских свойств в призабойной зоне пласта (ПЗП).
Способ эксплуатации: раздельный. 
Коллектор должен сохранять устойчивость при создании депрессии на пласт.

Устойчивость породы в ПЗП определяют для следующих случаев:
  • из пласта извлекается жидкость или газ;
  • жидкость нагнетается в пласт;
  • движение жидкости отсутствует.
Значения коэффициента Пуассона ν для основных горных пород


Горная порода Значение коэффициента Пуассона
Глины пластичные 0,41
Глины плотные 0,30
Известняки 0,31
Песчаники 0,30
Песчаные и глинистые сланцы 0,25

При устойчивом и неустойчивом коллекторе, если grad рпл > 0,1 МПа/10 м, а коллектор имеет поровую проницаемость кп > 0,1 мкм2, применяют конструкцию открытого забоя.

В случае заканчивания скважины при grad рпл > 0,1 МПа/10 м, кп > 0,1 мкм2 или кт > 0,01 мкм2 вскрытие продуктивного объекта осуществляют совместно с вышележащими отложениями, до забоя спускают эксплуатационную колонну, оборудованную в нижней части фильтром, и скважину цементируют с подъемом тампонажного раствора от кровли продуктивного пласта, для чего используют пакеры типа ПДМ.

При аномально низком пластовом давлении (grad рпл < 0,1 МПа/10 м) независимо от проницаемости пород продуктивного объекта:

  • при устойчивом коллекторе применяют нижеуказанную конструкцию забоя,

zab 2.jpg

  • при неустойчивом коллекторе - конструкцию забоя - ниже:
zab 3.jpg


При создании конструкции такого забоя с неустойчивым коллектором:

  • до кровли продуктивного пласта спускают и цементируют эксплуатационную колонну, 
  • вскрытие объекта проводят с учетом пластового давления, поровой и трещинной проницаемости коллектора,
  • при grad рпл < 0,1 МПа/10 м, кп < 0,1 мкм2 или кт < 0,01 мкм2 применяют специальные буровые растворы на нефтяной основе, пены и др,
  • неустойчивый порово-трещинный коллектор перекрывается хвостовиком-фильтром,
  • если кровля продуктивного объекта сложена из неустойчивых пород и не перекрыта эксплуатационной колонной, при установке хвостовика-фильтра используют заколонные пакеры, которые располагают в неперфорированной части около кровли продуктивного горизонта и в башмаке эксплуатационной колонны с целью предупредить обрушение стенок скважины и зашламление открытого ствола
  • перед вызовом притока в случае необходимости выполняют обработку ПЗП (солянокислотная обработка, гидроразрыв пласта и т.д.).

При создании конструкции такого забоя с устойчивым коллектором технология идентична, но не нужно  коллектор перекрывать хвостовиком.  

Забой смешанного типа

Конструкции забоя этого типа используют в однородном коллекторе порового, трещинного, трещинно-порового или порово-трещинного типа; при наличии близко расположенных напорных горизонтов или газовой шапки около кровли пласта, а также при низких значениях поровой или трещинной проницаемости пород (соответственно кп < 0,01 мкм2 или кт < 0,01 мкм2); если коллектор сложен из прочных пород, сохраняющих устойчивость при создании депрессии на пласт во время эксплуатации скважины, а также при раздельном способе эксплуатации продуктивных объектов.


Выбор конструкции забоя смешанного типа предусматривает соответствие условий залегания и эксплуатации продуктивного объекта с учетом его физико-механических свойств; оценку устойчивости пород ПЗП. При устойчивом коллекторе применяют конструкцию забоя , при неустойчивом - конструкцию .

Технологии создания конструкций изображенных забоев аналогичны:

  • скважину бурят до проектной глубины со вскрытием всей мощности продуктивного объекта;
  • эксплуатационную колонну спускают до глубины, обеспечивающей перекрытие и изоляцию близко расположенных около кровли пласта напорных объектов, газовой шапки или верхней неустойчивой части продуктивных отложений;
  • после цементирования колонны ее перфорируют в интервале высокопродуктивной части объекта, а перед вызовом притока в случае необходимости осуществляют обработку ПЗП;
  • забой, представленный неустойчивыми коллекторами трещинного или порово-трещинного типа, перекрывают потайной колонной-фильтром.

Закрытый забой


Конструкции с таким забоем применяют для крепления неоднородных коллекторов с целью изолировать близко расположенные пласты в неоднородном коллекторе порового, трещинного, трещинно-порового или порово-трещинного типа, в котором отмечается чередование устойчивых и неустойчивых пород, водо- и газосодержащих пропластков с разными пластовыми давлениями, в случае если коллектор характеризуется высокими значениями поровой или трещинной проницаемости пород (кп > 0,1 мкм2 или кт > 0,01 мкм2), а также для обеспечения совместной, раздельной или совместно-раздельной эксплуатации объектов.

При выборе конструкции закрытого забоя устанавливают соответствие условий залегания и эксплуатации продуктивного объекта общепринятым положениям.

Расчет основных элементов конструкции закрытого забоя проводят в соответствии с действующими руководящими документами. 

При заканчивании скважины с конструкцией забоя, продуктивный объект вскрывают совместно с вышележащими отложениями с использованием бурового раствора, не ухудшающего коллекторских свойств пласта, до забоя спускают эксплуатационную колонну, скважину цементируют, а гидродинамическую связь с пластом осуществляют, применяя кумулятивную, пулевую или гидропескоструйную перфорацию.

Конструкции забоя для предотвращения выноса песка

Эту конструкцию забоев применяют для предотвращения выноса песка в слабосцементированном коллекторе, представленном мелко-, средне- и крупнозернистыми песчаниками и характеризующемся разрушением призабойной зоны пласта и выносом песка при эксплуатации скважины, а также при раздельном способе эксплуатации продуктивных объектов.


Применяют проницаемый полимерный тампонажный состав . 

Материал включает состав ТС-10, уротропин, наполнитель ШРС-С, получаемый при совместном помоле шлака, руды и соли (хлористого натрия), и водный раствор едкого натра. 

Начальная прочность материала при сжатии не ниже 6 МПа, а после вымывания из него соли 3,5 - 5,0 МПа; соответственно начальная проницаемость камня 0,12 - 0,20 мкм2, после вымывания 1-5 мкм2

Вымывание солевого наполнителя осуществляют при прокачивании через искусственный фильтр водных растворов ПАВ с концентрацией 0,5-1,0% из расчета 1-2 м3 на 1 м интервала перфорации. Материал устойчив к воздействию кислот и не разрушается при температурах до 200°С.

Выбор конструкции забоя для предотвращения выноса песка предусматривает соответствие условий залегания и эксплуатации продуктивного объекта; при этом определяют средний фракционный состав пластового песка. В скважинах со средне- и крупнозернистыми песчаниками используют конструкцию забоя, показанную на рисунке выше.

Конструкция забоя, изображенная на рисунке выше, включает зацементированную эксплуатационную колонну и забойный фильтр (щелевой, с проволочной обмоткой, металлокерамический, титановый), установленный в интервале перфорации.


В скважинах с мелкозернистым песчаником применяют только конструкцию забоя на рисунке справа, которую можно использовать в скважинах со средне- и крупнозернистыми песчаниками.

Конструкция забоя на рисунке справа отличается от предыдущей тем, что забойный фильтр не устанавливают, а вынос песка предотвращают путем создания в перфорационных каналах искусственного фильтра из проницаемого тампонажного материала. 

Для этого после перфорации колонны осуществляют вызов притока, отрабатывают скважину в течение 1-5 суток, проверяют приемистость пласта и закачивают на поглощение тампонажный состав. 

Предельно допустимая депрессия на пласт после крепления призабойной зоны тампонажным составомне должна превышать 3 МПа.





Подпишитесь на общую рассылку

лучших материалов Neftegaz.RU

* Неверный адрес электронной почты

Нажимая кнопку «Подписаться» я принимаю «Соглашение об обработке персональных данных»