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: 59
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2SiO3NH2O). На практике жидкое стекло применяется в качестве структурообразователя, крепящей добавки и ингибитора в буровых растворах, а также регулятора сроков схватывания.
Состав включает в себя жидкое стекло и спиртовый раствор СаСl2.
Технология применения данной композиции сводится к закачке в зону перфорации 3% (вес) раствора CaCl2, затем жидкого стекла в объемном отношении 1:0,5. В пласте композиция выдерживается под давлением закачки в течение 24 час.
Составы для водогазоизоляционных работ на основе поливинилового спирта.
Известны следующие водоизолирующие составы на основе поливинилового спирта (ПВС):
ПВС + азотная кислота, причем азотная кислота получена из порошкообразных параформа (СН2О) и аммиачной селитры (NH4NO3);
ПВС + гидрофобная кремнийорганическая жидкость (ГКЖ).
При взаимодействии ПВС с азотной кислотой и с ГКЖ образуется вязкоупругая закупоривающая поры породы масса.
Технология работ на скважинах при использовании, например, последнего состава заключается в следующем.
После промывки скважины через насосно-компрессорные трубы (НКТ), спущенные до середины интервала перфорации, прямой циркуляцией проводят закачку водоизоляционного состава в следующей последовательности и объемах:
1) смесь 5-7,5% (вес) водного раствора ПВС и ГКЖ-10 в объемном соотношении 1:1;
2) продавочная жидкость - в расчетном объеме.
Водоизолирующий состав доводят до башмака НКТ. Закрывают затрубное пространство и продавливают водоизоляционный состав в пласт. По окончании продавки состава проводят обратную промывку с противодавлением 5-7 МПа в количестве 1,5-2 объемов НКТ. Скважину закрывают и выдерживают под давлением закачки для протекания реакции в течение 24 час. По истечении указанного срока скважину осваивают.
В результате можно заключить, что применение ремонтно-водоизоляционной композиции на основе ПВС и ГКЖ необходимо рекомендовать для ремонта эксплуатационных колонн и ликвидации перетоков. Состав рекомендуется применять и при ликвидации прорыва газа.
Водогазоизолирующая композиция на основе кремнийорганических соединений и полимеров. Для предотвращения прорыва газа в скважины разработаны также специальные изолирующие составы, предусматривающие применение при создании газоизолирующего экрана асфальтосмолистых веществ и нефтерастворимых полимеров. Используются и различные варианты полимерных тампонажных материалов, некоторые из которых, например, алкилрезорциновая, эпоксидная и фенолформальдегидная смолы, могут быть использованы для изоляции газопритоков, однако материалы очень дороги.
В промысловой практике широкое применение нашли вязкоупругие и гелеобразующие составы, представляющие собой смесь водных растворов полиакриламида, гексарезорциновой смолы и формалина, взятых в определенных пропорциях, после реагирования компонентов которых состав превращается в упругую гелеобразную массу, образуя несдвигаемый непроницаемый экран.
При создании изолирующего экрана на основе гелеобразующих составов, как правило, используют водорастворимые полимеры типа ПАА и КМЦ, бихроматы одновалентных металлов и восстановитель. Протекающая внутри системы реакция «сшивки» полимера приводит к образованию геля, непроницаемого для газа.
Для приготовления гелеобразующих составов, модифицированных кремнийорганическими соединениями, могут быть использованы следующие реагенты:
- водорастворимые полимеры: полиакриламиды (ПАА) марок Dk-Drill, DKS, Sapan и др., карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) марок КМЦ-600, КМЦ-700;
- кремнийорганические соединения этилсиликат-32, этилсиликат-40 (ГОСТ 26371-84), этилсиликатконденсат (ТУ 6-02-02-67-66), алкилсиликонаты натрия (ГКЖ-10, ГКЖ-11) и другие;
- бихроматы натрия, калия, аммония (ГОСТ 2652-78) и ряд восстановителей, таких, как сульфит натрия, бисульфит натрия, КССБ и др.
III группа Метод основан на закачке элементоорганических соединений.
На основе кремнийорганических соединений (КОС) разработано большое число водоизолируюших материалов и композиций. Они претерпели изменения от моментально отверждающихся хлорсиланов с уменьшенным содержанием активного хлора на основе кремнийорганических эфиров (продукт 119-204) до водонаполненных композиций (АКОР-4, АКОР Б-4, ВТС, ВТОКС, АКОР БН-4).
Водоизолирующие составы на основе алкоксипроизводных КОС можно разделить на две основные группы. Первая группа включает олигомерные органоалкокси (хлор) силоксаны и композиции на их основе это продукт 119-204, ВТС-2. Вторая группа - составы на основе алкиловых эфиров ортокремниевой кислоты, в частности, на основе тетраэтоксилана и продуктов его частичной конденсации (этилсиликатов) к ним относятся АКОР, продукт 119-296, ВТС-1, ВТОКС.
Водоизолирующие составы АКОР применяются: для выполнения ремонтно-изоляционных работ в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах, а также в подземных газовых хранилищах; для крепления грунта и гидроизоляции.
Технические характеристики водоизолирующих составов АКОР: Внешний вид Жидкость коричневого цвета со спиртовым запахом Плотность при температуре 20 0С, кг/м3 920 - 1100 Динамическая вязкость при температуре 20 0С: АКОР МА, мПа· с, не более АКОР МГ, мПа· с, не более 10 150 Температура замерзания продукта, 0С, не выше минус 50
Способность образовывать с водой однородную систему не расслаивающаяся жидкость. Время гелеобразования при температуре (70 ± 5) 0С в соотношении АКОР МА ( АКОР МГ): вода =1:2, 1 - 6 ч. Количество осадка после разбавления водой в соотношении АКОР МА (АКОР МГ): вода =1:2, об.дол. %, не более 5. Примечание: при хранении продукта в стальной таре допускается наличие осадка не более 5 об.дол. %, а также изменение цвета до желто-зеленого. В присутствии воды тампонажные материалы гидролизуются с образованием в начале жидких водорастворимых продуктов, которые затем, проходя стадию гелеобразования, отверждаются. Условия хранения: водоизолирующие составы АКОР хранят в специализированных емкостях, контейнерах или бочках при температуре окружающего воздуха не выше плюс 400С на спланированных площадках, защищенных от воздействия прямых солнечных лучей и атмосферных осадков.
8. Требования к водоизолирующим композициям и пути совершенствования водогазоизоляционых работ
Для эффективного проведения РИР водоизоляционные композиции должны:
- обладать высокой фильтруемостью в пористые среды для создания изолирующего экрана большого радиуса и толщины (2 м и более);
- обладать регулируемыми в широких пределах реологическими характеристиками, что обеспечит равномерный охват воздействием неоднородных коллекторов;
- быть гомогенными и отверждающимися по всему объему;
- иметь регулируемыми сроки отверждения;
- быть способными образовывать водогазоизолирующий экран в широком диапазоне температур и давлений;
- обладать стойкостью к воздействию пластовых флюидов;
- сохранять стабильность компонентов при хранении.
цементирование скважина тампонажный изоляционный
9. Цементирование без пакера. (Способ Байбакова.)
В эксплуатационную колонну до нижних перфорационных отверстий спускают насосно-компрессорные трубы (НКТ). На верхний конец НКТ навинчивают цементировочную головку с манометрами, а затрубное пространство герметизируется превентором. В НКТ закачивают воду, промывают скважину, а затем закрывают кран на выкиде превентора, нагнетают воду через, отверстия и тщательно промывают каналы в цементном камне. Если интенсивность поступления воды мала, предварительно закачивают водную порцию ингидированной соляной кислоты. Дают выдержку 10-15 ч., а затем промывают. В некоторых случаях делают вызов притока.
После очистки определяют интенсивность заколонной циркуляции по скорости нагнетания и давлению на устье.
Затем закачивают расчетный объем тампонажного раствора. Закачку производят под избыточным давлением 0,2-0,5 МПа. Как только нижняя граница тампонажного раствора подойдет на 100-150 м к нижнему концу НКТ кран на выкиде превентора закрывают, а тампонажный раствор через отверстия в обсадной колонне вытесняют в заколонное пространство. При вытеснении тампонажного раствора давление растет, скорость вытеснения по мере роста давления снижают. Процесс вытеснения прекращают, как только верхняя граница тампонажного раствора приблизится на 100-150 м к нижнему концу НКТ, либо давление поднимается до предельно допустимого для обсадной колонны. После этого НКТ поднимают так, чтобы нижний конец их оказался на 10 - 15 м выше верхних отверстий и обратной циркуляцией вымывают излишки цементного раствора. После затвердевания разбуривают цементный стакан и проверяют герметичность колонны.
В общем, указанный процесс совпадает со способом Байбакова, который может успешно использоваться.
10. Цементирование с извлекаемым пакером
В обсадную колонну спускает колонну НКТ с пакером. Если горизонт, из которого поступает жидкость в продуктивный пласт, расположен ниже, то пакером герметизируется участок обсадной колонны в сечении между
эксплуатационным фильтром и верхними отверстиями, пробитыми над водоносным горизонтом. После пакеровки в НКТ нагнетают воду, которая проходит через отверстия в обсадной колонне ниже пакера, поднимается по каналам в цементном камне до продуктивного пласта и через отверстия фильтра в межколонное пространство выше пакера, После тщательной промывки закачивают необходимый объем там тампонажного раствора и вытесняют его в затрубное пространство. Затем освобождают пакер и приподнимают его на 10 - 15 м выше фильтра. В период промывки и последующего схватывания на устье поддерживают постоянное давление.
Если целью РИР является ликвидация притока в продуктивный пласт из верхнего пласта, то отверстия в обсадной колонне прибивают несколько выше кровли продуктивного пласта против непроницаемых пород, а пакер устанавливают выше верхних отверстий.
При ремонтном цементировании с пакером наибольшее давление в период вытеснения тампонажного раствора не должно превышать предельно допустимого для НКТ. Онo всегда должно быть меньше давления разрыва пород на участке перфорации.
После затвердения тампонажного раствора трубы с пакером поднимают; цементный камень разбуривают.
11. Цементирование с неизвлекаемым пакером. Создание цементного экрана
Операция отличается от рассмотренной тем, что после вытеснения тампонажного раствора пакеровку не нарушают, а колонну НКТ вращением вправо отделяют от пакера, приподнимают и после тщательной промывки обратной циркуляцией извлекают на поверхность.
При РИР разделительные пробки не применяются, поэтому имеется вероятность смешивания тампонажного раствора с промывочной и продавочной жидкостями, что следует учитывать.
Создание цементного экрана
В эксплуатационных скважинах для предотвращения преждевременного прорыва воды в продуктивные пласты создают разобщающиеся цементные экраны. Для этого спускают НКТ с пакером, который устанавливают несколько выше водонефтяного контакта (ВНК) и с помощью гидроструйной перфорации создают горизонтальную трещину, в которую, задавливает 50-100 м3 нефтяной смеси, либо вязкой нефти, либо гидрофобной водонефтяной эмульсии стабилизированной ПАВ. Для предотвращения смыкания трещин после стравливания давления в последнюю порцию добавляют 1-2 т крупнозернистого песка. После задавливания смеси с песком в трещину колонну НКТ на устье герметично закрывают и скважину оставляют в покое на сутки. Затем давление стравливают, освобождает пакер и скважину промывают водой.
Состав включает в себя жидкое стекло и спиртовый раствор СаСl2.
Технология применения данной композиции сводится к закачке в зону перфорации 3% (вес) раствора CaCl2, затем жидкого стекла в объемном отношении 1:0,5. В пласте композиция выдерживается под давлением закачки в течение 24 час.
Составы для водогазоизоляционных работ на основе поливинилового спирта.
Известны следующие водоизолирующие составы на основе поливинилового спирта (ПВС):
ПВС + азотная кислота, причем азотная кислота получена из порошкообразных параформа (СН2О) и аммиачной селитры (NH4NO3);
ПВС + гидрофобная кремнийорганическая жидкость (ГКЖ).
При взаимодействии ПВС с азотной кислотой и с ГКЖ образуется вязкоупругая закупоривающая поры породы масса.
Технология работ на скважинах при использовании, например, последнего состава заключается в следующем.
После промывки скважины через насосно-компрессорные трубы (НКТ), спущенные до середины интервала перфорации, прямой циркуляцией проводят закачку водоизоляционного состава в следующей последовательности и объемах:
1) смесь 5-7,5% (вес) водного раствора ПВС и ГКЖ-10 в объемном соотношении 1:1;
2) продавочная жидкость - в расчетном объеме.
Водоизолирующий состав доводят до башмака НКТ. Закрывают затрубное пространство и продавливают водоизоляционный состав в пласт. По окончании продавки состава проводят обратную промывку с противодавлением 5-7 МПа в количестве 1,5-2 объемов НКТ. Скважину закрывают и выдерживают под давлением закачки для протекания реакции в течение 24 час. По истечении указанного срока скважину осваивают.
В результате можно заключить, что применение ремонтно-водоизоляционной композиции на основе ПВС и ГКЖ необходимо рекомендовать для ремонта эксплуатационных колонн и ликвидации перетоков. Состав рекомендуется применять и при ликвидации прорыва газа.
Водогазоизолирующая композиция на основе кремнийорганических соединений и полимеров. Для предотвращения прорыва газа в скважины разработаны также специальные изолирующие составы, предусматривающие применение при создании газоизолирующего экрана асфальтосмолистых веществ и нефтерастворимых полимеров. Используются и различные варианты полимерных тампонажных материалов, некоторые из которых, например, алкилрезорциновая, эпоксидная и фенолформальдегидная смолы, могут быть использованы для изоляции газопритоков, однако материалы очень дороги.
В промысловой практике широкое применение нашли вязкоупругие и гелеобразующие составы, представляющие собой смесь водных растворов полиакриламида, гексарезорциновой смолы и формалина, взятых в определенных пропорциях, после реагирования компонентов которых состав превращается в упругую гелеобразную массу, образуя несдвигаемый непроницаемый экран.
При создании изолирующего экрана на основе гелеобразующих составов, как правило, используют водорастворимые полимеры типа ПАА и КМЦ, бихроматы одновалентных металлов и восстановитель. Протекающая внутри системы реакция «сшивки» полимера приводит к образованию геля, непроницаемого для газа.
Для приготовления гелеобразующих составов, модифицированных кремнийорганическими соединениями, могут быть использованы следующие реагенты:
- водорастворимые полимеры: полиакриламиды (ПАА) марок Dk-Drill, DKS, Sapan и др., карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) марок КМЦ-600, КМЦ-700;
- кремнийорганические соединения этилсиликат-32, этилсиликат-40 (ГОСТ 26371-84), этилсиликатконденсат (ТУ 6-02-02-67-66), алкилсиликонаты натрия (ГКЖ-10, ГКЖ-11) и другие;
- бихроматы натрия, калия, аммония (ГОСТ 2652-78) и ряд восстановителей, таких, как сульфит натрия, бисульфит натрия, КССБ и др.
III группа Метод основан на закачке элементоорганических соединений.
На основе кремнийорганических соединений (КОС) разработано большое число водоизолируюших материалов и композиций. Они претерпели изменения от моментально отверждающихся хлорсиланов с уменьшенным содержанием активного хлора на основе кремнийорганических эфиров (продукт 119-204) до водонаполненных композиций (АКОР-4, АКОР Б-4, ВТС, ВТОКС, АКОР БН-4).
Водоизолирующие составы на основе алкоксипроизводных КОС можно разделить на две основные группы. Первая группа включает олигомерные органоалкокси (хлор) силоксаны и композиции на их основе это продукт 119-204, ВТС-2. Вторая группа - составы на основе алкиловых эфиров ортокремниевой кислоты, в частности, на основе тетраэтоксилана и продуктов его частичной конденсации (этилсиликатов) к ним относятся АКОР, продукт 119-296, ВТС-1, ВТОКС.
Водоизолирующие составы АКОР применяются: для выполнения ремонтно-изоляционных работ в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах, а также в подземных газовых хранилищах; для крепления грунта и гидроизоляции.
Технические характеристики водоизолирующих составов АКОР: Внешний вид Жидкость коричневого цвета со спиртовым запахом Плотность при температуре 20 0С, кг/м3 920 - 1100 Динамическая вязкость при температуре 20 0С: АКОР МА, мПа· с, не более АКОР МГ, мПа· с, не более 10 150 Температура замерзания продукта, 0С, не выше минус 50
Способность образовывать с водой однородную систему не расслаивающаяся жидкость. Время гелеобразования при температуре (70 ± 5) 0С в соотношении АКОР МА ( АКОР МГ): вода =1:2, 1 - 6 ч. Количество осадка после разбавления водой в соотношении АКОР МА (АКОР МГ): вода =1:2, об.дол. %, не более 5. Примечание: при хранении продукта в стальной таре допускается наличие осадка не более 5 об.дол. %, а также изменение цвета до желто-зеленого. В присутствии воды тампонажные материалы гидролизуются с образованием в начале жидких водорастворимых продуктов, которые затем, проходя стадию гелеобразования, отверждаются. Условия хранения: водоизолирующие составы АКОР хранят в специализированных емкостях, контейнерах или бочках при температуре окружающего воздуха не выше плюс 400С на спланированных площадках, защищенных от воздействия прямых солнечных лучей и атмосферных осадков.
8. Требования к водоизолирующим композициям и пути совершенствования водогазоизоляционых работ
Для эффективного проведения РИР водоизоляционные композиции должны:
- обладать высокой фильтруемостью в пористые среды для создания изолирующего экрана большого радиуса и толщины (2 м и более);
- обладать регулируемыми в широких пределах реологическими характеристиками, что обеспечит равномерный охват воздействием неоднородных коллекторов;
- быть гомогенными и отверждающимися по всему объему;
- иметь регулируемыми сроки отверждения;
- быть способными образовывать водогазоизолирующий экран в широком диапазоне температур и давлений;
- обладать стойкостью к воздействию пластовых флюидов;
- сохранять стабильность компонентов при хранении.
цементирование скважина тампонажный изоляционный
9. Цементирование без пакера. (Способ Байбакова.)
В эксплуатационную колонну до нижних перфорационных отверстий спускают насосно-компрессорные трубы (НКТ). На верхний конец НКТ навинчивают цементировочную головку с манометрами, а затрубное пространство герметизируется превентором. В НКТ закачивают воду, промывают скважину, а затем закрывают кран на выкиде превентора, нагнетают воду через, отверстия и тщательно промывают каналы в цементном камне. Если интенсивность поступления воды мала, предварительно закачивают водную порцию ингидированной соляной кислоты. Дают выдержку 10-15 ч., а затем промывают. В некоторых случаях делают вызов притока.
После очистки определяют интенсивность заколонной циркуляции по скорости нагнетания и давлению на устье.
Затем закачивают расчетный объем тампонажного раствора. Закачку производят под избыточным давлением 0,2-0,5 МПа. Как только нижняя граница тампонажного раствора подойдет на 100-150 м к нижнему концу НКТ кран на выкиде превентора закрывают, а тампонажный раствор через отверстия в обсадной колонне вытесняют в заколонное пространство. При вытеснении тампонажного раствора давление растет, скорость вытеснения по мере роста давления снижают. Процесс вытеснения прекращают, как только верхняя граница тампонажного раствора приблизится на 100-150 м к нижнему концу НКТ, либо давление поднимается до предельно допустимого для обсадной колонны. После этого НКТ поднимают так, чтобы нижний конец их оказался на 10 - 15 м выше верхних отверстий и обратной циркуляцией вымывают излишки цементного раствора. После затвердевания разбуривают цементный стакан и проверяют герметичность колонны.
В общем, указанный процесс совпадает со способом Байбакова, который может успешно использоваться.
10. Цементирование с извлекаемым пакером
В обсадную колонну спускает колонну НКТ с пакером. Если горизонт, из которого поступает жидкость в продуктивный пласт, расположен ниже, то пакером герметизируется участок обсадной колонны в сечении между
эксплуатационным фильтром и верхними отверстиями, пробитыми над водоносным горизонтом. После пакеровки в НКТ нагнетают воду, которая проходит через отверстия в обсадной колонне ниже пакера, поднимается по каналам в цементном камне до продуктивного пласта и через отверстия фильтра в межколонное пространство выше пакера, После тщательной промывки закачивают необходимый объем там тампонажного раствора и вытесняют его в затрубное пространство. Затем освобождают пакер и приподнимают его на 10 - 15 м выше фильтра. В период промывки и последующего схватывания на устье поддерживают постоянное давление.
Если целью РИР является ликвидация притока в продуктивный пласт из верхнего пласта, то отверстия в обсадной колонне прибивают несколько выше кровли продуктивного пласта против непроницаемых пород, а пакер устанавливают выше верхних отверстий.
При ремонтном цементировании с пакером наибольшее давление в период вытеснения тампонажного раствора не должно превышать предельно допустимого для НКТ. Онo всегда должно быть меньше давления разрыва пород на участке перфорации.
После затвердения тампонажного раствора трубы с пакером поднимают; цементный камень разбуривают.
11. Цементирование с неизвлекаемым пакером. Создание цементного экрана
Операция отличается от рассмотренной тем, что после вытеснения тампонажного раствора пакеровку не нарушают, а колонну НКТ вращением вправо отделяют от пакера, приподнимают и после тщательной промывки обратной циркуляцией извлекают на поверхность.
При РИР разделительные пробки не применяются, поэтому имеется вероятность смешивания тампонажного раствора с промывочной и продавочной жидкостями, что следует учитывать.
Создание цементного экрана
В эксплуатационных скважинах для предотвращения преждевременного прорыва воды в продуктивные пласты создают разобщающиеся цементные экраны. Для этого спускают НКТ с пакером, который устанавливают несколько выше водонефтяного контакта (ВНК) и с помощью гидроструйной перфорации создают горизонтальную трещину, в которую, задавливает 50-100 м3 нефтяной смеси, либо вязкой нефти, либо гидрофобной водонефтяной эмульсии стабилизированной ПАВ. Для предотвращения смыкания трещин после стравливания давления в последнюю порцию добавляют 1-2 т крупнозернистого песка. После задавливания смеси с песком в трещину колонну НКТ на устье герметично закрывают и скважину оставляют в покое на сутки. Затем давление стравливают, освобождает пакер и скважину промывают водой.