Extras din curs

INFLUENŢA ZONEI DE STRAT DIN JURUL GĂURII DE SONDĂ

ASUPRA EXPLOATĂRII SONDELOR

1.1. Cauzele care conduc la blocarea curgerii fluidelor din stratele productive spre sonde

Pe întreaga durată de exploatare a unui zăcământ de hidrocarburi de la deschidere, punere în producţie şi apoi pe parcursul exploatării până la stadiul de epuizare a sa din punct de vedere energetic, pot interveni o serie de factori şi de fenomene, care prin natura, frecvenţa şi intensitatea lor, au ca efect crearea unei bariere în calea curgerii libere a fluidelor din sistemului strat - sondă în ambele sensuri

Schimbaea condiţiilor naturale de echilibru în care se află rocile şi fluidele conţinute în zona din vecinătatea găurii de sondă. conduce la o diminuare a afluxului de fluide din strat în sondă pentru sondele de extracţie şi o scădere a influxului de fluide care sunt introduse din sondă în strat în cazul sondelor de injecţie.

Rezistenţa la curgere întâmpinată de fluide în zona de strat din jurul găurii de sondă poate avea cauze multipleGradul de blocare al curgerii fluidelor în această zonă depinde de caracteristicile fizico-geologice ale zăcământului deschis pentru exploatare (compoziţia mineralogică a rocilor colectoare, proprietăţile fizice ale rocilor colectoare şi ale fluidelor conţinute), dar şi de modul de deschidere prin foraj, respectiv de modul de punere în producţie şi exploatare a sondelor.

Rezultatul final al creării acestor rezistenţe la curgere îl constituie pierderea parţială sau totală a capacităţii de producţie a stratului care impune ca necesitate imediată aplicarea operaţiilor specifice de intervenţie în vederea diminuării deteriorărilor produse şi refacerii condiţiilor de curgere a fluidelor din formaţiunea respectivă.

Principalele cauze care duc la frânarea şi uneori chiar la blocarea curgerii fluidelor, afectând capacitatea de producţie a formaţiunilor exploatate şi implicit productivitatea sondelor, sunt:

a) neuniformitatea colectorului;

b) imperfecţiunea hidrodinamică;

c) reducerea permeabilităţii formaţiunii productive din jurul peretelui sondei provocată de:

- fluidele utilizate în etapa de pregătire a sondei pentru exploatare:

- fluide de foraj;

- paste de ciment;

- fluide de perforare;

- fluide de punere în producţie;

- fluidele utilizate în perioada de exploatare a sondei:

- apa introdusă pentru curăţirea prin circulaţie a nisipului din talpă

- fluide introduse în sonde pentru efectuarea operaţiilor de stimulare sau de recuperare secundară (soluţii alcaline, abur, dioxid de carbon);

d) schimbarea condiţiilor de zăcământ;

e) aplicarea metodelor de prevenire şi combatere a viiturilor de nisip;

f) aplicarea incorectă a unor metode de intensificare a afluxului de fluide

Efectele filtratului pătruns în stratele productive în timpul forajului şi punerii sondelor în producţie, ale apei introduse în strat în perioada de exploatare şi ale schimbării condiţiilor de zăcământ sunt:

- blocarea cu apă;

- umflarea şi dispersarea argilei;

- depunerea crustelor;

- formarea emulsiilor;

- blocarea cu bacterii;

- modificarea proprietăţilor rocii colectoare;

- depunerea unor fracţii grele de ţiţei în porii rocii;

- formarea unei zone cu saturaţie mare în gaze.

De cele mai multe ori, mecanismele de deteriorare a curgerii fluidelor în zăcământ se suprapun şi generează efecte complexe. Aproape fiecare operaţie realizată într-o sondă (de foraj, pregătire pentru punerea în producţie, intervenţii şi stimulare) poate constitui o potenţială sursă de contaminare.

De aceea, în practică este foarte important ca specialiştii care se ocupă de exploatarea zăcămintelor de petrol şi gaze să cunoască cu precizie tipul blocării precum şi condiţiile termodinamice, care au generat sau au influenţat separarea şi depunerea materialului de blocare pentru a putea proiecta şi realiza operaţiile de modificare în sens favorabil şi efi¬cient a procesului de exploatare şi respectiv a estima efectele acestor operaţii.

Ca rezultat al eforturilor întreprinse în domeniul cercetării, în ultimii ani s-au făcut importante progrese privind identificarea factorilor cauzali şi de întreţinere a contaminării şi în perfecţionarea tehnicilor şi tehnologiilor de tratare aplicate în scopul diminuării sau prevenirii contaminării şi stimulării curgerii fluidelor în stratul productiv.

a. Neuniformitatea colectorului

Această însuşire a unui zăcământ de hidrocarburi, des întâlnită, apare ca evidentă în cazul în care o sondă produce cu un debit sensibil mai mic decât al sondelor din jur, care produc din aceeaşi formaţiune, ca urmare a permeabilităţii naturale reduse în zona de drenaj a acestei sonde, în comparaţie cu cea din zonele de drenaj ale sondelor vecine. Variaţia de permeabilitate poate fi consecinţa diferenţei majore dintre compoziţiile mineralogice ale rocilor care intră în alcătuirea formaţiunii respective.

Curgerea fluidelor prin medii poroase are loc în spaţii mici şi cu intercomunicaţii multiple, cu frecare interioară a fluidului în spaţii mărginite de pereţi impermeabili. Per¬meabilitatea unui strat productiv variază în diferite puncte ale stratului. Întrucât, în general, permeabilitatea variază cu direcţia de stratificaţie, mediul poros prin care se deplasează fluidele este un mediu anizotrop din punct de vedere al permeabilităţii. De regulă, permeabilitatea pe direcţia de stratificaţie este mai mare decât cea perpendiculară pe direcţia de stratificaţie

Într-o sondă, în care deschiderea prin foraj a stratului anizotrop se realize-

ază complet, curgerea fluidului se poate considera ca plan - radială, iar dacă forajul sondei nu se realizează până la culcuşul stratului, curgerea este considerată radial - sferică.

În curgerea plan - radială a fluidelor din stratul productiv spre sonde, suprafaţa de filtrare scade pe măsură ce se micşorează distanţa (raza) până la sondă, iar vitezele de curgere cresc corespunzător şi ca urmare rezistenţa la curgere a fluidelor în zona din jurul găurii de sondă se măreşte. În cazul unor strate cu permeabilitate mare, această rezistenţă la curgere nu împiedică obţinerea unor debite convenabile ale sondelor. La stratele cu permeabilitate mică, rezistenţa la curgere poate determina obţinerea unor debite scăzute ale sondelor, mai ales când nu se dispune de presiuni de zăcământ, care să permită crearea unei presiuni diferenţiale suficient de mare între strat şi sondă. În astfel de cazuri, în vederea măririi permeabilităţii stratului în zona din jurul sondei se pot aplica metode de tratare corespunzătoare, cum ar fi fisurare hidraulică neutră sau acidă.