Введение к работе
Актуальность темы исследований. Наличие осложнений при бурении и заканчивании нефтяных и газовых скважин, вызванных поглощениями промывочной жидкости и некачественным цементированием обсадных колонн не позволяют достичь высоких технико-экономических показателей строительства скважин. В частности, в процессе бурения эксплуатационных скважин на Оренбургском нефтегазоконденсатном месторождении (ОНГКМ), геологические условия которого характеризуются чередованием нефтяных и водоносных пластов; значительным перепадом пластовых давлений между пластами; наличием межпластовых перетоков; из-за слабых перемычек между продуктивным и водоносным пластами; малой толщиной продуктивных пластов с пластовыми давлениями, близкими к гидростатическим и др. Встречаются поглощения промывочной жидкости интенсивностью от 0,5 м/ч до катастрофических, которые приурочены как к верхним интервалам бурения (от 236 до 721 м) под 244,5-мм обсадную колонну в высокопроницаемых пластах уфимского и казанского ярусов, так и при бурении горизонтальных участков стволов (от 1402 до 2305 м) в карбонатных отложениях артинского и сакмарского ярусов. В 2003-2013 гг. 15 скважин на ОНГКМ не достигли проектного забоя по продуктивному пласту в среднем на 331 м каждая, а затраты на ликвидацию поглощений по ним составили свыше 91 млн. руб.
Перспективным путём решения проблемы борьбы с поглощениями является применение двухреагентного способа закачки изоляционных тампонов, свойства которых адаптированы к горно - геологическим условиям бурения скважин.
В настоящее время около 10% скважин эксплуатационного фонда на ОНГКМ имеют межколонные давления (МКД) по цементному кольцу из-за некачественного разобщения пластов, вызванного несоответствием свойств тампонажных растворов геолого-техническим условиям крепления. Поэтому, важнейшей задачей повышения качества тампонажных работ является эффективное регулирование свойств тампонажных растворов и получаемого камня. При этом, одним из наиболее перспективных направлений является применение реагентов многоцелевого действия для регулирования основных показателей свойств тампонажного раствора и камня.
Цель работы. Повышение технико – экономических показателей строительства нефтяных и газовых скважин совершенствованием технологий крепления и борьбы с поглощениями буровых растворов.
Основные задачи исследований
1 Анализ состояния проблемы ликвидации поглощений.
2 Оценка влияния технико-технологических факторов на качество тампонажных работ в скважинах.
3 Обоснование требований к составам и параметрам процесса изоляции зон поглощений промывочной жидкости при бурении скважин.
4 Установление механизма влияния аминометиленфосфоновых комплексонов на свойства тампонажных растворов и камня.
5 Обоснование технологии применения аминометиленфосфоновых комплексонов для регулирования свойств тампонажных растворов и цементного камня.
6 Промысловые испытания и внедрение новых двухкомпонентных составов при строительстве скважин.
Научная новизна
1 Обоснован и реализован принцип упрочнения двухрастворных тампонирующих композиций созданием квазистационарных условий формирования цементного камня в поровo- трещинных и трещинно - кавернозных коллекторах.
2 Установлено, что ввод комплексонов в цементные суспензии приводит к блокированию активных центров частиц твердой фазы, за счёт чего происходит торможение процессов гидратации и уменьшение сил сцепления дисперсных частиц друг с другом и, как следствие, замедление процесса схватывания цементных растворов и снижение показателей их реологических характеристик, а также повышение прочности цементного камня.
Основные защищаемые положения
1 Результаты исследований и внедрения двухрастворных тампонирующих составов для изоляции зон поглощений в порово-трещинных, трещинно-кавернозных коллекторах и в условно-горизонтальных участках стволов скважин.
2 Методика оценки качества заключительных работ при заканчивании скважин.
3 Комплексный методический подход к выбору технико-технологических параметров по нескольким критериям качества цементирования эксплуатационных колонн, включая обводненность добываемой продукции.
4 Результаты исследований и внедрения новых материалов и реагентов, для управления технологическими свойствами тампонажных составов для крепления скважин.
Методы решения поставленных задач. Теоретическое обоснование параметров тампонирующих композиций, требований к ним и методов исследований изоляционных тампонов и их компонентного состава с использованием современных методик, приборов, установок и математических методов обработки полученных результатов.
Практическая значимость работы
1 Разработанные тампонирущие составы и технология ликвидации зон поглощений включены в «Рекомендации по ликвидации катастрофических поглощений с использованием жидкого композиционного материала с минимальными сроками отверждения», утверждённые ООО «ВолгоУралНИПИгаз») и СТО 0-05-04-2009 «Временная инструкция по ликвидации поглощений при бурении скважин», утвержденная ООО «Газпром добыча Оренбург».
2 Внедрены тампонирующие составы и технология ликвидации зон поглощений с использованием жидких композиционных материалов с минимальными сроками отверждения и тампонажные растворы с добавками комплексонов в ООО «Оренбурская буровая компания» и филиале «Оренбуг бурение» ОАО «Газпром бурение».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы неоднократно докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях, в том числе на:
- V научно-технической конференции c международным участием «Основные проблемы поиска, освоения и обустройства нефтегазовых месторождений и пути их решения»,Оренбург, 2011г.
- научно-технических совещаниях в ООО «Газпром добыча Оренбург», ООО «ВолгоУралНИПИгаз», ООО «Оренбургская нефтяная компания», ЗАО «Зарубежнефтегаз», Филиале «Оренбург бурение» ЗАО «Газпром бурение» в течение 2006-2012 гг;
- на заседаниях кафедры бурения нефтяных и газовых скважин УГНТУ в 2012 - 2013гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе одна монография, 11 патентов, 1 тезис, 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций. Работа изложена на 172 страницах, включает 11 рисунков, 30 таблиц, 2 приложения. Библиографический список включает 150 наименований.
