Введение к работе
Актуальность проблемы
Применение облегченных тампонажных растворов для цементирования нефтяных и газовых скважин обусловлено технологической необходимостью обеспечения качественного разобщения пластов в условиях исключающих применение «бездобавочного» тампонажного раствора.
Это обусловлено и тем, что многие нефтегазовые месторождения, в том числе и в Сибири имеют в верхней части геологического разреза высокопроницаемые пласты с гидростатическими пластовыми давлениями, и ниже гидростатического. Кроме того, такая же проблема возникает на месторождениях находящихся на поздней стадии разработки, и месторождениях, где отбор флюида в верхнем интервале нефтегазоносное закончен, а в нижнем только начат.
Применяющиеся в настоящее время, при цементировании скважин, облегченные тампонажные растворы плотностью 1500 - 1650 кг/м , отвечают требованиям качественного разобщения продуктивных пластов с давлениями выше гидростатического, однако существует необходимость в разработке рецептур и технологии приготовления тампонажных растворов плотностью 1300 - 1200 кг/м с сохранением физико-механических свойств цементного камня, обеспечивающего герметичность затрубного пространства скважины.
Для успешного цементирования скважин и разобщения продуктивных горизонтов в вышеуказанных условиях, необходимо, в первую очередь, создать на пласты такое противодавление, чтобы в период образования прочного и малопроницаемого цементного камня система пласт - скважина находилась в равновесном состоянии.
Равновесное состояние системы скважина - пласт в условиях низких пластовых давлений и опасности поглощений при цементировании можно поддерживать, применяя газированные тампонажные суспензии (ГТС), однако в настоящее время применение ГТС ограничено сложностью технологии и
технических средств, регулирования и контроля процесса цементирования скважин, а также растворением газа в жидкости при увеличении давления. Кроме того, необходимо изучить процесс твердения ГТС, для выявления особенностей твердения и основных характеристик получаемого в результате твердения камня.
Цель работы
Повышение качества разобщения высокопроницаемых, низконапорных пластов, путем разработки газированной тампонажной суспензий, технологии ее приготовления и применения.
Основные задачи исследований
Анализ геолого-технических условий крепления скважин, разобщения высокопроницаемых, низконапорных пластов и оценка состояния качества крепления скважин на месторождениях севера Западной Сибири.
Анализ и обобщение результатов исследований и решений по снижению плотности тампонажных суспензий.
Обоснование, разработка состава и исследование физико-механических свойств газированной тампонажной суспензии.
Разработка технологии приготовления и применения газированной тампонажной суспензии.
Разработка нормативной документации на внедрение предложенных рекомендаций, анализ результатов опытно-промышленного внедрения.
Научная новизна
Обоснован и разработан состав газированной тампонажной суспензии, путем снижения растворимости и агрегатирования газовых пузырьков, обеспечивающих снижение плотности тампонажного раствора до 1300 кг/м3.
Изучен и объяснен механизм компенсации усадочных деформаций при твердении газированных тампонажных суспензий.
3. Обоснована и разработана технология приготовления газированной тампонажной суспензии, основанная на смешении тампонажного раствора с пенной системой и предложена методика расчета гидравлических сопротивлений при ее применении.
Практическая ценность и реализация работы
Результаты выполненных теоретических, экспериментальных и промысловых решений и разработанные технологические приемы способствуют сокращению расходов на крепление скважин (экономия тампонажных материалов составила до 30 %, от ранее требуемых на скважину), повышению качества крепления скважин в высокопроницаемых интервалах и пластах с низкими пластовыми давлениями.
Разработанный состав и технология приготовления испытаны при цементировании скважин № 9832 и № 9828 Новомостовского месторождения.
Апробация работы
Результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на: 6 - ой региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых - «Новые технологии нефтегазовому региону» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2007 г); 2-ой Всероссийской научно - практической конференции Западно-Сибирского общества молодых инженеров нефтяников при ТюмГНГУ, Society of Petroleum Engineers (SPE) - «Современные технологии для ТЭК Западной Сибири» (г. Тюмень 2008 г); 3-ей Всероссийской научно -практической конференции Западно-Сибирского общества молодых инженеров нефтяников при ТюмГНГУ, Society of Petroleum Engineers (SPE) -«Современные технологии для ТЭК Западной Сибири» (Тюмень 2009 г); заседаниях кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» Тюменского государственного нефтегазового университета (2007 - 2010 гг).
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе 4 статьи в изданиях рекомендованных ВАК Российской Федерации.
Объем и структура работы
Диссертационная работа изложена на 177 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц, 52 рисунка. Состоит из введения, 5 разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 107 наименований и 3-х приложений.
