Технология проведения изоляционных работ в зонах катастрофического поглощения

 

На рис. 2 показана технологическая схема ликвидации катастрофических поглощений на базе автобетонокомплекса

По этой схеме в емкость автобетоносмесителя 2 с помощью цементировочного агрегата (на схеме не показано) подается дозировано заданный объем (2-3 м³) исходного раствора (глинистого, гельцементного или цементного). К нему через верхнюю воронку автобетоносмесителя подается также дозировано (в соответствии с рецептурой) инертный наполнитель (или композиция их) с помощью агрегата 1 для механизации загрузки наполнителей в автобетоносмесители (транспортёр на базе автомобильного прицепа ГКБ-8551).

Содержание наполнителей рассчитывается из условия получения заданной начальной подвижности смеси.

Для получения однородной смеси устанавливают время перемешивания 15 - 20 мин.

Подвижность смеси контролируется пластометром.

Затем готовая смесь выгружается в приемный бункер 3 автобетононасоса 4. Последний производит закачку тампонажной смеси через бетоновод 5 и промывочную головку 6 под давлением в бурильные трубы 8.

После закачки расчетного объема тампонажной смеси осуществляют её продавку из бурильных труб через открытый конец (ОК) 9, (или через пакер), в скважину 10 и в зону поглощения 11 с помощью цементировочных агрегатов 7.

Загрузка автобетоносмесителя наполнителями возможна в любом месте территории буровой.

 

Контроль параметров тампонажных материалов и жидкостей-носителей осуществляют в соответствии с методиками, разработанными ВНИИКрнефтью, а также в соответствии с ОСТ 39-051-77

При этом определяют:

· для буровых растворов - условную вязкость и плотность;

· для тампонажных растворов - плотность, растекаемость и сроки схватывания.

Согласно этой методике входной контроль качества тампонажных материалов проводит лаборатория базы УПТиКО или тампонажного цеха и результаты анализа представляют на скважину вместе с материалом.

 

 

Рис. 2

 

2.6.3 Контроль качества приготовленной тампонажной смеси после каждого замеса осуществляют по следующим показателям:

· подвижность (определяют пластометром);

· плотность (определяют с помощью мерной емкости и технических весов);

· однородность (определяют визуально);

· изменением подвижности во времени (прослеживают пластометром).

 

2.6.4 Подвижность смесей является одним из определяющих показателей в технологии изоляции зон катастрофического поглощения

Промысловыми испытаниями показано, что тампонажные смеси с подвижностью 12-20 см обладают хорошей прокачиваемостью по бурильным трубам и обеспечивают изоляцию зон поглощения I и II категории.

В процессе приготовления смеси пробу отбирают после приготовления каждого замеса, при этом замеряют начальную подвижность. По одной из проб замеряют подвижность во времени: через 2, 4, 8, 16 ч.

 

2.6.5 По результатам комплексного исследования зоны катастрофического поглощения производится выбор способа изоляционных работ

С учетом накопленного опыта работы с автобетонокомплексом интервал зоны катастрофического поглощения, подлежащей изоляции, устанавливают 15 - 20 м.

 

2.6.6 Высокоструктурированные смеси (нетвердеющие) готовятся на базе буровых растворов на водной основе, например, глинистых растворов плотностью 1140 - 1200 кг/м³, применяемых для бурения скважин. Объем закачиваемой в зону поглощения смеси должен быть в пределах 9 - 25 м³

Открытый конец бурильных труб (ОК) устанавливается выше кровли зоны поглощения на 10 - 50 м.

Предусмотреть применение 100 м технологического комплекта из легкосплавных беззамковых труб.

В ходе задавливания смеси в поглощающий пласт наблюдают за изменением давления от объема продавки.

Наличие избыточного давления после задавливания тампонажной смеси в пласт показывает, что смесь подобрана правильно.

Величина избыточного давления на открытую часть ствола скважины при закрытом превенторе не должна превышать:

 

 

где: Ризб	-	избыточное давление, кг/см2;
Н	-	глубина башмака кондуктора (или технической колонны), м;
rцр	-	плотность цементного раствора выше башмака кондуктора (или технической колонны), г/см3;
rр	-	плотность бурового раствора, г/см3;
D Р	-	приращение давления за счет гидравлических сопротивлений в момент выхода цементного раствора на устье, кг/см2 (можно принять D Р = 5 кг/см2).

 

Величина избыточного давления рассчитывается из условия создания давления на стенки скважины под башмаком кондуктора или технической колонны, не превышающего давления в конце цементирования скважины при плотности цементного раствора r_цр.

В зависимости от величины избыточного давления в конце продавки тампонажной смеси корректируют ее параметры:

· крупность наполнителя;

· подвижность;

· плотность.

Первую коррекцию параметров тампонажной смеси осуществляют после закачки пробной порции, где предусмотрен наполнитель с крупностью до 5 мм.

Если избыточное давление в конце продавки отсутствует, изменяют крупность наполнителя до 10 мм для следующей операции и так далее до получения положительного результата.

 

По результатам закачки пробной порции тампонажной смеси при наличии избыточного давления может быть назначена операция с использованием сразу твердеющей смеси.

Малоподвижные смеси готовятся также на базе гельцементных растворов плотностью 1550-1600 кг/м³, или цементных растворов плотностью 1540-1800 кг/м³ (В/Ц = 1, 0 - 0, 5).

После подачи тампонажной смеси в бурильные трубы в затрубное пространство закачивается техническая вода до установления уровня на устье для последующего контроля за технологическим процессом изоляции зоны поглощения.

Объем закачиваемой в зону поглощения смеси должен быть в пределах 9 - 25 м³.

Открытый конец бурильных труб (ОК) с технологическим комплектом легкосплавных труб (ЛБТ) длиной не менее 200 м устанавливается выше кровли зоны поглощения на 50 м с целью формирования цементного моста над кровлей зоны поглощения высотой 20 - 30 м.

В отдельных случаях ОК может устанавливаться из условия размещения всей смеси в стволе скважины в интервале от кровли зоны поглощения до ОК (см. п.2.6.9.2).

При заливке методом «наращивания цементного моста снизу вверх» ОК устанавливается ниже зоны поглощения.

При проведении операции с твердеющей смесью нельзя закрывать превентор ранее, чем после подъема ОК выше предполагаемого уровня смеси в скважине на безопасное место.

При производстве работ через открытый конец периодически расхаживают бурильные инструмент с амплитудой 4 - 5 м с целью исключения прихвата.

В случае частичного выхода циркуляции после операции с малоподвижными смесями производят укрепляющие цементные заливки по обычной технологии.

После закачки твердеющих смесей в зону поглощения назначают время на ОЗЦ продолжительностью 16 ч.

Это время может быть откорректировано по результатам контроля подвижности пробы твердеющей тампонажной смеси.

 

 

2.6.8 В зонах катастрофического поглощения III категории, характеризующихся наличием значительных «провалов» бурильного инструмента и значительными величинами Н_ст и Н_дин, с целью создания в зоне поглощения прочного каркаса применяется режим намыва наполнителей с помощью автобетонокомплекса.

Режим намыва тяжелых наполнителей (щебень, песок) устанавливается исходя из условий обеспечения их максимальной седиментации в зоне поглощения вблизи ствола скважины. Режим намыва волокнистых наполнителей (типа целлофановой стружки, улюка) с целью «фронтальной» кольматации некритичен к линейной скорости движения смеси по каналам поглощения.

Приготовление предварительно структурированных смесей аналогично приготовлению нетвердеющих смесей. Загрузка наполнителей типа щебня, песка производится с применением агрегата для механизированной загрузки наполнителей в автобетоносмесители из расчета 100 - 350 % (мас.) от объема глинистого раствора, который составляет 2 м³ на один замес.

При закачке предварительно структурированных смесей с использованием тяжелых наполнителей (типа щебня, песка) открытый конец (ОК) бурильных труб с технологическим комплектом длиной не менее 50 м устанавливается на 50 м выше кровли зоны поглощения с обязательным применением буферного разделителя высокоструктурированной нетвердеющей смеси объемом 4, 5 м³ (одного замеса) с применением мягких наполнителей (типа кордного волокна, резиновой крошки) с целью исключения пробкообразования при прокачке по бурильным трубам.

Количество доставляемых в зону поглощения наполнителей - до 30 - 40 т. Работы проводятся до снижения интенсивности поглощения до уровня 60 м³/ч на интервал 15 - 20 м.

Завершают изоляционные работы укрепляющей заливкой - твердеющими тампонажными смесями с мелкодисперсными наполнителями или удерживающими пробками на базе ПАА в сочетании с цементным раствором.

 

Для изоляции зон поглощения III категории в качестве альтернативы намыву могут быть использованы также малоподвижные тампонажные смеси

В зонах поглощения III категории в качестве основных удерживающих параметров тампонажной смеси выступают - малая плотность и малая подвижность. Технология работы с малоподвижными смесями не отличается от технологии работы со смесями с комплексными свойствами. Увеличивается лишь время перемешивания в автобетоносмесителе до 30 мин. Поэтому для сокращения времени на проведение операции рационально использование двух автобетоносмесителей.

Для издания дополнительного удерживающего эффекта и оттеснения пластовой жидкости могут быть использованы буферные жидкости - вязкоупругие смеси, которые подаются в зону поглощения перед тампонажными смесями.

Для усиления удерживающего эффекта твердеющей малоподвижной тампонажной смеси предусматривается предварительное размещение её в стволе скважины с последующей продавкой порциями в зону поглощения по заданной временной программе. Число порций и интервал временной выдержки между порциями корректируется с учётом темпа роста противодавления. Конечная цель выдержки - получить избыточное давление в конце продавки смеси в диапазоне 4, 0-6, 0 МПа и не превышающее на открытую часть ствола скважины значение по п.4.6.6. Место установки ОК рассчитывается из условия размещения всего объёма смеси в стволе скважины от кровли зоны поглощения до ОК.

В отдельных случаях аналогично предусматривается предварительное размещение нетвердеющей малоподвижной тампонажной смеси в стволе скважины с целью вызова циркуляции, изменения параметров бурового раствора с последующей продавкой её в зону поглощения при закрытом превенторе.

 

Для увеличения эффективности технологического процесса рекомендуется применение забойных и устьевых пакеров равнопроходного сечения по отношению к бурильным трубам.

 

Результаты изоляционных работ по настоящей технологии оценивают в процессе разбуривания «цементного моста» в кровле и зоне поглощения.

Критерием положительного конечного результата изоляционной работы на данном этапе следует считать получение выхода циркуляции и обеспечение возможности дальнейшего углубления скважины.

В последующем в качестве критерия положительного конечного результата изоляционной работы следует принять обеспечение заданной прочности изолированного участка ствола скважины, достаточной для качественного цементирования обсадной колонны.

3.
Выбор способов ликвидации поглощения бурового раствора

 

При выборе способов ликвидации поглощений необходимо руководствоваться следующими критериями:

· обеспечение качественного цементирования скважины за счет надежной изоляции зон поглощения;

· обеспечение минимума затрат времени и средств на углубление ствола скважины в зоне осложнений.

Выбор способов ликвидации поглощений осуществляют с учетом категории зоны поглощения, устанавливаемой в ходе конкретных исследований, а также данных прогнозирования и наблюдений буровой бригады.

Прогнозирование вскрытия зон с «катастрофическим» характером поглощения производится на основе статистических данных по ранее пробуренным скважинам.

В целом, классификация зон поглощений производится одновременно по их характеристикам, способам кольматации и изоляции. Поэтому схема классификации поглощений непрерывно корректируется по мере получения новых данных по каждому месторождению и горизонту, а также при совершенствовании технологических процессов.

 

Зона поглощения I категории

 

Работы ведутся по одной из следующих схем:

Схема 1:	Вскрытие и бурение в зоне поглощения осуществляют согласно п. 3 с использованием КПМ - комплекса профилактических мероприятий.
Схема 2:	Вскрытие и бурение отдельных проницаемых интервалов с использованием метода струйной обработки проницаемых пород.
Схема 3:	Закачка буровыми насосами в зону поглощения мягких тампонов на базе бурового раствора и наполнителей в объеме гидромешалки (30-40 м3) при интенсивности поглощения более 10 м3/ч.
Схема 4:	Закачка цементного или бентонитового раствора в объеме до 15 м3 с добавкой мелкодисперсных наполнителей, а также вязкоупругих смесей.
Примечание:		При неполучении результата по схемам 1-4 последующие работы проводятся по схеме 3 для зон II категории.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: