Для формирования герметичного цементного кольца, обладающего повышенной адгезией к колонне и стенкам скважины необходимо минимизировать водоцементное отношение и время начала схватывания тампонажного раствора при заданной вязкости жидкости затворения. Снижение водоцементного отношения при сохранении необходимой подвижности раствора можно достигнуть путем введения различного рода пластификаторов. Сроки схватывания регулируются введением реагентов-ускорителей типа хлористый кальций или кальцинированная сода. Вязкость жидкости затворения можно повышать путем добавок высокомолекулярных водорастворимых полимеров.
11. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ
По данным анализа за 1999 г., проведенным ЗСФ ООО «ЛУКОЙЛ-Бурение», качество сцепления в интервале чистого цемента с колонной составило: удовлетворительное – 41,7 %, пониженное – 57,6 %; с породой: удовлетворительное 25,9 %, пониженное – 15,7 %, низкое – 57,6 %.
Цементирование в 1999 г. производилось цементом марки ПЦТ 1 – 100 с В/Ц равным 0,5. За 5 месяцев (январь-май) 2000 г. сцепление в интервале чистого цемента с колонной составило: удовлетворительное – 40,86 %, пониженное – 59,14 %; с породой: удовлетворительное – 29,72 %, пониженное – 16,94 %, низкое – 59,4 %. Цементирование в январе 2000 г. производилось цементом марки
ПЦТ 1 – 100 с В/Ц равным 0,5, в феврале – мае цементом марки «G» с В/Ц равным 0,44.
Таким образом, в целом удовлетворительное сцепление в зоне использования чистого цемента с колонной составляет »40 % с породой – менее 30 %, что говорит о необходимости дальнейшей разработки мероприятий по повышению качества цементирования. Например, одним из мероприятий может являться добавка к цементу
3-4 % ПСМС для цементирования нижней части эксплуатационных колонн.
Обобщая данные сцепления по верхней части колонны можно сказать, что сцепление с породой отсутствует, а сцепление с колонной в основном частичное.
Таким образом, планируемое использование добавок ПСМС к цементу взамен бентонита позволяет надеяться на существенное повышение качества сцепления, как с колонной, так и со стенками скважины. Так на скважинах ОАО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть», зацементированных облегченными цементными растворами с добавками ПСМС, как было указано выше, процент хорошего и удовлетворительного сцепления составил, по замерам АООТ «Волгограднефтегеофизика», от 60 до 90 %.
12. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ КАЧЕСТВА КРЕПИ
Повышение качества строительства скважин вызывает необходимость широкого применения методов высокотехнологичного ступенчатого и манжетного цементирования скважин, заколонных пакеров, новых видов буферных жидкостей и цементных растворов.
Это в настоящее время наиболее перспективный путь к тому, чтобы в многообразных условиях месторождений обеспечить совместное отпимальное решение трех коренных задач крепления продуктивной зоны скважины:
- надежно разобщить пласт - эксплуатационный объект от других пластов-коллекторов, содержащих воду;
- предовратить практически значимое ухудшение коллекторских свойств пласта - эксплуатационного объекта в прискважинной зоне в процессе цементирования скважины;
- предотвратить межпластовые перетоки и оптимально формировать цементный камень в период его твердения.
Актуальность сохранения коллекторских свойств пласта при креплении скважины доказывается многими публикациями и практическим опытом. Произвдительность скважины может понизиться на величину 60-90% из-за проникновения в пласты фильтрата жидкостей из скважины в процессе ее крепления. В пласте фильтрат может участвовать в ряде физико-химических процессов, вызывающих набухание глинистых частиц, эмульгирование и выпадание в осадок твердых частиц новообразований, снижение фазовой проницаемости пласта и дающих в той или иной степени необратимые последствия. В результате уменьшается дебит скважины, неэффективно вырабатывается месторождение,уменьшается коэффициент нефтеотдачи пласта. При этом, цементирование скважины оказывает основное отрицательное влияние на коллекторские свойства пласта и может происходить кратное уменьшение продуктивности скважин.
Для снижения проницаемости в зонах поглащения и повышения качества вскрытия применяется струйная обработка.
Под струйной обработкой (кольматацией) понимается воздействие высоконапорных струй глинистых, полимерных и других растворов, истекающих из насадок, направленное на стенки скважин. Она позволяет колмьатировать стенки скважины, снижать проницаемость пород, снижать глубину проникновения фильтратов в пласты и толщину фильтрационной корки.
В результате применения струйной обработки должно повышаться качество вскрытия, разобщения пластов, крепления скважин.
Для обеспечения высококачественного разобщения и изоляции продуктивных пластов применяется заколонные пакера типа ПГМД, ПГПМ.
Заколонные проходные гидравлические пакера типа ПГПМ предназначены для радикального повышения качества изоляции продуктивных пластов при креплении скважин в целях предотвращения межпластовых перетоков и затрубных проявлений пластового флюида в периоды твердения цементного раствора, освоения и эксплуатации скважин.
Позволют создавать повышенные депрессию на продуктивный пласт и значительно увеличить суммарную нефтедобычу из скважины за счет полного или частичного водогазоперетоков из близлежащих горизонтов.
Заколонный проходной гидромеханический двухманжетной пакер типа ПГМД предназначен для повышения качества разобщения двух пластов, разделенных весьма тонкими глинистыми прослоями. Позволяют надежно формировать высокопрочный самоуплотняющейся манжетноцементный премычки, сохраняют герметизирующие свойства перемычки.
Для обеспечения подъема цементного раствора до проектной высоты, для уменьшения депрессию на продуктивные пласты и для сохранения коллекторских свойств пласта применяется метод ступенчатого цементирования.
Муфты ступенчатого цементирования применяется различные типы:
- устройство ступенчатого цементирования УСЦ-146
- муфта ступенчатого цементирования проходная МЦП-146
- пакер двухступенчатого цементирования манжетная ПДМ-146
Принцип действия УСЦ-146 очень простой. После цементирования первой ступени
открывается циркуляционные отверстия и верхний интервал цементируются после твердения цементного камня.
Муфта ступенчатого цементирования проходная МЦП-146 более совершенная. Исключает затраты времени и средств на разбуривание элементов муфты.
Пакеры ПДМ-146-2 для двухступенчатого и манжетного цементирования с герметичной изоляции поглащающих или проявляющих пластов или интервалов скважины от заколонного пространства выше них.
Пакеры ПДМ-146-2 более компактен и технологичен при применении, чем комплект устройства включающего отдельно муфту ступенчатого цементирования и заколонный пакер.
В пакерах используются высокопрочные гидравлически расширяемые рукавные уплотнители, обеспечивающие надежное их применение для цементирования скважин. Пакер манжетного цементирования ПДМ -146-1 обеспечивает надежную изоляцию продуктивной зоны от вышерасположенного заколонного пространства и исключает попадания тампонажного раствора в интервал продуктивного пласта.
Фильтры ФГС-146 предназначены для предотвращения выноса на поверхность песка и других механических примесей при эксплуатации нефтяных и водозаборных скважин, и для улучшения гидродинамическиой связи призабойной зоны скважины с продуктивным пластом.
В целом, применение предполагаемой технологии обеспечит повышение качества закачивания горизонтальных скважин, улучшения тем самым условий их освоения и повышение эффективности эксплуатации.
Основными причинами нарушения сплошности цементного камня в затрубном пространстве является поглощение незатвердевшего раствора и массоперенос жидкой фазы из раствора в пласт. В целях повышения качества крепления скважин для формирования надежного цементного камня и снижения загрязнения продуктивных пластов фильтратом цементного раствора применяется цементные растворы с пониженной водоотдачей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. К.В. Иогансен. “Спутник буровика”. Москва: Недра, 1986г.
2. Расчет обсадных колонн, 1997
3. Методическое руководство к курсовой работе по дисциплине “Заканчивание скважин”. Уфа: УГНТУ, 2001г.
4. Материалы ООО «ЛУКОЙЛ-БУРЕНИЕ»