Диагностика скважины. Предупреждение и ликвидация Межколонных перетоков

Диагностика скважины. Предупреждение и ликвидация Межколонных  перетоков

 

С.С. Новиков (ООО «ПКФ «Недра-С»)

 Геологические условия, технологические  ошибки, появление трещин во время  эксплуатации скважины в цементном  камне кольцевого пространства  приводят к появлению межколонных давлений (МКД) в скважинах.

Современные технологии и материалы  позволяют в достаточной мере успешно ликвидировать МКД, но далеко не во всех скважинах. Большой процент  скважин подлежит ликвидации в связи  с невозможностью ликвидировать МКД с устья скважины. Перфорация обсадной колонны и установка цементного моста под давлением с последующим разбуриванием моста, так же не всегда эффективна – и опять ликвидация скважины.

Считается удачным выход тампонажного раствора на устье во время крепления скважины. Но и в этом случае цементная крепь начинает разрушаться во время эксплуатации скважины – под действием колебаний температуры и давления цементный камень растрескивается. Дополнительными факторами, ведущими к появлению МКД, являются также плохое сцепление на границах колонна – цемент и цемент – стенка скважины.

В настоящее время очень большое  внимание уделяется диагностике  скважины и скважинного оборудования. Не секрет, что нефтегазодобывающее  производство на всех его этапах связано  с опасностью для экологии окружающей среды. Неверно поставленный диагноз приводит в дальнейшем к увеличению сроков лечения, удорожанию работ или к утрате скважины.

Проводя ГИРС с применением трехкомпонентного  геоакустического каротажа (ТК ГАК) с  целью определения источника межколонных давлений и межпластовых перетоков, а также анализируя истории скважин, мы пришли к выводу, что даже в скважинах с хорошими показателями акустического (АКЦ) и температурного (ОЦК) каротажа в скважине неизбежно появляется МКД. Температурное расширение труб, опрессовка колонн, спуско-подъемные операции и роторное бурение воздействуют на колонну, пусть незначительно, но этого достаточно для начала процесса трещинообразования в цементном кольце. Появление микродефектов в цементном камне против «башмаков» колонн происходит уже на этапе строительства скважины.

Предлагается метод предупреждения появления МКД. Данный метод, включает в себя следующее:

• крепление скважины путем прямой циркуляции с доходом тампонажного раствора выше башмака колонны из расчета Р_пл.< Р_{ст. столб ж-ти кольц. простр.} (ρ_р-ра= до 2,5 г/см³) (рис. 1);
• уплотнение тампонажного раствора с применением устьевого генератора силовых волн (УГСВ-3), который монтируется на цементировочной головке и запускается в работу на  
  15-20 минут после достижения продавочной пробкой положения «стоп» (рис. 2). Упругие волны, созданные генератором, по волноводу (волноводом в данном случае является обсадная колонна и находящийся в ней продавочный раствор) распространяются на колонну, передаются тампонажному раствору (по типу вибратора, применяемого в строительстве для уплотнения бетона), при этом происходит усадка и уплотнение тампонажного раствора. Данная операция приводит к более качественному заполнению кольцевого пространства и сцеплению на границах колонна – тампонажный раствор и тампонажный раствор – стенка скважины;
• сразу после окончания периода ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) и оборудования устья скважины производится заполнение кольцевого пространства, свободного от тампонажного раствора вязкопластичным агентом на основе углеводородов (ВСН) методом замещения  
  (ρ_{буф.р-ра} < ρ_{р-ра ВСН}). Этот процесс проводится до достижения полного замещения буферного раствора на ВСН (рис. 3).

Появление растрескивания в тампонажной  крепи, а также возможные пропуски в резьбовых соединениях колонны в данном случае будут заполняться баритом и хризотиловым волокном (рис. 4).

 

 

Контроль за доходом ВСН производится ТК ГАК (рис. 5), его запись является и фоновой с целью дальнейшего контроля за состоянием геосреды в скважине и заколонных пространствах.

В скважине с наличием МКД проводится комплекс ГИРС с применением ТК ГАК  и магнитоимпульсного дефектоскопа (МИД-НМ), позволяющий определить техническое  состояние колонн и определить источник МКД. По результатам ГИРС принимается решение о методе ликвидации МКД. На сегодняшний день существует три эффективных метода ликвидации МКД:

• метод замещения с применением ВСН не имеющего в своем составе коррозионно-активных компонентов, при условии достаточно свободного от цементного камня интервала в кольцевом пространстве;
• метод закачки «в лоб» в межколонное пространство, при условии хорошей приемистости, с давлениями, не превышающими предельно допустимые для каждой колонны, отверждающего вязкопластичного агента, не имеющего в своем составе коррозионно-активных компонентов;
• метод закачки «в лоб» в межколонное пространство, при условии сверхнизкой приемистости (МКП < 0,1 м³/(час*МПа), т.е. менее 2,4 м³ в сутки при 10 МПа или менее 0,24 м³ в сутки при 100 атм) с давлениями, не превышающими предельно допустимые для каждой колонны не отверждающего вязкопластичного агента, не имеющего в своем составе коррозионно-активных компонентов. При этом методе производится постоянная поддержка противодавления в межколонном пространстве (МКП) оборудованием, которое будет связано с колонной головкой и управляться дистанционно. Предлагаемая технология искусственно создает репрессию, поддерживает постоянное давление в МКП, которое компенсирует недостаток гидростатики среды в межколонном пространстве. Одновременно происходит доставка герметизирующего вязкопластичного агента к дефектам межколонной и заколонной крепи и к пропускающим резьбам, постоянно закупоривая и изолируя вновь и вновь образующиеся микрозазоры в резьбовых соединениях колонн, поверхности которых находятся в постоянных микроподвижках, возникающих из-за термобарического и вибрационного воздействия.

 

 

 

ООО «ПКФ «Недра-С» обладает квалифицированными специалистами, имеющими значительный опыт работы с новейшим высокотехнологичным  оборудованием и методиками, оказывает сервисные услуги нефтегазодобывающим предприятиям в трех направлениях:

• ГИРС (трехкомпонентный геоакустический каротаж, термометрия, барометрия, магнитоимпульсная дефектоскопия);
• технология упругих волн (интенсификация притока, уплотнение цементного раствора в кольцевом пространстве ОК, уплотнение цементного раствора при установке моста, освобождение бурового инструмента от «прилипания»);
• ликвидация межколонных давлений путем закачки в МКП вязкопластичного отверждающего и неотверждающего агента.

В таблицах 1 и 2 приводятся предлагаемые нами технологии решения вышеуказанных задач.

Таблица 1

№ п/п	Формулировка задачи	Применяемые методы	Возможности работы в скважине
1	Определение вертикального потока флюида за пределами или внутри обсадных труб с разделением по типам флюидов	ТК ГАК	Обсаженный ствол, НКТ.
2	Положение потока флюида в полостях цементного кольца с разделением  по типам флюидов	ТК ГАК	Обсаженный ствол, НКТ
3	Местоположение газовых или  газожидкостных поступлений в обсадных трубах, т.е. определение мест негерметичности скважинного оборудования. Дефектоскопия ОК	МИД-НМ, ТК ГАК	Обсаженный ствол, НКТ - элементы подземного оборудования.
4	Местоположение раздела «газ-жидкость»	ТК ГАК	Обсаженный ствол, НКТ
		АГАТ-КСА-К9*	Открытый, перфорированный ствол.
5	Определение типа потока флюида, ГВК, ГНК, ВНК	ТК ГАК	Обсаженный ствол, НКТ, открытый ствол.
6	Положение интервала газовой разработки и нефтяной разработки	ТК ГАК	Обсаженный ствол, НКТ
		АГАТ-КСА-К9	Открытый, перфорированный ствол.
7	Положение участков поглощения бурового раствора	ТК ГАК, МТ**	Открытый ствол.
8	Определение интервалов горизонталь-ного движения флюидов за обсадной колонной внутри пластов	ТК ГАК МТ	Обсаженный ствол
9	Определение профиля притока	ТК ГАК МТ	Обсаженный, перфорированный, открытый ствол
		АГАТ-КСА-К9	Открытый, перфорированный ствол.
10	Выявление техногенных залежей	ТК ГАК	Обсаженный ствол

* МТ – манометрия-термометрия  (автономный прибор)

** АГАТ-КСА-К9 – комплексная  9-канальная скважинная аппаратура  гидродинамических исследований (автономный прибор)

 

Таблица 2

Комплекс ГИРС и устьевых работ в скважине

Решаемые задачи	Оборудование - метод	Возможности работы в скважине
Интенсификация пласта	УГСВ-3, ТК ГАК	Перфорированный и открытый ствол
Уплотнение тампонажного раствора в кольцевом пространстве	УГСВ-3	Колонное пространство
Освобождение от прилипания бурильного инструмента	УГСВ-3	Открытый ствол скважины
Ликвидация МКД отверждающим и  неотверждающим .  вязкопластичным  агентом	Насос высокого давления	Закачка вязкопластичного агента в межколонное пространство.
	ТК ГАК, МТ	Исследование до и после закачки  вязкопластичного агента
	МИД	Исследование до закачки  вязкопластичного агента

 

     Таким образом,  вышеприведенные решения задач  определения межпластовых перетоков, определения источников МКД, и их ликвидация, на сегодняшний момент являются одними из наиболее  эффективных и практически не имеющих аналогов в нефтегазовой отрасли.

 

 

     С уважением,  генеральный директор 

                         ООО ПКФ «Недра — С»                                  С.С.Новиков