Спосіб підвищення ресурсу обсадної колони експлуатаційної нафтогазової свердловини

Пропонована корисна модель відноситься до засобів експлуатації нафтогазових свердловин і підземних схови щ газ у (ПСГ), а саме до способу підвищення ресурсу обсадної колони експлуатаційної нафтогазової свердловини. Під час експлуатації нафтогазових свердловин та ПСГ в результаті закачування та відбору активного об'єму газу через обсадну колону продуктивний колектор і товща гірських порід, яка його вміщує, зазнають знакозмінних напруг. Це призводить до деформації, руйнування і розгерметизації обсадних колон експлуатаційних нафтогазових свердловин, порушення герметичності колектора, загазованості території і втрат газу [1, 2]. Тому авторами були проведені дослідження, направлені на визначення основних факторів, що впливають на ресурс обсадної колони експлуатаційної нафтогазової свердловини. В основу пропонованої корисної моделі поставлено задачу створення за результатами досліджень способу, який би дозволив підвищити ресурс обсадної колони експлуатаційної нафтогазової свердловини за рахунок створення умов для зменшення деформування обсадної колони експлуатаційної нафтогазової свердловини під дією гірського тиску. Поставлена задача вирішується пропонованим способом підвищення ресурсу обсадної колони експлуатаційної нафтогазової свердловини, що включає операції періодичного відбору продукту з пласта і операції закачування продукту до пласта через обсадну колону експлуатаційної нафтогазової свердловини, вимірювання шляхом вискоточного нівелювання положення верхнього торця обсадної колони після операцій відкачування і закачування продукту до пласта, а за результатами вимірювання визначають положення нижнього торця обсадної колони відносно пласта з продуктом, а саме, у випадку виявлення зниження рівня верхнього торця обсадної колони після операції відкачування продукту вважають, що нижній торець обсадної колони розташований у пласті з продуктом, а у випадку виявлення підвищення рівня верхнього торця обсадної колони після операції відкачування продукту вважають, що нижній торець обсадної колони розташований нижче пласта з продуктом, а тому видаляють нижній фрагмент обсадної колони, забезпечують розташування нижнього торця обсадної колони у пласті з можливістю коливання обсадної колони разом із товщою гірських порід, через яку вона проходить, підвищуючи тим самим ресурс обсадної колони експлуатаційної нафтогазової свердловини. Система для встановлення положення нижнього торця (башмака) обсадної колони експлуатаційної нафтогазової свердловини включає, геодезичну марку на ділянці, що примикає до верхнього торця обсадної колони, призначену для встановлення на ній нівелірної рейки, репер ґрунтовий, призначений для встановлення на ньому рейки нівелірної та нівелір. При цьому для реєстрації зміщення верхнього торця обсадної колони на геодезичну марку на ділянці, що примикає до верхнього торця обсадної колони встановлюють нівелірну рейку, також встановлюють нівелірну рейку на репері ґрунтовому і за допомогою оптичної системи нівеліру фіксують положення торця обсадної колони відносно репера ґрунтового у відповідності з [3]. Приклад. Було досліджено Червонопартизанське ПСГ, розташоване в південній прибортовій зоні північнозахідної частини Дніпровсько-Донецької западини (ДДЗ). Червонопартизанська брахіантиклінальна складка пролягає з північного заходу на південний схід і має на межі фактичного газоводяного контакту по простяганню 4,8км, навперехрест простяганню 2,5км. Основним робочим горизонтом є пісковик нижнього бату, середня товщина якого становить 15м. Розташований нижче пісковик у байосі також є робочим пластом і має середню товщин у до 10м. Ці газовмісні пласти поділені глинистим прошарком завтовшки близько 5м. Складка розсічена на два блоки розривним порушенням, яке пролягає з південного заходу на північний схід. Північно-західний блок залягає нижче на 20м від південно-східного блоку, який є основним робочим об'єктом. Активний і буферний об'єми газу становлять по 1,5 млрд. м 3. під час максимального закачування пластовий тиск дорівнює 5,85МПа, при кожному повному відборі - 3,66МПа. Для досліджень було побудовано геодинамічний полігон, який перетинає Червонопартизанську структур у навперехрест її простяганню і проходить при цьому через північно-західний та південно-східний блоки. Геодинамічний полігон закріплено ґрунтовими реперами, що являють собою металеві штирі діаметром 3/4" і завдовжки 1,8м. Кінцеві (вихідні) репери виходять за межі газоводяного контакту з таким розрахунком, щоб на вихідні точки спостережень не впливав техногенний фактор. При дослідженнях було використано систему для встановлення положення нижнього торця (башмака) обсадної колони експлуатаційної нафтогазової свердловини, яка включала геодезичну марку на ділянці, що примикає до верхнього торця обсадної колони, встановлену на ній нівелірну рейку, репер ґрунтовий, на головці якого було встановлено рейку нівелірну та нівелір. У якості геодезичної марки використовували замарковану шпильку з'єднувальних фланців верхнього торця обсадної колони і трубопроводу. Нівелір встановлювали на штативі на одній візирній вісі перпендикулярній нівелірним рейкам і за допомогою оптичної системи нівеліру фіксували положення торця обсадної колони відносно репера ґрунтового. За профільними лініями геодинамічного полігону прокладено чотири цикли високоточного нівелювання другого класу за програмою нівелювання першого класу. Перший цикл провели після завершення відкачування газу з газосховища. Др угий - через два місяці після початку закачування. Третій цикл було проведено після повного закачування газу перед початком його відбору. Четвертий був виконаний після закінчення відбору перед закачуванням газу. Було виявлено, що пружні породи колектора під час циклічного закачування і відбору газу пружно деформуються (за рахунок збільшення та зменшення об'єму перового простору), а пухкі ділянки пісковика розущільнюються або ущільнюються за рахунок переупаковки зерен гірських порід. Під час досліджень були зафіксовані такі факти: а) верхній торець обсадної колони після операції відбору продукту з пласта підвищувався; б) верхній торець обсадної колони після операції відбору продукту з пласта знижувався; в) верхній торець обсадної колони після операції закачування продукту до пласта підвищувався; г) верхній торець обсадної колони після операції закачування продукту до пласта знижувався. Було встановлено таке пояснення виявленим фактам: а) нижній торець обсадної колони (башмак) пройшов газоносний пласт, а тому під час операції відбору продукту товща гірських порід, в якому розташована обсадна колона і обсадна колона зміщуються не синхронно. Це веде до деформування, наступного руйнування і розгерметизації колони. б) нижній торець обсадної колони (башмак) знаходиться у газоносному пласті, а тому під час операції відбору продукту товща гірських порід, в якій розташована обсадна колона, і обсадна колона зміщуються синхронно, тобто в одному напрямку і на однакову відстань. Це є оптимальним режимом експлуатації обсадної колони. в) нижній торець обсадної колони (башмак) знаходиться у газоносному пласті, а тому під час операції закачування продукту шар гірських порід, в якому розташована обсадна колона і обсадна колона зміщуються синхронно - в одному напрямку і на однакову відстань. Це є оптимальним режимом експлуатації обсадної колони. г) нижній торець обсадної колони (башмак) пройшов газоносний пласт, а тому під час операції закачування продукту товща гірських порід, в якій розташована обсадна колона, і обсадна колона зміщуються один відносно другого, тобто в протилежних напрямках. Це веде до деформування, наступного руйнування і розгерметизації колони. Зважаючи на сказане, для створення оптимального режиму експлуатації обсадної колони у випадках а) і г) нижній фрагмент обсадної колони видаляли шляхом його відстрілу. При цьому нижній (вільний) торець обсадної колони розташовувався у пласті. Після відстрілу фрагменту провели повторні досліди, які підтвердили ефективність пропонованого способу. А саме, оскільки товща гірських порід, в якому розташована обсадна колона, деформувалася (зміщувалася у вериткальному напрямку) разом з обсадною колоною, на колону практично не впливали зусилля щодо її розтягування та скручування. Про це свідчить і той факт, що випадків розгерметизації таких колон виявлено не було. А тому ресурс колони з видаленим нижнім фрагментом був суттєво збільшений. Використана література: 1. Добрынин В.М., Пенькова Н.А. Уплотнение осадочных пород при воздействии техногенных аномальных низких пластовых давлений// Нефт. хоз-во. - 1985.- № 8.- С.42-45. 2. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарьян Э.В. Основы механики горных пород. - Л.: Недра. - 1989.-487 с. 3. Инструкция по нивелированию 1, 2, 3 и 4 классов. - М.: Главное управление геодезии и кртографии при Совете Министров СССР. - 1974. - 160с.