Файл: 1. Цели и задачи ремонтного цементирования Изоляционные работы, проводимые при восстановлении скважин, преследуют разнообразные цели.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 57
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Цели и задачи ремонтного цементирования
Изоляционные работы, проводимые при восстановлении скважин, преследуют разнообразные цели. Первое, основное их назначение, исправление негерметичного цементного кольца с целью изоляции посторонней воды, поступающей к фильтру из нижележащих или вышележащих пластов. Второе назначение изоляционных работ состоит в том, чтобы устранить в эксплуатационной колонне дефекты, которые могут не только обусловить поступление воды в ствол, но и явиться причиной нарушения нормальной эксплуатации скважины. Третье назначение изоляционных работ — изоляция существующего фильтра скважины при возврате скважины на вышележащий или нижележащий пласт. При возврате на вышележащий пласт существующий фильтр изолируют установкой искусственной пробки (обычно цементной) в интервале между верхними отверстиями существующего фильтра скважины и подошвой пласта, на который скважина возвращается. При возврате скважины на нижележащий горизонт существующий фильтр изолируют путем цементирования или с помощью дополнительной колонны-летучки.
Ремонтно-изоляционные работы проводят с целью изоляции верхних вод, нижних вод, поступающих через цементный стакан и по заколонному пространству, подошвенных и контурных вод, поступающих по наиболее проницаемым интервалам и трещинам пласта, т.е. обеспечивают оптимальные условия работы продуктивного пласта, для достижения запланированной (максимальной) выборки запасов нефти.
2. Методы выявления негерметичности крепи скважины
Гидравлические методы, основаны на измерении расхода или давления жидкости в колонне выше и ниже участка с дефектами. Если наличие дефектов, обнаружено после перфорации колонны или разбуривания цементного стакана в ней, предварительно выше зоны фильтра устанавливают цементный мост. Определение места герметичности производится по изменению показания расходомера в потоке жидкости и в стоячей воде. Место негерметичности можно обнаружить также с помощью манжетной пробки. Такую пробку вставляют в обсадную колонну, в которую затем нагнетают воду в объеме, равном внутреннему объему колонны. Под давлением воды манжетная пробка перемещается вниз пока не пройдет через дефектный участок.
Закончив нагнетание, стравливают избыточное давление и, спуская в колонну груз на мерном тросике, измеряют глубину, на которой остановилась пробка.
При малой негерметичности дефектный участок можно обнаружить путем опрессовки с применением пакера. Для этого в обсадную колонну спускает пакер, устанавливают его посередине длины колонны и после герметизации межколонного пространства нагнетают воду, повышая давление на устье до 5-10 МПа. Если в течение 30 минут давление не снижается, считают, что негерметичный участок находится в нижней половине. Давление стравливают, пакер спускают и устанавливают посредине нижнего участка, вновь спрессовывают. Если давление падает, то негерметичность находится между интервалами первой и второй установки пакера. Так повторяя опрессовки, постепенно сокращают длину того участка, в пределах которого находят негерметичность. Операцию считают законченной, когда длина участка сократится до 10 - 15 м.
Дефекты третьей и четвертой групп определяют с помощью геофизических методов, путем опрессовки зацементированного пространства после разбуривания цементного стакана в промежуточной колонне, а также путем нагнетания порции активированной воды в зацементированный интервал через специальные отверстия, прострелянные в обсадной колонне против непроницаемой породы, и последующего прослеживании путей движения этой воды с помочь геофизической аппаратуры.
3. Основные принципы выбора тампонажных материалов и технологии при ремонтно-изоляционых работах (РИР) в скважинах
По вещественному составу цементы подразделяют на следующие типы:
По температуре применения цементы типов I, II, III подразделяют на цементы, предназначенные для:
По плотности цементного теста цемент типа III подразделяют:
По сульфатостойкости цементы подразделяют на:
4. Основные требования, предъявляемые к тампонажным материалам при ремонтно-изоляционных работах
- тампонажный раствор должен обладать достаточными для проведения работ временем загустевания и сроками схватывания;
- тампонажный раствор должен обладать определенной водоудерживающей способностью и не расслаиваться в состоянии покоя на жидкую и твердую фазы;
- обладать низкой водоотдачей, которая позволяет уменьшить загрязнение породы фильтратом раствора; регулировать время затвердевания раствора; предотвратить чрезмерную усадку (уменьшение в объеме) тампонажного камня при схватывании раствора, т.е. более полно заполнить пространство тампонажным материалом;
- прочность затвердевшего тампонажного камня основной показатель для установки цементных мостов. Он должен иметь прочность, выдерживающую разгрузку бурильного инструмента или НКТ с усилием при проверке качества моста. Прочность цементного камня характеризуется временным сопротивлением сжатию, изгибу и растяжению. В скважине в цементном кольце в основном возникают напряжения от изгибающих и сжимающих нагрузок.
- создаваемый цементный камень должен быть коррозионно-устойчивым в агрессивных пластовых средах (высокоминерализованных, сероводородных).
- тампонажные материалы должны иметь короткий срок между началом загустевания и проявлением несущей способности у затвердевшего раствора.
- иметь регулируемые сроки схватывания.
5. Основные виды водопритоков в скважине
Образование конуса обводнения (обводнение подошвенной водой) Заканчивание скважины при наличии вблизи продуктивного коллектора нежелательной жидкости, например воды, дает возможность для ее немедленного поступления. Даже если интервал перфорации находится над первоначальным водонефтяным контактом, близость коллекторов содержащих воду делает возможным легкое и быстрое поступление нежелательной жидкости из-за образования конуса обводнения. Подтягивание конуса подошвенной воды подстилающей продуктивный пласт в направлении интервала перфорации скважины, является результатом пониженного давления в эксплуатируемом продуктивном горизонте. В конечном счете, вода прорывается в перфорированный интервал, заменяя часть углеводородной продукции вплоть до полного обводнения. Пониженные темпы добычи могут уменьшать степень обводнения, но не решить проблему полностью. Опережающее продвижение воды по пропласткам с высокой проницаемостью Наличие высокопроницаемых пропластков может дать возможность для преждевременного прорыва в скважину закачиваемой системой поддержания пластового давления воды (или контурных вод), оставляя зоны продуктивного пласта с более низкой проницаемости неохваченными заводнением. Поскольку закачиваемая вода охватывает интервалы самой высокой проницаемости, проницаемость для последующего потока становится даже выше, приводя к увеличению водонефтяного фактора. Имеющиеся данные из описания коллектора дают возможность определять проницаемые для воды пласты, что позволяет моделировать движение жидкости. Аналогично продвижению вод по высокопроницаемым пропласткам, обводнение может происходить при наличии между добывающей и нагнетательной скважиной системы природных трещин. Даже если трещины пересекающие две скважины не соединяются, то вода может главным образом течь через одну трещину вблизи другой трещины или ствола, охватывая лишь небольшую часть продуктивного коллектора. Неверно направленные гидроразрывы могут также создать трещины, которые дают возможность нагнетаемой воде обходить большую часть углеводородов. Возникновение заколонных перетоков Возникновение гидравлической связи (канала) между водоносными горизонтами и скважиной является причиной заколонных перетоков. Эта проблема может встречаться в любое время эксплуатации скважины, но более заметна после первоначального заканчивания или стимуляции скважины. Поступление непредвиденой воды в это время является хорошим показателем того, что канал существует. Каналы в кольцевом пространстве обсадная колона - пласт могут быть результатом плохой связи на границе контакта цемента – обсадная колонна или цемента-пласт. Возникновение заколонных перетоков может быть вызвано некачественным цементированием при строительстве, отслоением цемента от обсадной колонны и пород из-за плохой адгезии, разрушением цемента. Разрушение цемента может произойти под воздействием коррозионно активных флюидов, при камулятивной перфорации, при ударах инструмента об обсадную колонну при спуско-подъемных операциях в скважине. Нарушение герметичности обсадной колонны Нарушение герметичности обсадной колонны обычно обнаруживается при не предполагаемом увеличении добычи воды. Потеря
герметичности обсадной колонны может быть вызвана коррозионным разрушением, негерметичностью резьбовых соединений, ошибочной перфорацией, образованием трещин в теле труб при превышении допустимого давления истиранием обсадной колонны при работе в ней бурильным инструментом. Наиболее сложным случаем является наличие нарушений герметичности эксплуатационной колонны с низкой приемистостью, определяющихся падением давления при опрессовке.
6. Селективные методы изоляции водопритоков при РИР, перспективы и особенности применения. Композиции, применяемые при водогазоизоляционых работах
К селективным относятся методы и материалы, обеспечивающие избирательное снижение проницаемости только водонасыщенной части пласта при закачивании изолирующего материала по всей, в том числе и нефтенасыщенной, мощности пласта (образовывают тампонажный материал при взаимодействии с пластовой водой).
Это образование осадка в результате химической обменной реакции с солями пластовых вод, коагуляция и флокуляция при смешении с пластовой водой, высаливание полимеров, обращение и повышение вязкости эмульсий при контакте с пластовой водой, снижение растворимости материала при изменении рН среды, набухание материала в воде, образование закупоривающей структуры в результате реакции конденсации или полимеризации в присутствии воды, способность изменения характера смачиваемости коллектора, способность пены препятствовать фильтрации воды и разрушаться при контакте с нефтью и механическое закупоривание фильтрационных каналов водонасыщенной части пласта.
Методы применения селективных материалов можно разделить на III группы.
I группа. Методы, основанные на закачке в пласт органических полимерных материалов.
Наиболее изученными являются методы, основанные на использовании водорастворимых полимеров акрилового ряда (гипан, ПАА).
Осадкообразующие водоизолирующие композиции на основе гидролизованного полиакрило-нитрила (гипана). Эффект ограничения водопритока достигается за счет блокирования путей притока воды тампонирующей массой образующейся при взаимодействии гипана с минерализированной пластовой водой содержащей ионы поливалентных металлов. При тампонировании используется свойство гипана взаимодействовать с катионами кальция, при котором образуется эластичная, прочная, резиноподобная масса, устойчивая против физических (давление, температура) и химических (пластовые воды, газы, нефть) воздействий в течение нескольких часов пока она не затвердеет.
В качестве катионов кальция обычно используется концентрированный водный раствор СаСl2.
Использование ПАА ограничивается трудностями при приготовлении растворов, особенно в зимний период.
Из соединений акрилового ряда применяется метас. Механизм изоляции основан на взаимодействии их солями пластовых вод или адсорбции полимера на поверхности водонасыщенной пород, снижающей ее проницаемость для воды.
Водоизоляционный состав на основе унифлока. Унифлок - аналог гипана и других полиакрилатов. Представляет собой порошок желтовато-кремового цвета, хорошо растворим в воде, насыпная плотность 1000-1200 кг/м3, массовая доля воды не более 10%; рН 5% водного раствора 11,7. Свойства унифлока нормируются ТУ-6-00-0203843-24-90.
Технология применения сводится к закачке в зону перфорации 1% (вес) раствора унифлока, затем 10% (вес) раствора СаСl2 в объемном соотношении 1:1, с последующей продавкой композиции в пласт. В пласте раствор выдерживается под давлением в течение 6-8 час.
Состав на основе унифлока может содержать в качестве гелеобразователя 10% водный раствор медного купороса (CuSO4).
II группа. Методы, основанные на применение неорганических водогазоизолирующих составов.
Тампонажные составы на основе силиката натрия (жидкого стекла). Эффект ограничения водопритока достигается за счет тампонирования путей притока воды гелем или тампонирующей массой образующейся при взаимодействии жидкого стекла с пластовыми водами или специально используемым структуробразователем.
Особенностью силикатов щелочных металлов является их способность взаимодействовать с ионами поливалентных металлов и другими коагулирующими агентами и образовывать гелеобразные системы или твердый тампонирующий материал. Составы на основе жидкого стекла можно применять в коллекторах любой, в том числе и низкой проницаемости, поскольку последние закачиваются в пласт в виде маловязких растворов, а образование тампонирующего материала происходит непосредственно в пласте.
В условиях высоких температур для проведения водоизоляционных работ целесообразно использовать жидкое стекло, как наиболее легко фильтрующийся материал. При давлениях 0,1 - 3 МПа оно в течение длительного времени сохраняет свои свойства при температурах до 2000С. При таких условиях жидкое стекло практически не вступает в химическое взаимодействие с породами пласта, однако обладает хорошей адгезией к ним.
Жидкое стекло (силикат натрия Na