Крепление скважин

Крепление скважин осуществляется для разобщения нефтегазоносных пластов от всех пластов, лежащих выше, с обязательным одновременным разобщением нефтесодержащих и газосодержащих пластов друг от друга и защитой обсадных труб от коррозирующего действия минерализованных вод, циркулирующих в недрах. Поэтому спущенные в скважину обсадные колонны должны быть зацементированы путем закачки тампонажного материала в кольцевое пространство между стенками скважины и обсадной колонной.

Перед тем как начать процесс цементирования скважины, она должна быть подготовлена следующим образом:

  • • обсадная колонна должна быть заполнена однородным по физическим свойствам буровым раствором и не должна содержать газовоздушных пузырьков;
  • • обсадная колонна должна быть центрирована по всей длине. Колонны труб устанавливают в скважине с помощью центрирующих фонарей. Чаще всего центрирующие фонари ставят на ту часть эксплуатационной колонны, которая перекрывает продуктивные и водоносные горизонты;
  • • размеры обсадной трубы выбирают таким образом, чтобы разница между нормальным диаметром скважины или внутренним диаметром основной колонны составляла не менее 30 мм.;

• перед центрированием с наружной поверхности колонны должны быть удалены ржавчина, всевозможные корки и загрязнения мазутами и нефтепродуктами, которые могут привести к ухудшению контактных связей цементного кольца с поверхностью колонны, а также могут препятствовать свободному прохождению скважинных приборов.

Закрепление колонны обсадных труб и кондуктора в скважине цементным камнем служит для обеспечения герметичности заколон- ного пространства и предотвращения коррозии. При этом должно обеспечиваться:

  • а) разобщение вскрытых скважиной пластов-коллекторов (продуктивных, водонасыщенных, поглощающих);
  • б) предотвращение выхода на поверхность агрессивных вод, нефти и газа и загрязнения ими окружающей среды, а также предохранение колонны от коррозии и разрушения;
  • в) предотвращение загрязнения пресноводных пластов-коллекторов минерализованными водами других горизонтов.

Существует ряд методов цементирования скважин, таких как одноступенчатое цементирование, двухступенчатое цементирование, манжетное цементирование, цементирование хвостовиков, цементирование под давлением.

В зависимости от условий залегания нефтяных и газовых пластов, степени их насыщенности, литологического состава, проницаемости применяют тот или иной метод цементирования скважины.

Одним из основных требований, предъявляемых к скважинам любого назначения, является обеспечение качественного разобщения вскрытых бурением горизонтов. Влияние большого числа геологических, технических, технологических, физико-химических и других факторов приводит к тому, что уже на стадии строительства скважины, даже при использовании современных технологий, технических средств, соответствующих тампонажных материалов и химических реагентов, в зацементированном заколонном пространстве образуются каналы, по которым могут возникать перетоки жидких и газообразных флюидов. В процессе эксплуатации герметичность заколонного пространства нарушается в результате коррозионного разрушения цементного камня, при выполнении различных технологических операций, действия термобарических нагрузок, что особенно характерно для скважин ПХГ.

Наличие каналов перетока в заколонных пространствах недопустимо в скважинах любого назначения из-за возникновения таких осложнений, как межколонные и заколонные флюидопроявления, обводнение скважин, формирование техногенных залежей и др. Для восстановления герметичности заколонного пространства скважин проводится большой объем трудоемких и дорогостоящих ремонт- но - изоляционных работ (РИР), однако успешность их в настоящее время низкая и не превышает 59-60 %, что вызывает необходимость постоянного совершенствования используемых и разработки новых методов и технических средств, повышающих эффективность работ.

Одним из основных методов восстановления герметичности заколонного пространства в настоящее время является тампонирование под давлением, при котором тампонажный состав принудительно задавлиается через специальные технологические отверстия обсадной колонны напротив плотного раздела пород. При этом изолируются явные или потенциальные каналы перетока пластовых флюидов вдоль оси скважины. Каналы перетока, при всем многообразии причин их образования относятся к трем следующим участкам зацементированного пространства скважины:

  • • зона контакта цементного камня со стенками скважины;
  • • зона контакта цементного камня со стенками колонн;
  • • трещины и нарушения сплошности цементного кольца и стенок скважины.

Каналами перетока может служить любая из перечисленных зон как отдельно, так и в произвольном сочетании.

Качество РИР определяется степенью герметизации возможных каналов перетока пластовых флюидов вдоль оси скважины. Восстановленная заколонная крепь должна оставаться непроницаемой при перепадах давления, возникающих в процессе эксплуатации и ремонтных работ в скважинах и обеспечить плотный контакт с ограничивающими его связями. Плотный контакт способствует исключению гидравлической связи между изолируемыми пластами. Таким образом, основная задача РИР в скважинах - заполнение возможно большей длины канала перетока тампонажной смесью, образующей надежный непроницаемый изолирующий экран. Протяженность каналов перетока изменяется в скважинах в широких пределах, однако расчеты свидетельствуют, что поперечные размеры их характеризуются долями миллиметра, а режимы течения жидкости в них близки к ламинарным, вследствие чего не обеспечивается очистка изолирующих каналов от глинистой корки и продуктов ее разрушения. Тампонажный материал, доставленный в неочищенный канал перетока, часто не выполняет своего назначения, что может служить причиной безуспешности операции.

С целью повышения эффективности РИР, одним из перспективных направлений является применение метода гидроимпульсного тампонирования, основанного на закачке герметизирующего состава в изолируемый интервал под воздействием гидравлических импульсов, возбуждаемых специальными устройствами - пульсаторами. Наложение гидроимпульсных колебаний на закачиваемый герметизирующий состав оказывает сложное физико-механическое воздействие, в результате которого резко увеличиваются его проникающие свойства, повышается прочность изоляционного экрана. Пор сравнению с принятыми методами статического тампонирования, применение метода гидроимпульсного тампонирования позволяет повысить эффективность РИР за счёт увеличения глубины проникновения герметизирующего состава в изолируемые каналы, полости пород и обсадных колонн, обеспечения возможности изоляции микротрещин, исключения гидроразрыва пород, повышения седиментационной устойчивости и улучшения изоляционных свойств герметизирующего состава. Кроме того, наложение гидроимпульсных колебаний на поток промывочной жидкости при определении приемистости изолируемого интервала перед закачкой герметизирующего состава способствует очистке стенок каналов перетока, что также повышает качество РИР. Применение данного метода также повышает эффективность при изоляции негерметичных участков обсадных колонн, так как позволяет герметизировать такие дефекты, неподдающиеся классическим способам статического цементирования, как микротрещины и микрозазоры в резьбовых соединениях обсадных колонн, за счет многократного усиления проникающей способности изоляционного состава. Гидроимпульсное воздействие применяют и при первичном цементировании обсадных колонн. Импульсные колебания давления вызывают разрушение структуры глинистого и цементного растворов, улучшая очистку заколонного пространства и наружной поверхности труб от глинистых частиц, остатков бурового шлама, что позволяет усилить контакт цементного камня с колонной и стенкой скважины и в определенной степени повысить монолитность цементного камня. Для создания импульсов колебаний разработан ряд внутрискважинных пульсаторов, спускаемых в составе компоновок обсадных или лифтовых колонн.

Однако всем существующим конструкциям скважинных пульсаторов присущ один недостаток - частота возбуждаемых гидравлических импульсов произвольная и не поддается регулировке, либо регулирование частоты импульсов возможно за счёт изменения технологического режима, т. е. изменения подачи прокачиваемой через устройство жидкости. В то же время значение частоты гидравлических импульсов (20-120 Гц) имеет доминирующее влияние для обеспечения эффективности применения данного метода.

Технологическая схема проведения РИР с использованием гидродинамического пульсатора:

  • • пульсатор при помощи стандартных быстроразъемных соединений монтируется на нагнетательной линии устьевой обвязки;
  • • перед закачкой герметизирующего состава проводят промывку изолируемого интервала с наложением на поток прокачиваемой жидкости импульсных колебаний заданной частоты;
  • • добившись удовлетворительной приемистости дефектной зоны, приступают к импульсной закачке герметизирующего состава;
  • • при снижении приемистости изолируемого интервала в процессе продавки, а следовательно, и расхода прокачиваемой через пульсатор жидкости, частота генерируемых импульсов оперативно корректируется и поддерживается в заданном диапазоне на протяжении всей операции до достижения необходимого избыточного давления.

Вывод

Площадь пласта, ограниченная внутренним контуром нефтеносности, полностью нефтеносна. Фильтрация жидкости по пласту к забоям скважин, т. е. к точкам наиболее низкого давления осуществляется за счет пластовой энергии. Совокупность всех естественных и искусственных факторов, определяющих процессы, проявляющиеся в пористом пласте при его дренировании системой эксплуатационных и нагнетательных скважин, принято называть режимом пласта.

Крепление скважин осуществляется для разобщения нефтегазоносных пластов от всех пластов, лежащих выше, с обязательным одновременным разобщением нефтесодержащих и газосодержащих пластов друг от друга и защитой обсадных труб от коррозирующего действия минерализованных вод, циркулирующих в недрах.

Наличие каналов перетока в заколонных пространствах недопустимо в скважинах любого назначения из-за возникновения таких осложнений, как межколонные и заколонные флюидопроявления, обводнение скважин, формирование техногенных залежей и др.

Контрольные вопросы

  • 1. Как определить положение внешнего контура нефтеносности?
  • 2. Как определить положение внутреннего контура нефтеносности?
  • 3. Что принято называть режимом пласта?
  • 4. Какие режимы разработки пласта Вам известны?
  • 5. Как осуществляется поддержание давления в пласте при водонапорном режиме?
  • 6. Как осуществляется поддержание давления в пласте при упругом режиме?
  • 7. Как осуществляется поддержание давления в пласте при режиме газовой шапки?
  • 8. Как осуществляется поддержание давления в пласте при режиме газовой шапки?
  • 9. Как осуществляется поддержание давления в пласте при гравитационном режиме?
  • 10. Зачем цементируется заколонное пространство?
  • 11. Как проводится крепление спущенных в скважину обсадных колонн?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >