Освоєння свердловин (; ; ) — комплекс робіт з виклику припливу пластового флюїду із продуктивних пластів на поверхню з метою досягнення проектної продуктивності свердловини. Освоєння свердловин проводиться після розкриття пласта і проведення робіт, що пов'язані з монтажем наземного і свердловинного обладнання.

Освоєння свердловини — комплекс технологічних та організаційних заходів, спрямованих на переведення непрацюючої свердловини з тієї чи іншої причини, в розряд діючих. Основною метою виклику припливу та освоєння є зниження протитиску на вибої свердловини, заповненої спеціальною рідиною глушіння, та штучне відновлення або покращення фільтраційних характеристик привибійної зони для отримання відповідного дебіту або приймальності.

Загальний опис

Залежно від характеристики нафтоносного пласта процес освоєння свердловини може включати в себе комплекс різних технологічних операцій: заміну промивальної рідини, що знаходиться в обсадній колоні, більш легкою (водою, нафтою), чи аерованою рідиною; видалення частини промивальної рідини з обсадної колони.

При застосуанні будь-якого з методів освоєння добиваються такого положення, щоб тиск стовпа промивальної рідини, що знахо-диться у свердловині, став меншим від тиску в нафтоносному пласті. Унаслідок такого перепаду тиску, нафта із пласта починає надходити у свердловину, й останню здають в експлуатацію.

Освоєння свердловини, обсадженої експлуатаційною колоною, включає в себе такі роботи: встановлення надземного обладнання, перфорацію, виклик припливу, очищення продуктивного пласта та стимулювання припливу, проведення досліджень з метою визначення кількісної і якісної характеристик пласта і флюїдів, що в ньому.

Ці роботи забезпечують: створення гідродинамічного зв'язку пласта зі свердловиною; приплив нафти чи газу за величиною, близькою до потенційної; збереження цілісності скелету пласта в при вибійній зоні; запобігання прориву пластової води (нижньої або верхньої) і газу з газової шапки, перетоку рідини між пластами; збереження цілісності експлуатаційної колони; попередження неконтрольованих фонтанних проявів; збереження, відновлення або підвищення проникності при вибійної зони свердловини; охорону надр та навколишнього середовища і виконання правил техніки безпеки .

Освоєння свердловини проводиться після випробування експлуатаційної колони на герметичність у відповідності з нормативними документами, виходячи з умов проведення запланованих технологічних процесів при освоєнні, експлуатації і ремонті свердловин.

Методи освоєння свердловини та виклику рідини та газу з пласта в свердловину Методи освоєння свердловини та виклику рідини та газу з пласта в свердловину, які застосовують у промисловій практиці, базуються на трьох способах зниження протитиску на пласт: зменшення густини рідини, яка заповнює свердловину, рівня рідини в свердловині, вибійного тиску після попередньої дії на продуктивні пласти. Приплив рідини з пласта починається тоді, коли тиск стовпа рідини в свердловині стає меншим від пластового тиску, тобто при створенні депресії пласта. Відомо близько двадцяти технологічних процесів виклику припливу з пласта.

Методи виклику припливу і освоєння свердловин можна класифікувати наступним чином: I. Метод полегшення стовпа рідини у свердловині (рідини глушіння). ІІ. Метод зниження рівня. ІІІ. Метод «миттєвої» депресії.

I. Метод полегшення стовпа рідини у свердловині (рис. 1, а): реалізується різними способами, але найбільшого поширення набули промивання. ІІ. Метод зниження рівня (рис. 1, б). Особливістю даного методу є відсутність першої фази, що надає йому перевагу, завдяки меншому «забрудненню» ПЗС у період виклику припливу. ІІІ. Метод «миттєвої» депресії (рис. 1, в). Особливістю даного методу є короткочасність 2-ої фази (t1 t2).

Способи виклику припливу та освоєння До першого методу (полегшення стовпа рідини у свердловині) належать: 1. Промивання (пряме, зворотне, комбіноване), які здійснюються різними рідинами. 2. Закачування газоподібного агента (газліфт). 3. Закачування пінних систем

До другого методу (зниження рівня) належать: 1. Тартання желонкою. 2. Свабування. 3. Зниження рівня глибинним насосом. Цей метод широко застосовується тоді коли передбачається експлуатація свердловини глибинним насосом.

До третього методу («миттєвої» депресії) належать: 1. Спосіб падаючого корка. 2. Протискання рідини глушіння в пласт.

Виклик припливу шляхом заміщення рідини в експлуатаційній колоні з більшою густиною на рідину з меншою густиною Див. Метод полегшення стовпа рідини глушіння у свердловині

Для цього спускають НКТ у свердловину до рівня перфораційних отворів. У затрубний простір подають рідину меншої густини насосним агрегатом, витісняючи в колону НКТ розчин більшої густини. Після того як рідина з меншою густиною доходить до вибою і потрапляє в НКТ, починає знижуватись вибійний тиск. Коли значення тиску на вибої стає меншим від пластового тиску, тобто створюється депресія на пласт, стає можливим приплив рідини з продуктивного горизонту. Якщо продуктивний горизонт утворений тріщинуватими породами, то заміщення рідин у свердловині проводять у декілька етапів, причому густина рідини заміщення на кожному наступному етапі є меншою, ніж на попередньому.

Витіснення рідини зі свердловини стиснутим газом або повітрям Суть методу полягає у нагнітанні стиснутого газу або повітря у кільцевий простір свердловини між колонами НКТ та обсадною. Рідина, яка заповнює свердловину, витісняється через НКТ на поверхню. Коли рівень у затрубному просторі буде доведений до підошви труб, газ (повітря) потрапляє у колону НКТ і розгазовує рідину, густина суміші зменшується, тому рівень суміші буде безперервно підвищуватися. Досягнувши гирла свердловини суміш викидається з НКТ. Тиск у затрубному просторі, який підтримується на максимальному рівні під час піднімання суміші до гирла, при викиді різко знижується. При переливанні рідини і викиді суміші тиск на вибої падає і свердловина переходить на фонтанування при якомусь встановленому робочому тиску. Після цього компресор вимикають.

Для нагнітання газу (повітря) у свердловину застосовують пересувні компресори), які підключають до затрубного простору свердловини за допомогою насосно-компресорних труб або труб із швидкознімними з’єднаннями.

Виклик припливу за допомогою повітряної подушки

Виклик припливу за допомогою повітряної подушки досягають шляхом зменшення рівня рідини в свердловині внаслідок використання енергії стиснутого повітря.

Згідно з цим методом колону НКТ спускають до верхніх отворів перфорації, а компресор і насосний агрегат обв'язують із затрубним простором за допомогою гирлового обладнання. У затрубний простір нагнітають компресором повітря, внаслідок чого утворюється повітряна подушка висотою H. Потім компресор відключають і за допомогою цементуючого агрегату напомповують у затрубний простір певний об'єм води (залежно від запланованої глибини зниження рівня). Воду напомповують з такою швидкістю, щоб бульбашки повітря не могли рухатись вгору і скупчуватись у затрубному просторі біля гирла свердловини. До моменту припинення нагнітання води її стовп над повітряною подушкою досягне висоти Hв. Сумарна висота стовпа рідини й стовпа стиснутого повітря повинна бути більша глибини зниження рівня в свердловині, необхідного для одержання припливу з продуктивного пласта. Після припинення подачі води затрубний простір на гирлі швидко з'єднують з атмосферою й рідина, що міститься над повітряною подушкою, під дією енергії стиснутого повітря викидається із свердловини.

Виклик припливу з використанням пускових клапанів

Згідно з цим методом припливу в свердловині досягають шляхом зниження рівня рідини в трубах за рахунок її аерації та наступного викиду. Перед спуском у свердловину на колоні НКТ розміщують у попередньо розрахованих місцях спеціальні пускові клапани. Використовуючи компресорний агрегат, у затрубний простір нагнітають повітря й знижують рівень рідини. Якщо рівень рідини в затрубному просторі буде нижче рівня розміщення клапана на колоні НКТ, то при його відкритті повітря із затрубного простору надійде в колону й витіснить рідину, що знаходиться над клапаном.

У випадку застосування декількох пускових клапанів після першого викиду рідини отвір у першому клапані перекривають (наприклад, за допомогою канатної техніки), а рівень рідини в затрубному просторі знижують до рівня розміщення наступного клапана.

Кількість пускових клапанів залежить від значення депресії, яку необхідно отримати для виклику припливу пластової рідини.

Спосіб падаючого корка Спосіб падаючого корка — суть способу полягає в тому, що колона НКТ, що спускається в свердловину, в нижній частині закривається спеціальним корком з нафторозчинного матеріалу. Під дією власної ваги колона НКТ спускається у свердловину до глибини, яка визначається з рівності сил опорів і власної ваги колони. При необхідності збільшення глибини спуску колони НКТ, в неї заливається певна кількість води, яка утримується в НКТ за рахунок корка. Після спуску колони до розрахункової глибини, всередину НКТ кидають важкий предмет, який вибиває корок. Так-як стовп води в НКТ суттєво менший за стовп рідини глушіння у свердловині, після падіння корка в підошву НКТ виникає достатньо великий перепад тисків, під дією якого рідина глушіння із свердловини перетікає в НКТ, приводячи до швидкого зниження вибійного тиску і виклику припливу.

Протискання рідини глушіння в пласт Протискання рідини глушіння в пласт — коли вся або більша частина рідини глушіння протискається в пласт за рахунок підключення компресора, тиск якого впливає на рівень рідини глушіння.

Коли розрахунковий об'єм рідини глушіння поглинутий пластом, компресор відключають і тиск в газонаповненій частині свердловини різко знижується (стравлювання тиску газу в атмосферу). При цьому суттєво знижується і вибійний тиск, викликаючи надходження флюїдів із пласта в свердловину.

Освоєння свердловин із застосуванням струменевих апаратів

Освоєння свердловин із застосуванням струменевих апаратів, (; ; ) — технологія освоєння свердловин, коли з метою викликання припливу, оцінки фільтраційних властивостей порід, очищення привибійних зон пласта та відновлення фільтраційних властивостей використовуються струменеві апарати (пристрої) стаціонарного або вставного типу (ПОС та ПЕОС і ПГДП), в основу роботи яких покладено принцип дії ежектора. За допомогою цього обладнання частково або повністю можна виконувати операції: миттєве зменшення тиску над пластом, забезпечення припливу на вибій свердловини пластового флюїду, миттєве відновлення тиску над пластом до гідростатичного, багаторазове повторення цих операцій, фіксування в зоні пласта процесу відновлення тиску (КВТ — кривих відновлення тиску) та одержання даних ∆pі — ∆Qі для побудови індикаторних кривих (∆p — депресія на пласт, ∆Q — приплив рідини з пласта за фіксований час) і встановлення режиму експлуатації свердловин. Під терміном «миттєве зменшення тиску і його відновлення» мається на увазі проміжок часу від 10 до 120 с залежно від глибини та ряду інших факторів. Отримання КВТ до і після операцій очищення привибійної зони дає змогу оцінювати зміну фільтраційних властивостей породи і в разі необхідності планувати ті чи інші методи штучного діяння на привибійну зону пласта. Створення ступінчастих депресій з фіксуванням їх величин та кількості рідини, що приплила з пласта, дає змогу побудувати індикаторну криву. Миттєве зменшення тиску над пластом і його відновлення призводять до виникнення високих швидкостей фільтрації з боку пласта до свердловини і навпаки. Зміна напрямку фільтрації активізує процес руйнування зони кольматації та винесення кольматантів у свердловину.

Освоєння свердловин шляхом створення піни у свердловині