В закрытой скважине газовая пачка мигрирует с пластовым давлением и не может это давление потерять. При наличии открытого ствола это может привести к гидроразрыву пород у башмака последней спущенной колонны.
Для предотвращения этой проблемы необходимо обеспечить безопасное расширение газовой пачки по мере её всплытия к устью, при этом не допуская снижения забойного давления ниже пластового, чтобы не допустить поступления нового объёма газа. Логичным решением этой проблемы является запуск насоса и поддержание необходимого противодавления с помощью дросселя. Однако, если такой возможности нет из-за отсутствия труб в скважине, невозможности создания циркуляции из-за поломки насоса или закупорки трубного пространства, то на помощь придёт «объёмный метод». Это один из немногих нестандартных методов глушения, который будет рассмотрен в данной статье.
Цели объемного метода:
- Поднять газовую пачку на устье, позволив ей потерять большую
часть пластового давления. - Обеспечить поддержание давления на забое не ниже пластового,
для предотвращения поступления нового флюида. - Не допустить повреждение слабых участков в интервале
открытого ствола или интервала обсадной колонны.
Когда применяется:
- Нет возможности вымыть приток стандартной циркуляцией.
- В скважине отсутствуют трубы.
- Насадки долота или внутреннее пространство труб закупорены.
- Невозможно допустить инструмент до забоя.
- Неисправны насосы.
Принцип метода заключается в поэтапном стравливании
расчетного объема раствора из скважины при поддержании постоянного забойного давления.
Прежде всего, как и в любом методе управления скважиной в процессе управлением скважиной во время ГНВП, необходимо провести расчеты и определить давление, с которого начнется наша работа. Для этого необходимо учитывать несколько правил.
Давление на устьевом манометре после закрытия и стабилизации не должно быть ниже определённого значения. В нашем случае минимальное давление в момент стабилизации составляет 3 МПа. При этом давлении флюид перестал поступать в скважину. Но в процессе всплытия газа давление на устье будет расти за счет снижения гидростатики над пачкой. По этой причине удерживать постоянное давление на отметке стабилизации ни в коем случае нельзя, поэтому придется взять все в свои руки и работать с динамичным давлением на устье.
Чтобы предотвратить поступление пластового флюида при управлении скважиной, рекомендуется создать «запас безопасности» в виде репрессии на пласт. Также необходимо выбрать рабочее давление, которое впоследствии будет переведено в объём стравливаемого раствора. Отсюда и название метода.
Начальное рабочее давление
Это давление будет означать, что необходимо стравить расчетный объем раствора из скважины. На устье это давление наберется за счет миграции газа в закрытой скважине. Под газовой пачкой создастся столб раствора, который обеспечит необходимую репрессию на пласт. А пока идет ожидание, необходимо провести несколько важнейших расчетов.
Для начала необходимо узнать, какой объем раствора стравливать? Для этого определим, какой высоты будет столб жидкости, эквивалентный давлению 1 МПа (рабочее давление).
Расчет внутреннего объема обсадной колонны.
Ну а теперь рассчитаем объем стравливания.
С помощью данной формулы рассчитываем высоту столба раствора, создающую гидростатическое давление 1 МПа.
Зная высоту столба жидкости и удельный внутренний объем обсадной колонны, можем найти объем для стравливания.
После расчета объема и достижения давления на устье 5 МПа необходимо открыть дроссель и осуществить стравливание раствора, поддерживая устьевое давление на уровне 5 МПа. После стравливания 3,5 м³ раствора скважина закрывается.
Ожидаем повышения давления на рабочий шаг в 1 МПа. При устьевом давлении 6 МПа стравливаем еще 3,5 м³ раствора, поддерживая устьевое давление на уровне 6 МПа. Эти манипуляции с повышением давления на устье и его удержанием при стравливании необходимо повторять до тех пор, пока газовая пачка не достигнет устья.
На данном графике представлена зависимость давлений на устье и забое во время управления скважиной с использованием объёмного метода.
Синяя линия обозначает пластовое давление, красная — забойное давление, а зелёная — давление на устье.
После герметизации устья забойное давление (красная линия) все еще ниже пластового. В скважину поступает флюид, который помогает стабилизировать условия на забое, что видно по росту давления на манометре устья (зелёная линия). После стабилизации давление растёт за счёт миграции газа. При достижении 5 МПа начинается работа с помощью дросселя при поддержании постоянного давления на устье, производится стравливание расчетного объема раствора. Как видно из графика, давление на устье будет постоянно расти из-за снижения гидростатического давления над газовой пачкой. Однако давление на забое будет поддерживаться на постоянном уровне благодаря стравливанию расчётного объёма и поддержанию давления на устье на постоянном уровне в этот момент. После стравливания давление снова начнёт расти на шаг, выбранный до начала проведения операции.
Подводя итог, следует отметить, что данный метод не является методом глушения скважины. Его цель — обеспечить безопасное управление скважиной путём стравливания расчётного объёма раствора, позволяя пачке расшириться, при этом поддерживая давление на забое не ниже пластового.
Мы рассмотрели данный метод в контексте отсутствия труб в скважине. Однако, если в скважине есть трубы вблизи забоя, но нет возможности обеспечить циркуляцию, задача упрощается. В таком случае необходимо проводить работы по стравливанию раствора из скважины, поддерживая постоянное давление на манометре труб (давление стабилизации + выбранная репрессия). При удержании этого давления во время работ забойное давление останется постоянным.