6.3 Технологический режим эксплуатации скважин в условиях образования песчано-жидкостных пробок

В условиях разрушения призабойной зоны пласта при скоростях потока газа, не обеспечивающих выноса частиц породы на поверхность, образуется песчаная пробка, существенно влияющая на установленный технологический режим эксплуатации скважин. При вы­боре технологического режима эксплуатации необходимо учесть все факторы, связан­ные с образованием песчаной пробки или столба жидкости. Наличие столба жидкости или песчаной пробки приводит к снижению дебита газовых и газоконденсатных скважин. Количественное влияние песчаной пробки на производитель­ность газовых скважин соизмеримо с влиянием несовершенства скважин по степени вскрытия и зависит в основном от фильтрационных свойств и раз­меров пробки.

6.3.1 Определение дебита скважин при полном и частичном перекрытии пласта песчаной пробкой и столбом жидкости

Дебит скважины при полном перекрытии интервала перфорации пробкой можно оценить по формуле:

(6.4)

где Р_пл, Р_з – соответственно пластовое и забойное давления, МПа; δ – высота пробки, равная мощности пласта h, т.е. δ=h; а, b – коэффициенты фильтрационного сопротивления, определяемые из выражений:

, (6.5)

Здесь k_пр – проницаемость пробки, мкм².

Относительный дебит скважины, когда продуктивный интервал полностью перекрыт пробкой, приближенно определяется по формуле:

(6.6)

При частичном перекрытии пласта пробкой относительный дебит скважины определяется по формуле:

(6.7)

Дебит скважины, вскрывшей пласт толщиной Н и перекрытой столбом жидкос­ти высотой δ=H, определяется по формуле:

(6.8)

где

(6.9)

ρ_ж, ρ_г – плотности соответственно жидкости и газа в забойных условиях; φ – истинное газосодержание в интервале фильтра; Р_з – забойное давление у кровли пласта.

Относительный дебит скважины при полном перекрытии столбом жидкости про­дуктивного интервала приближенно можно оценить по формуле:

(6.10)

При частичном перекрытии продуктивного интервала столбом жидкости, относительный дебит скважины оценивается по формуле:

(6.11)

где Q₀ – дебит чистой (без столба жидкости) скважины; Q₁, Q₂ – дебиты из перекрытой и не перекрытой столбом жидкости интервалов пласта, соответственно.

6.3.2 Влияние депрессии на единицу длины пробки на степень загрязнения забоя скважин и условия образования или разрушения пробки

Степень загрязнения забоя скважины песчаной пробкой связана со скоростью по­тока и депрессией, приходящейся на единицу длины пробки.

Для известных значений давления у кровли Р_з и проницаемости пробки, в которой значителен градиент давления, сила, действующая на пробку высотой δ и сечением 1 см², определяется по формуле:

(6.12)

где Р_под – давление у подошвы пласта, МПа.

Удельный перепад на единицу длины пробки приближенно определяется по формуле:

(6.13)

Влияние депрессии на процесс образования пробки оценивается по форму­лам:

, (6.14)

. (6.15)

Формула (6.14) позволяет определить:

1. Критическую высоту пробки при условии:

(6.16)

2. Непрерывный рост пробки при:

(6.17)

3. Разрушение и вынос пробки при:

(6.18)

где ρ_п – плотность вещества, образующего пробку, кг/м³.

Образование песчаной пробки или столба жидкости непосредственно связано с выбором диаметра и глубины спуска фонтанных труб, распределением дебита в интервале перфорации и дебитом скважины.