Освоение скважин, вскрывающих в Среднем Приобье залежи нефти в баженовской свите, технологически сложная и еще не решенная проблема. При плавном увеличении депрессии или осложнен вызов притока, или нет промышленных дебитов. А форсированный режим отбора нефти, импульсный дренаж, гидросвабирование, буферный, насосный методы, а также гидроразрыв и некоторые другие средства предотвращения осложнений при испытаниях обнаруживают меньшую против ожидаемой эффективность [5, 8,9].

Причины этого, с одной стороны - необычный коллектор и широкие вариации его свойств, а с другой - недостаток и некачественность исходной геолого-промысловой информации, не позволяющей не только прогнозировать, но и достоверно характеризовать свойства и состояние объектов. Отсюда происходят: неоднозначность и противоречивость суждений о предпосылках, факторах и механизме осложнений, выбор средств методом “проб и ошибок” и то или иное несовпадение ожидаемых и фактических результатов освоения скважин. Целесообразно поэтому обратиться к тем возможностям, которые открывает анализ уже имеющихся фактов и накопленного опыта.

Доказано [1, 3, 6], что глинистые коллекторы баженовской свиты относятся к типу трещинных, а поведение их в процессе бурения и освоения скважин охарактеризовано в работах [8, 9]. Систематизация других факторов позволяет выделить пять связанных в той или иной степени между собой, но существенно разных обстановок проявления свойств объектов.

Для первой характерна высокая устойчивость коллекторов против воздействий, блокирующих проницаемость. При репрессии на пласт они поглощают, при депрессии проявляют, но осваиваются скважины без осложнений как при нормальном бурении, так и после поглощений. Такие условия были в скв. 23, 33 и 141 Салымского месторождения. Причем, хотя в первую из них при глушении фонтана было закачано 80 м³ технической воды, а вторая при вскрытии объекта поглотила около 600 м³ глинистого раствора, тем не менее, затруднений при вызове притока это не составило.

Во второй обстановке скважины в процессе бурения на повышение депрессии тоже реагируют фонтанированием, но при репрессии проницаемость блокируется буровым раствором. Однако при вызове притока блокада всегда устраняется. В дальнейшем же скважины фонтанируют в широком интервале изменений и депрессии, и пластового давления. Из скв. 44, 29, 39 и 55 Салымских, например, притоки были вызваны лишь при депрессиях соответственно 32,9; 22,0; 20,1 и 17,1 МПа, а после освоения они устойчиво фонтанировали при снижении пластового давления на 6-8 МПа против первоначального.

В третьей обстановке скважины в процессе бурения на депрессию активными проявлениями реагируют не всегда. Утяжеление же бурового раствора вызывает стойкую блокаду проницаемости приствольной зоны пласта. Вследствие этого приток удается вызвать иногда лишь после обрушения приствольной зоны, а дебиты, как правило, получают более низкие, чем при испытаниях после первичного вскрытия на легких буровых растворах (скв. 14, 16, 42, 88, 117 и др.).

Четвертая ситуация специфична тем, что при бурении скважин не создается угрозы осложнений, а при освоении они либо не дают притоков, либо работают на динамических уровнях, достигающих 1000 м, причем с дебитами от первых единиц до долей тонны в сутки. Такие условия были отмечены на многих скважинах, которые либо поставлены на консервацию, либо ликвидированы.

Наконец, для пятой обстановки характерны отсутствие проявлений в процессе бурения скважин и полная безрезультатность всех попыток вызова притока.

На Салымском месторождении первая и вторая обстановки составляют менее 10 % всех пробуренных скважин, четвертая - около 40 %, пятая - единицы, а большинство относится к третьей.

Чем вызваны такие различия установить несложно. Поскольку все они возникают в сходных технологических условиях бурения и освоения скважин, то причины их, несомненно, геологические, в первую очередь несходство строения и восприимчивости объектов к воздействиям, блокирующим проницаемость.

Известно [7], что у трещинных коллекторов проницаемость зависит от строения трещин и соотношения величин горного давления, стремящегося сжать трещины с распорным гидравлическим давлением, которое противодействует смыканию. Когда распорное давление увеличивается, трещины расширяются и проницаемость их возрастает, когда снижается, трещины сужаются или смыкаются и первичная проницаемость частично или полностью утрачивается. Эффект этих явлений усугубляет твердая фаза буровых растворов. При поглощении она кольматирует трещины, а при депрессии заклинивается и блокирует проницаемость.

Материал, кольматирующий трещины, может при их сужении заклиниваться с разной устойчивостью против выталкивания.

В одних случаях при увеличении перепада пластового и забойного давлений может быть достигнуто условие

,

где Dр - величина депрессии; р_г - горное давление; k_f - коэффициент трения материала о стенки трещины. Трещины тогда декольматируются. Это нестойкая блокада проницаемости.

В других же случаях независимо от величины депрессии сохраняется условие и благодаря этому фактору (как и при смыкании трещин) восстановить проницаемость трещин невозможно. Это стойкая блокада.

Описанные выше ситуации проявления свойств связаны с разными категориями трещин. Первая обусловливается такими трещинами, которые твердой фазой буровых растворов не блокируются, а при репрессии сужаются, но не смыкаются. Во второй трещины тоже не смыкаются, но сужаются и твердой фазой бурового раствора блокируются нестойко. В третьей ведущую роль играют как кольматация с последующим сужением, резко повышающим стойкость блокады, так и смыкание трещин. Специфические особенности четвертой в какой-то мере зависят от более низких, чем в других ситуациях, пластовых давлений, но главный фактор трещин - способность стойко блокироваться. Пятая может быть следствием того, что в приствольной зоне развиты только непроницаемые трещины или они вообще отсутствуют. Описанные свойства характерны для трещин, преобладающих в трещинных системах и обусловливающих наблюдаемые явления. Фактически же в приствольных зонах всегда присутствует полный спектр трещин, начиная от преобладающих и кончая непроницаемыми. Поэтому при фиксированной первой обстановке освоения некоторая часть трещин обнаруживает в неявной форме свойства, специфичные для второй и следующих, при второй - для третьей и четвертой, при третьей - для четвертой. Оптимальные результаты освоения скважин, следовательно, могут обеспечить только такие способы, с помощью которых восстанавливается проницаемость всех трещин, составляющих трещинную систему породы. Если же ими устраняются только какие-либо одни формы блокады проницаемости, то часть трещин притока не дает и результаты освоения оказываются аномальными - скважины работают, но со сниженными против возможных дебитами.

Эффективность используемых и предлагавшихся способов освоения скважин можно оценить, сопоставив их возможности с показанными состояниями объектов баженовской свиты.

При освоении скважин способом, принятым за базисный, как это видно из обзора обстановок освоения скважин, наблюдается следующее: приток из трещин, проницаемость которых не блокируется, вызывается всегда успешно, из трещин нестойко блокируемых кольматацией, вызывается, но с затруднениями, а из стойко блокируемых - не вызывается.

Применение буровых растворов, не содержащих твердой фазы и не способствующих набуханию глинистой породы, предотвращает лишь закупорку трещин твердыми компонентами, но смыканию их горным давлением при депрессии противодействовать не может.

Форсированный режим отбора нефти и импульсный дренаж для вызова притока во второй и следующих обстановках непригодны и как средства интенсификации дебита малоэффективны. При создаваемых этими способами больших величинах депрессии трещины активно смыкаются. По этой же причине не устраняется и стойкая блокада, связанная с кольматацией.

Благоприятствует стойкой блокаде проницаемости и гидросвабирование, поскольку на фазе репрессии и поглощения рабочего агента остатки глинистого раствора и другие загрязнения могут проталкиваться в глубь пласта, а на фазе депрессии стойко заклиниваться в трещинах.

Способствует стойкой блокаде проницаемости и гидроразрыв пласта, если он сопровождается закачкой песка в пласт. В податливых глинистых породах песчинки не закрепляют трещины в раскрытом состоянии, при сужении трещин они вминаются в стенки и блокада приобретает необратимый характер. Вполне вероятно, что безрезультатность испытаний [9] этого способа на скважинах связана с данным обстоятельством.

Таким образом, среди способов, использующихся и прошедших испытание на скважинах, средства, эффективно противодействующие стойким формам блокады проницаемости, отсутствуют. Противодействовать им можно, обеспечив два условия.

Первое - депрессия, создаваемая для вызова притока, не должна способствовать смыканию трещин. В отличие от гранулярных коллекторов, у которых просветность проницаемых каналов при снижении пластового давления остается неизменной и поэтому величина притока находится в прямой зависимости от депрессии, у трещинных - по мере увеличения депрессии проницаемость снижается, а затем утрачивается. Вследствие этого фильтрации не происходит не только при нулевой депрессии, но и за той критической ее величиной, при которой трещины смыкаются. Максимальным же приток бывает при меньшей, чем критическая, величине депрессии, когда устанавливается оптимальное соотношение перепада давления в системе “скважина - пласт” и раскрытости трещин. Для устранения смыкания, следовательно, нужно осваивать скважины при депрессии, близкой к оптимальной.

Второе - при оптимальной раскрытости трещин на кольматирующий их материал должны воздействовать выталкивающие силы, превышающие статистическую величину депрессии. Создать такие силы можно благодаря импульсам гидравлического давления.

Оба эти условия достигаются при освоении скважин предложенным [2, 4] способом плавного снижения и импульсного увеличения депрессии, установками периодического газлифта.

Последний позволяет в нужном интервале депрессии, оказывать на коллектор циклические гидравлические воздействия с асимметричной кривой изменения забойного давления, отвечающей условию: t₁>t₂, где t₁ - время набора давления, накопления жидкости и рабочего агента в стволе скважины; t₂ - время резкого падения забойного давления и лифтирования нефти. При этом на первой фазе цикла трещины расширяются, горное давление, заклинивающее кольматирующий их материал, снижается, а напряжения в матрице коллектора релаксируют. На второй фазе - сброса забойного давления возникает импульс, который в условиях некоторого отставания процесса релаксации декольматирует коллектор.

Предложенный способ может быть использован для ликвидации стойких форм блокады проницаемости в разных условиях.

При работе установки на рабочем агенте, поступающем из внешних источников, он может быть средством вызова притока. А когда приток вызван или скважина уже работает с дебитом, обеспечивающим поступление достаточного количества пластового газа, но сниженным вследствие того, что часть трещин заблокирована, способ становится средством интенсификации - борьбы с аномальными условиями фильтрации. Эти технологические операции - вызов и интенсификация притока - различаются между собой источниками энергии, величинами минимальных и максимальных затрубных, буферных и забойных давлений, длительностью циклов и их фаз, объемами нефти, лифтируемой за один цикл и т.д. А в практике нефтепромысловых работ они могут применяться и отдельно, и последовательно. Но и при переходе от одной из них к другой, и вообще при введении в общую технологическую схему освоения они не требуют переоборудования скважины, а комплексируются с другими способами без прерывающих освоение промежуточных операций.

Вывод о перспективности способа плавного снижения и импульсного увеличения депрессии подтверждается результатами его испытания на 11 скважинах Салымского месторождения.

Одна из них (скв. 133) была принята на освоение непосредственно после бурения, пять скважин (114, 122, 129, 134 и 104) при освоении с заменой бурового раствора на воду и нефть с последующим компрессированием притока не дали, а из двух (скв. 105 и 128) были получены недостаточные притоки (2 и 1 т/сут). Эти восемь скважин вначале осваивались в режимах вызова притока при работе установок от компрессора или благодаря газу смежных эксплуатационных скважин. После получения достаточного притока они переводились на режим интенсификации притока с работой установок за счет собственного пластового газа скважин.

Три скважины - 107, 112 и 123 - после освоения по базисной технологии имели дебиты соответственно 21; 13,6 и 19,7 т/сут. На них, исходя из предположения, что часть трещин предшествующим способом не была декольматирована, исследовались возможности борьбы с аномальными условиями фильтрации.

Испытания дали положительные результаты. Из всех простаивавших скважин получены притоки с промышленными дебитами - от 18 до 40 т/сут, а дебиты эксплуатировавшихся после интенсификации притока увеличены в 1,5-2,3 раза. Как попутный эффект отмечены очистка забоев скважин от шлама, остатков глинистого раствора и других загрязнений, а также полное прекращение отложения парафина в НКХ. Но еще важнее то, что испытания подтвердили выводы о большой значимости для объектов баженовской свиты стойких форм блокады проницаемости трещин и о реальных возможностях повысить эффективность освоения скважин за счет применения ликвидирующего способа.

1. Абдуллин Р.А. Природа фильтрационных свойств баженовской свиты Салымского месторождения Западной Сибири. - Геология нефти и газа, 1980, № 1 , с. 19-25.
2. А.с. 899864 (СССР). Способ декольматации трещинных коллекторов переменными давлениями / Авт. изобрет. Б.И. Кравченко, Г.П. Корнев. Заявл. 21.08.1978, № 2658394(122542). Опубл. в Б.И., 1982, № 3.
3. Зарипов С.Г., Нестеров И.И. Закономерности размещения коллекторов в глинистых отложениях баженовской свиты и ее возрастных аналогов в Западной Сибири. - Сов. геология,1977, № 3, с. 19-25.
4. Кравченко Б.И., Корнев Г.П., Дмитриев И.А. Декольматация трещинных коллекторов периодическим газлифтом. - Нефт. хоз-во,1982, № 3, с. 20-22.
5. Найденов В.Н., Курило Г.П., Гарбер П.И. Способы освоения разведочных скважин в Западной Сибири. - Нефт. хоз-во, 1970, № 8,с. 37-39.
6. Нестеров И.И. Новый тип коллектора нефти и газа. - Геология нефти и газа, 1979, № 10 , с. 26-29.
7. Овнатанов Г.Т. Вскрытие и обработка пласта. М., Недра, 1970.
8. Пешков В.Е. Экспериментальные исследования по возбуждению притока нефти из трещинных коллекторов баженовской свиты Салымского месторождения. - Труды ЗапСибНИГНИ. Тюмень, 1974, вып. 79, с. 15-21.
9. Освоение и исследование разведочных скважин (на примере Западной Сибири) / В.К. Федорцов, В.Е. Пешков, Ф.К. Салманов и др. - Труды ЗапСибНИГНИ. М., 1976, вып. 94, с. 161.