Cтраница 2
Во ВНИИБТ разработана конструкция за-колонных пакеров типа ПДМ, предназначенных для проведения двухступенчатого или манжетного цементирования обсадных колонн при наличии в разрезе скважины зон осложнений или продуктивных пластов с аномальными пластовыми давлениями, склонных к за-колонным проявлениям или поглощению тампонажного раствора, а также гидроразрыву. Пакер ПДМ опускают в скважину на обсадной колонне. При двухступенчатом цементировании пакер размещают между ступенями цементирования, а при манжетном - над продуктивным пластом. [16]
Как известно, нагрузку на пласты можно снизить и за счет улучшения реологических свойств тампонажных растворов. Поглощение тампонажных растворов нередко связано с разрывами пластов при спуске обсадных колонн. Замечено, что в результате уменьшения зазора между стенками скважины и трубами возникают большие гидродинамические нагрузки, приводящие к разрыву пластов. [17]
Основные причины образования трещин - наличие у пород в Западной Сибири малого коэффициента гидроразрыва ( 0 0155 - 0 0165) МПа / м и высокое гидростатическое давление в затрубном пространстве. Поглощение тампонажного раствора приводит к перерасходу материалов, недоподъему его до проектного уровня, снижению поверхности контакта цементного камня с ограждающими поверхностями, ослаблению несущей способности камня. Это в свою очередь вызывает повышенные нагрузки на обсадную колонну в верхней ее части и может привести к ее разрыву. Использование облегченных тампонажных растворов для снижения гидростатических нагрузок на пласты при прокачивании растворов малоэффективно, поскольку облегченные растворы, особенно на глинистой основе, затвердевают через более продолжительное время и образуют камень низкого качества, с пониженной прочностью и почти полным отсутствием адгезионного сцепления с ограждающими поверхностями, поэтому не несет нагрузку. [18]
В качестве оптимального значения давления опрессовки ствола скважины Литах рекомендуется принимать такую его величину, чтобы в исследуемых пластах были созданы градиенты давлений, превышающие средние значения градиентов давления гидроразрыва пластов на данном месторождении. В этом случае вероятность поглощения тампонажного раствора при цементировании будет сведена к минимуму, поскольку оно будет выявлено в период оценки подготовки ствола к креплению. [19]
Повышенные и пониженные давления, возникающие в затрубном пространстве, могут вызвать обрушение стенок скважины, поглощение тампонажного раствора, а также приток жидкости или газа из пласта. Процесс колебания регистрируется манометром на устье скважины, несмотря на колебания стрелки, вызванные неравномерностью подачи насосов. [20]
Наиболее распространены следующие методы тампонажа скважины: одноступенчатый, двухступенчатый, тампонаж колонны с фильтром, тампонаж хвостовика и колонн, спускаемых секциями, и тампонаж по методу Н К. Способ тампонажа выбирают для каждой конкретной скважины в зависимости от температуры в ее стволе, опасности поглощения тампонажного раствора при заданной высоте его подъема и возникновения затрубных проявлений в период ОЗЦ. [21]
При цементировании скважин, пробуренных в высокопроницаемых отложениях ( например, карбонатных на месторождениях Предуралья или в слабосцементированных песчаниках на месторождениях Среднего Приобья), происходит интенсивное обезвоживание тампонажного раствора. Возникающее по этой причине преждевременное загустевание раствора вызывает рост продавочного давления, что приводит к гидроразрыву пластов и поглощению тампонажного раствора. [22]
Если недоподъем раствора или недоспуск колонн в целом связан с нарушение технологического регламента при креплении, то межпластовые перетоки и флюидопроявления требуют изменения технологии крепления скважин и применение других тампонажных материалов, повышения качества геофизического исследования скважин. Анализ осложнений показывает, что вследствие неправильного определения ВНК около 38 % скважин содержит обводненную продукцию; 29 % связано с поглощением тампонажного раствора и как следствие недоподъемом цементного раствора, на межпластовые перетоки приходится около 15 - 25 %, флюидопроявления - 5 % и 5 - 13 % связано с недопуском колонн. [23]
Цементный камень, получаемый из такого раствора, имеет несколько повышенную прочность при изгибе, улучшенные показатели по деформативности, раствор се-диментационно устойчив. Благодаря эффекту кольмата-ции асбестовыми волокнами пористых и трещиноватых коллекторов, а также упрочнения контактной зоны, возрастает критическое давление гидроразрыва, что снижает вероятность поглощения тампонажного раствора. [24]
Соотношения плотностей и реологических свойств тампонажного раствора и промывочной жидкости влияют, во-первых, на полноту вытеснения промывочной жидкости из заколонного пространства ( см. § 64); во-вторых, на величину давления на стенки скважины. В любой момент цементирования статическое давление столба жидкостей в заколонном пространстве во избежание газонефтепроявлений должно быть больше пластового в проницаемых породах; сумма же статического и гидродинамического давлений во избежание поглощения тампонажного раствора либо промывочной жидкости должна быть меньше давлений поглощения наиболее слабых горизонтов. [25]
При содержании в буровом растворе 10 - 15 % нефти в пяти из 27 скважин произошли поглощения цементного раствора вследствие повышения давления нагнетания из-за за - густевания раствора, а при содержании в буровом растворе до 30 % нефти в четырех из семи скважин произошло поглощение тампонажного раствора. [26]
При цементировании скважин, в которых не ожидалось поглощения, тампонажный раствор, аэрированный естественным способом, часто поднимали до проектных высот. Поглощение тампонажного раствора отмечалось и в скважинах, которые били пробурены без осложнений в благоприятных геолого-технических условиях. [27]
Технологический процесс цементирования колонн должен быть таким, чтобы обеспечить полное вытеснение в зако-лонном пространстве глинистого раствора тампонажным. При этом необходимо предотвратить поглощение тампонажного раствора пластами, что достигается продавливанием раствора на оптимальных скоростях в различные периоды проведения процесса. [28]
Третичные отложения сложены преимущественно глинами, известняками и мергелями. Кавернограммы пород третичного комплекса показывают увеличение диаметра ствола скважины на значительном протяжении с образованием каверн. При изоляции третичных отложений часто происходят поглощения тампонажного раствора в трещиноватых известняках. [29]
Одним из первых для этих целей стал использоваться зако-лонный пакер гидромеханического типа фирмы Халлибертон ( США), разработанный для обсадных колонн диаметрами от 114 3 до 177 8 мм. Пакер состоит из узла уплотнительного элемента гидромеханического сжатия и соединенного с ним циркуляционного клапана, содержащего радиальные отверстия и две подвижные втулки с посадочными седлами под цементировочные пробки. Этот пакер нашел основное применение в условиях, когда в интервале цементирования скважины находится зона поглощения или пласт слабой прочности, склонный к гидроразрыву и поглощению тампонажного раствора в процессе цементирования скважины. Пакер спускают в скважину в составе обсадной колонны и устанавливают между ступенями цементирования. Он применяется для обеспечения герметичной изоляции поглощающего пласта от заколонного пространства скважины выше него и предотвращения таким путем поглощения тампонажного раствора второй ступени. Известна практика установки этого пакера и для изоляции проявляющего пласта сверху. Цементирование первой ступени скважины ниже пакера проводится через башмак обсадной колонны с использованием нижней цементировочной пробки, свободно проходящей через пакер и останавливающейся на упорном стоп-кольце в нижней части обсадной колонны. [30]