Введение к работе
Актуальность проблемы. В современных условиях ограниченного финансирования отечественной нефтегазовой отрасли поддержание достигнутого уровня добычи нефти и газа возможно не только за счет роста объемов буровых работ и строительства новых скважин, но и за счет интенсификации работы скважин старого эксплуатационного фонда, включая малодебитные, простаивающие и законсервированные скважины на месторождениях, которые вступили в позднюю стадию разработки. Старые скважины могут быть реанимированы путем использования новых современных технологий проведения ремонтно-изоляционных работ, включая технологии бурения вторых (боковых) стволов, вскрывающих новые продуктивные участки залежи.
При постоянном росте цен на энергоносители, оборудование, материалы и услуги подрядчиков конечная суммарная стоимость строительства новых скважин с использованием традиционной техники и технологии бурения настолько возрастает, что зачастую не окупается добываемой продукцией, и их бурение становится нерентабельным. Острота этой проблемы наблюдается не только на истощенных месторождениях, где скважины отличаются малыми суточными дебитами, но и при вводе в разработку новых месторождений в более сложных географических, климатических и горно-геологических условиях.
Вследствие того, что процессы бурения и капитального ремонта скважин являются самыми трудоемкими и дорогостоящими в общем цикле строительства и эксплуатации скважин, наиболее эффективным вариантом решения этой проблемы следует считать снижение их стоимости за счет разработки современной прогрессивной техники и технологии бурения скважин малого диаметра и ее широкого внедрения в практику. Отечественный и зарубежный промысловый опыт подтверждает целесообразность перехода на бурение скважин малого диаметра (с эксплуатационными колоннами диаметром 114 мм и менее), при котором не только снижаются финансовые затраты, но и повышается производительность работ при строительстве и капитальном ремонте скважин.
Однако приходится с сожалением констатировать, что бурение новых эксплуатационных скважин на месторождениях со сложными условиями по прежнему продолжается с использованием ранее принятой в рабочих проектах традиционной «тяжелой» конструкции с эксплуатационными колоннами диаметром 140, 146 или 168 мм. Такие «тяжелые» эксплуатационные колонны вызывают необходимость спуска и цементирования промежуточных колонн диаметром 245 мм и, соответственно, направлений диаметром 324 мм. При замене «тяжелой» эксплуатационной колонны на более легкую диаметром 114 мм с разработкой необходимых технологических решений, обеспечивающих высокое качество строительства скважин, появляется возможность значительно упростить (облегчить) типовую конструкцию скважин для многих месторождений Западной Сибири и получить при внедрении значительный экономический эффект.
Цель работы. Совершенствование технологии строительства скважин малого диаметра при общем значительном снижении затрат, обеспечивающих создание качественной крепи, высокой гидродинамической .сдщи продуктивного
фй.%тНЩШн#^КЬ«)**ь|ьіх свойств. БИБЛИОТЕК* I
пласта со скважиной при сохранении его Основные задачи исследований.
-
Технико-технологическое обоснование бурения скважин малого диаметра в условиях Западной Сибири.
-
Разработка и совершенствование тампонажных материалов и составов на их основе для крепления скважин малого диаметра.
-
Разработка методики выбора технологии вторичного вскрытия в скважинах малого диаметра, учитывающей влияние первичного вскрытия. Проведение сравнительной оценки эффективности заканчивания скважин обычным и малым диаметрами.
-
Разработка не фильтрующейся жидкости перфорации на углеводородной основе, не изменяющей коллекторские свойства пласта.
-
Практическая реализация разработки при строительстве скважин и определение технико-экономической эффективности бурения скважин малого диаметра.
Научная новизна.
-
Впервые для условий цементирования скважин малого диаметра при малых кольцевых зазорах проведены аналитические исследования и выполнены гидравлические расчеты, учитывающие влияние структурной вязкости и динамического напряжения сдвига бурового и тампонажного растворов на гидравлические потери в кольцевом пространстве, что позволило определить рациональные значения реологических параметров тампонажных растворов. Исходя из теоретических предпосылок, определены основные направления исследований и получены тампонажные растворы нормальной и повышенной плотности с пониженными значениями реологических параметров, при которых возможно значительное снижение гидравлических сопротивлении или существенное повышение (в 2 раза и более) производительности при продавливании с одинаковыми гидравлическими потерями.
-
Для скважин малого диаметра предложена методика комплексной оценки эффективности их заканчивания, позволяющая подобрать такую технологию вторичного вскрытия, при которой потери продуктивности в сравнении со скважинами обычного диаметра минимальны или отсутствуют.
-
Впервые выполнена комплексная оценка и проведено сравнение эффективности технологий вскрытия в скважинах малого и обычного диаметров при различной степени загрязнения продуктивного пласта.
-
Установлено определяющее влияние на эффективность вторичного вскрытия технологии первичного вскрытия, а именно, состава бурового раствора и времени его контакта с продуктивным пластом.
-
Разработана методика выбора перфорационной жидкости, базирующаяся на принципе достижения максимально возможного коэффициента продуктивности в каждом конкретном случае. Разработаны рецептуры псевдопластичных перфорационных жидкостей с широким диапазоном изменения реологических и структурно-механических параметров.
Практическая значимость.
Реализованный комплекс технологий цементирования скважин и вторичного вскрытия продуктивных пластов позволил создать качественную крепь при строительстве скважин на Мыхлорском месторождении и высокую гидродинамическую связь продуктивного пласта со скважиной. Данный комплекс включен в технологические проекты на строительство скважин малого диаметра.
-
Созданы новые рецептуры тампонажных растворов на основе суперпластификатора С-3 и стабилизатора Крепь-1, которые наряду со снижением вязкости системы обеспечивают стабильность и изолирующую способность растворов. При этом для цементирования продуктивной части разреза разработаны и предложены высокопрочные составы, а для цементирования остальной части скважины - сверхоблегченные растворы плотностью 1250 -1400 кг/м3, содержащие микросферы.
-
Предложенная комплексная методика выбора технологии вторичного вскрытия в скважинах малого диаметра позволяет на любом месторождении за счет оптимизации параметров процесса получить максимально возможные дебиты, сравнимые с дебитами скважин обычного диаметра, обеспечивает быстрый выход скважин на режим и их стабильную работу при эксплуатации.
-
Разработаны и внедрены практически не фильтрующиеся в пласт составы на основе товарной нефти для глушения и перфорации скважин, сохраняющие коллекторские свойства пласта.
-
Разработанный комплекс технологий и материалов позволил снизить стоимость строительства скважин малого диаметра по сравнению с обычными скважинами в два раза.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на межотраслевой научной конференции "Комплексная технология и технические средства для заканчивания скважин с целью увеличения их продуктивности в 1,5 — 2 раза; технология, технологические средства и материалы для бурения и ремонта скважин в условиях АНПД" 20 - 24 мая 2002г. г. Анапа;
на семинарах ОАО "НПО "Бурение": "Заканчивание скважин с низкопроницаемыми коллекторами на месторождениях Западной Сибири" 12 апреля 2002г.; "Новые технологии, технические средства и материалы, рекомендуемые к включению в проект на строительство нефтегазовых скважин" 18-21 февраля 2002г. г. Краснодар;
на совещаниях: "Пути повышения производительности скважин в процессе капитального и подземного ремонта - основные задачи интенсификации добычи газа" 26 февраля - 2 марта 2001г. п. Пангоды, на базе МГПУ ООО "Надымгаз-пром"; "Повышение эффективности использования фонда эксплуатационных скважин в НК "Роснефть" 4 июня - 8 июня 2001г. г. Анапа.
В полном объеме диссертационная работа докладывалась и обсуждалась на совместном семинаре лабораторий крепления скважин, технологий и материалов для вторичного вскрытия, освоения и ремонта скважин ОАО "НПО "Бурение".
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы, включающего 80 наименований, изложена на 176 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 46 таблиц и 3 страницы приложений.
