Гравийные фильтры как средство контроля притока при разработке слабоконсолидированных пластов

Введение. Разработка нефтяных оторочек сопровождается различными осложнениями, такими как высокий газовый фактор и образование конусов подошвенной воды. В связи с этим при их разработке используются различные экраны и устройства контроля притока. Достижение безгазового режима за счет малой депрессии чаще всего невозможно с экономической точки зрения. Кроме того, разработка нефтяной оторочки, которая находится в слабосцементированном коллекторе, часто сопровождается неконтролируемым выносом механических примесей в скважину.

Цель. В данной работе предложена модель для оценки эффективности использования гравийного фильтра с целью контроля притока и ограничения выноса песка в скважину. Использование гравийной набивки в случае разработки слабосцементированного коллектора с тонкой оторочкой может решить сразу две проблемы: вынос механических примесей и предотвращение преждевременного прорыва газа в скважину. Однако такое решение имеет весьма ограниченную область применения: • выравнивание профиля притока должно приводить к увеличению накопленной добычи; • необходимое распределение проницаемости гравийной набивки должно быть достижимо; • механические и фильтрационно-емкостные свойства пласта должны принимать определенные значения, чтобы засорение проходило в соответствующих частях скважины. Построенная модель позволяет оценить все эти факторы.

Материалы и методы. В первую очередь была оценена дополнительная добыча за счет выравнивания притока. Это было сделано с помощью трехмерного гидродинамического моделирования с варьированием профиля притока к скважине. Далее был проведен расчет проницаемости гравийной набивки, необходимой для такого профиля притока. Воспользовавшись интегрированной моделью выноса песка пласт-фильтр, была рассчитана вероятность достижения данного распределения в реальной скважине. Расчет интегрированной модели состоит из оценки разрушения призабойной зоны пласта и фильтрации флюида с механическими примесями через фильтр. На этой основе были произведены расчеты применимости данной технологии.

Результаты. В ходе работы была проведена оценка снижения проницаемости гравийного фильтра из-за наличия механических примесей во флюиде, рассчитана динамика скин-фактора на фильтре. На основе полученных данных проанализировано влияние гравийного фильтра на накопленную добычу, продемонстрирован положительный экономический эффект от применения данной технологии.

Заключение. Таким образом, в работе продемонстрирован новый подход для выравнивания профиля притока в горизонтальных скважинах при помощи гравийных фильтров, предложена комплексная модель для оценки его эффективности.

1. Lezhnev K.E. Pashkin V.D., Roschektaev A.P. Coupled reservoir–well model of sand production processes //SPE Russian Petroleum Technology Conference — 2019. https://doi.org/10.2118/196883-MS

2. Ламбин Д.Н. Технологии насосной эксплуатации нефтяных скважин с повышенным содержанием свободного газа и механических примесей // Территория Нефтегаз. — 2010. — №12. — С. 78–83.

3. Нургалиев Р.З., Бахтизин Р.Н., Урзаков К.Р., Губайдуллин А.Г. Исследование характеристик каркасно-проволочного фильтра численным гидродинамическим моделированием // Нефтяное хозяйство. — 2017. — №10 — С. 113–115

4. Повышев К.И. Коптелев А.С. Особенности обустройства нефтегазоконденсатных месторождений // Нефтяное хозяйство. — 2016. — №9. — С.82–84.

5. Хасанов М.М., Лежнев К.Э., Пашкин В.Д., Рощектаев А.П. Применение новой модели многокомпонентной суспензии для расчета скин-фактора на скважинах, оборудованных гравийными фильтрами // Нефтяное Хозяйство. — 2018. — №12. — С. 63–67.