Введение к работе
Актуальность темы. Надежное функционирование Единой системы газоснабжения напрямую зависит от обеспечения и поддержания стабильной работы эксплуатационного фонда скважин газовых месторождений и ПХГ, а значит и от своевременного и качественного проведения ремонтных работ.
Одной из основных проблем, характерных для всех без исключения разрабатываемых месторождений природного газа и подземных газохранилищ, является наличие заколонных газоперетоков, приводящих к возникновению давления в межколонном пространстве, образованию техногенных скоплений газа, а иногда и выходу газа на дневную поверхность. Важность своевременной ликвидации заколонных газоперетоков обусловлена необходимостью обеспечения промышленной безопасности производственных объектов, что является основным приоритетом в деятельности ОАО «Газпром», поддержания экологической чистоты, предотвращения потерь газа.
Ежегодно газодобывающими предприятиями на капитальный ремонт скважин с целью восстановления их герметичности расходуются значительные средства и единственной возможностью снижения этих затрат является разработка и внедрение эффективных технологий проведения ремонтных работ, обеспечивающих получение длительного устойчивого эффекта - увеличения межремонтного периода. Существует целый ряд технологий, направленных на повышение качества разобщения пластов, однако до настоящего времени ликвидация заколонных газоперетоков продолжает оставаться одним из основных видов ремонтных работ Заинтересованность ОАО «Газпром» в разработке данного направления отражена в «Перечне приоритетных научно-технических проблем ОАО «Газпром» на 2002-2006 г.г. № АМ-2121 от 15 апреля 2002 г », а также в «Программе ремонта скважин в ОАО «Газпром» на период 2001-2005 годы», утвержденной Председателем Правления ОАО «Газпром» А.Б. Миллером 28.09.2001г. В этой связи разработка технологий и технических средств, направленных на повышение эффективности
ремонтных работ по данной катег зЛвРяйЛЛМЯЧ^Лм^^ктуальной задачей.
г КИБЛЫОТЕКА J
Жде;
О»
Целью выполненной работы является разработка новых технико-технологических решений по ликвидации заколонных газоперетоков.
Исходя из поставленной цели и анализа состояния проблемы были сформулированы следующие основные задачи исследований:
-
Выявить причины возникновения заколонных газоперетоков в скважинах газовых месторождений и ПХГ.
-
Провести анализ существующих способов ликвидации заколонных газоперетоков.
-
Обосновать необходимые условия успешного проведения ремонтно-изоляционных работ на основании изучения факторов, влияющих на их качество и эффективность.
-
Разработать способ повторной герметизации резьбовых соединений эксплуатационной колонны и технические средства, необходимые для его осуществления.
-
Разработать скважинное оборудование для защиты эксплуатационной колонны от воздействия пластового флюида и предотвращения его утечек через негерметичные резьбовые соединения.
-
Разработать технологию и технические средства для восстановления герметичности цементной крепи скважины.
-
Провести исследования и обосновать возможность использования новых изолирующих материалов повышенной проникающей способности.
-
Провести опытно-промысловые испытания разработанных технологических решений и технических средств, разработать рекомендации.
Методика исследований основана на анализе и обобщении имеющихся литературных и промысловых данных по рассматриваемой проблеме, а также на результатах аналитических, лабораторных и стендовых исследований.
5 Научная новизна.
-
Разработан новый способ повторной герметизации резьбовых соединений обсадной колонны в газовой среде струйной обработкой изолирующим составом при помощи форсунок
-
Разработана технология ликвидации заколонных газоперетоков в газовой среде, предусматривающая проведение работ за одну спуско-подъймную операцию.
-
Для восстановления герметичности цементной крепи скважин впервые предложено использовать процессы десублимации газообразного изолирующего материала.
-
Разработана технология восстановления герметичности заколонной крепи скважины, предусматривающая закачку изолирующего материала в газообразном состоянии с последующей его десублимацией в каналах движения газа в заколонном пространстве.
-
Разработаны новые технические устройства для практического осуществления предложенных технологических решений.
Основные защищаемые положения.
-
Обоснование целесообразности проведения ремонтных работ по восстановлению герметичности скважины в газовой среде для повышения их эффективности.
-
Способ повторной герметизации резьбовых соединений эксплуатационной колонны в газовой среде нанесением изолирующего состава в стык труб при помощи форсунок.
-
Технология ликвидации заколонных газоперетоков в газовой среде за одну спуско-подъемную операцию и технические средства для её осуществления.
-
Результаты исследований по снижению проницаемости образца при прокачке через него газообразного изолирующего материала, переходящего в твердое состояние, научное обоснование возможности использования процесса десублимации для восстановления герметичности скважины.
5. Технология восстановления герметичности заколонной крепи скважины с использованием изолирующего материала, подаваемого в заколонное пространство в газообразном состоянии с последующей его десублимацией в каналах движения газа.
Практическая ценность и реализация результатов работы характеризуется соответствием направления исследований содержанию научно-технических программ, в том числе отраслевой программы НИОКР ОАО «Газпром» в области эксплуатации и капитального ремонта скважин месторождений и ПХГ.
На основании проведенных теоретических, лабораторных и промысловых исследований разработаны «Временные рекомендации по восстановлению герметичности заколонной крепи эксплуатационных скважин газовых месторождений и ПХГ в газовой среде».
Практическая значимость основных результатов диссертационной работы подтверждена соответствующими актами внедрения и испытания разработанных технологий и технических средств. Разработанное оборудование рекомендовано к постановке на серийное производство.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались автором на V и VIII региональных научно-технических конференциях «Вузовская наука- Северо-Кавказскому региону», (г. Ставрополь, 2001, 2004 гг.), научно-практической конференции студентов, аспирантов и научных работников «Международные и отечественные технологии освоения природных минеральных ресурсов», (г. Астрахань, 2002 г.), XXXI, XXXII и XXXIII научно-технических конференциях по итогам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2000, 2002, 2003 гг, (г. Ставрополь, 2001, 2003, 2004 г.), международной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации и капитального ремонта скважин на месторождениях и ПХГ», (г. Кисловодск, 2003 г.), Пятой Всероссийской конференции молодых учёных, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой
7 промышленности», (г. Москва, 2003 г.), международной конференции «ВНИИГАЗ на рубеже веков - наука о газе и газовые технологии», секция «Подземное хранение газа» (г. Москва, 2003 г.), конференциях молодых специалистов 000 «Кавказтрансгаз» «Актуальные проблемы 000 «Кавказ-трансгаз» и пути их решения», (п. Рыздвяный, 2001, 2002 гг.).
В полном объёме содержание диссертационной работы обсуждено на совместном заседании кафедр «Бурение нефтяных и газовых скважин» и «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» Северо-Кавказского государственного технического университета с участием специалистов ОАО «СевКавНИПИгаз».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 печатных работы, в том числе два патента РФ.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка использованных источников, включающего 163 наименования. Содержание работы изложено на 165 страницах машинописного текста, включает 31 рисунок и 10 таблиц.
Автор выражает глубокую признательность за всестороннюю помощь и поддержку при выполнении научных исследований и работе над диссертацией своему научному руководителю, кандидату технических наук, доценту, декану факультета нефти и газа СевКавГТУ Пуля Юрию Александровичу. В процессе работы над диссертацией автор также пользовался помощью, советами и консультациями докт. техн. наук, профессора Долгова СВ., кандидатов технических наук Машкова В.А., Васильева В.А., Андрианова И.И., Вагиной Т.Ш., Ливинцева П.Н., Воропаева Ю.А., Литвинова В.М., которым он выражает свою глубокую благодарность. Автор также благодарен коллективу лаборатории разработки технических средств для ремонта и эксплуатации скважин ОАО «СевКавНИПИгаз» и коллективу кафедры Бурение нефтяных и газовых скважин СевКавГТУ за поддержку и помощь, оказанные при работе над диссертацией.
