Москва, 11 сен - ИА Neftegaz.RU. Среднеботуобинское нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ) открыто в 1970 году, оно находится на территории Мирнинского района Республики Саха (Якутия), в 130 км на юго-запад от г. Мирного и в 140 км к северо-западу от г. Ленска. По основным тектоническим элементам его разделяют на три крупных блока: Центральный блок, Северный блок и Восточные блоки. Месторождение состоит из четырех лицензионных участков. В 2019 году начата промышленная эксплуатация Восточных блоков.
Главными особенностями инженерно-геологических условий Восточных блоков Среднеботуобинского НГКМ является повсеместное распространение многолетнемерзлых пород (ММП), залегающих до глубины 400 метров, и поглощающих интервалов, вызванных высокотрещиноватой трапповой интрузией (мощность 150-200 м). Строительство скважины в интервалах под направление и кондуктор на рассматриваемом месторождении сопровождается наличием зон ММП и требует применение специальных цементных растворов на основе Тампонажного гипса, позволяющих цементному камню выдерживать циклические процессы замораживания и оттаивания, и исключающие возможность растепления скважины во время строительства последующих секций, что в свою очередь позволяет сократить время ОЗЦ до 4-6 часов.
Как правило, возникающие осложнения на данном периоде строительства скважины влекут за собой значительные материально-технические и временные затраты (рост непроизводительного времени), крайне низкое качество крепления осложненных интервалов в скважине и потери технологических жидкостей, вызванные наличием серьезных поглощающих интервалов.
Строительство скважин в интервале направления и кондуктора ведется на гипсоцементных смесях способных эффективно решать проблему качественного цементирования в зонах ММП. Технические характеристики представлены в таблице 1.
|
№ |
Тип раствора |
Жидкость затворения |
В/Ц |
Плотность |
Водоотдача |
Время загустевания |
Прочность на УАЦ |
Температура |
|
г/см3 |
см3/30 мин |
Вс-мин |
ч - psi |
⁰С |
||||
|
1 |
Нормальной плотности |
Тех.вода |
0,73 |
1,89 |
96 |
30 - 86 50 - 99 70 - 104 |
2 - 50 7,5 - 500 12 - 600 |
+6 |
|
2 |
Облегченной плотности |
Тех.вода |
1,24 |
1,58 |
198 |
30 - 132 50 - 140 70 - 145 |
2 - 50 8 - 346 12 - 400 |
+6 |
Таблица 1. Физико-химические свойства гипсоцементных смесей, применяемых при креплении направления и кондуктора на скважинах Восточных блоков Среднеботуобинского НГКМ.
Применение подобных тампонажных материалов позволяет исключить растепление многолетнемерзлых пород, приводящее к нарушению целостности сцепления системы «цементный камень – порода» и, как следствие, последующее обрушение верхних интервалов. Оптимальное время ОЗЦ, достаточное для последующего безопасного оперативного продолжения бурения (тампонажный камень за это время не замерзает, а схватывается и твердеет). Конструкция типовой скважины представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Конструкция скважины
При проведении анализа качества цементирования направления Ø324мм и кондуктора Ø245 мм с помощью гипсоцементных тампонажных смесей также удалось решить следующие отклонения:
- отсутствие сцепления цементного камня с обсадной колонной и стенками скважины;
- разрушение цементного камня в процессе эксплуатации скважины.
С начала разбуривания Среднеботуобинского НГКМ был проведен ряд опытных работ по решению сложившейся проблемы, связанной с поглощением промывочной жидкости в условиях трапповой интрузии:
- применение стандартных цементных растворов на основе CaCl2;
- система ВУС + тампонажная смесь;
- система ВУС + соляроцементно-бентонитовая смесь;
Ни один из вышеперечисленных способов не обеспечивал постоянных положительных результатов при ликвидации поглощений в условиях трапповой интрузии при низких пластовых температурах.
Опыт строительства скважин Среднеботуобинского НГКМ показал, что для повышения качества крепления скважин в интервалах поглощений технологических жидкостей, вызванных наличием трапповой интрузии, необходимо применять тампонажные смеси со сравнительно короткими сроками ОЗЦ (4-6 часов), высокой адгезионной способностью материала и достаточными прочностными показателями, облегчающими процесс разбуривания тампонажного камня. Исходя из этого, были разработаны рецептуры гипсоцементных составов, которые после ряда опытно-промышленных испытаний положительно себя зарекомендовали при изоляции зон подверженных трапповой интрузией (интервал 850-1000 м). Технические характеристики гипсоцементных смесей приведены в таблице 2.
|
№ |
Тип раствора |
Жидкость затворения |
В/Ц |
Плотность |
Водоотдача |
Время загустевания |
Прочность на УАЦ |
Температура |
|
г/см3 |
см3/30 мин |
Вс-мин |
ч - psi |
⁰С |
||||
|
1 |
Нормальной плотности |
Тех.вода |
0,73 |
1,89 |
83 |
30 - 127 50 - 151 70 - 160 |
5 - 50 8,5 - 500 12 - 580 |
+6 |
|
2 |
Облегченной плотности |
Тех.вода |
1,32 |
1,6 |
201 |
30 - 157 50 - 170 70 - 177 |
4 - 50 6 - 150 12 - 200 |
+6 |
Технология ликвидации зон поглощений в траппах выглядит следующим образом:
- Первым этапом производится установка гипсоцементного моста пониженной плотности (1,60 г/см3), имеющего в своем составе инертный наполнитель (АСПМ – алюмосиликатные полые микросферы) в концентрации от 20 до 35% по весу цемента, который за счет своих размеров (500 мкм) выполняет роль кольматанта, создавая первичный каркас, исключающий процесс потери устанавливаемого моста, а также выполняющего роль понизителя плотности гипсоцементного раствора для уменьшения гидростатическое давления, способствующего усилению поглощения;
- Второй этап предполагает установку на первую пачку гипсоцементного моста нормальной плотности (1,87 г/см3) мощностью около 200 м, который обладает достаточной прочностью для укрепления стенок скважины после выдержки минимального времени ОЗЦ и выполняет функцию задавливания первого (нижнего) облегченного гипсоцементного моста непосредственно в зону поглощения с целью усиления эффекта кольматации. Между установкой первого и второго этапа гипсоцементных мостов время ОЗЦ не требуется.
За резкий набор первичной прочности при минимальном времени ОЗЦ, препятствующем полной или частичной потери изоляционного моста в зоне поглощения, отвечает Тампонажный гипс.
Выводы
В ходе применения данного подхода при креплении скважин и изоляции поглощений на Восточных блоках Среднеботуобинском НГКМ получены следующие результаты:
- Применение методики установки гипсоцементных мостов различной плотности позволило эффективно решить задачу изоляции поглощающих интервалов, вызванных трапповой интрузией;
- Сформированы точные требования к характеристикам тампонажных смесей для изоляции поглощающих горизонтов в подобных скважинных условиях (плотность, время загустевания, сроки схватывания, фильтрация, набор прочности и тд);
- На основе обозначенных требований разработана линейка собственных гипсоцементных тампонажных смесей с различными плотностями от 1,6 до 1,89 г/см3 и временем загустевания от 150 до 200 минут, оптимально решающими вопрос ликвидации поглощений и крепления скважин в зонах многолетнемерзлых пород.
- Выбрана оптимальная технология приготовления и доставки изоляционного материала, максимально снижающая риски некачественной изоляции;
- Повышено качество крепления эксплуатационной колонны в интервале облегченного цементного раствора (ОЦР) за счет ликвидации (надежной кольматации гипсоцементными мостами) поглощений в зоне трапповой интрузии;
- Сокращено время, ранее затрачиваемое на проведение операций, проводимых с целью изоляции зон поглощений и крепления скважин в условиях многолетнемерзлых пород, способствующее достижению положительного экономического эффекта;
- Данная технология позволяет полностью исключить необходимость проведения «встречного» цементирования при потере циркуляции, улучшая общее качество крепления в интервале ОЦР, обеспечивая подъём его уровня до устья и отсутствия проблем с негерметичностью МКП 245*178мм.
Список литературы
- Гладков, Е.А, Ширибон, А.А, Карпова, Е.Г. М. 2015. Пути решения проблем, возникающих при бурении скважин в Восточной Сибири. Бурение и Нефть, №4: 42-45.
- Горский, А.Т. Тюмень. 1969. Формирование цементного камня в условиях одновременного воздействия положительной и отрицательной температур. Нефть и газ Тюмени, №3: 22-26.
- Быков В.В., Палеев С.А., Медведев Ю.В. 2016. Повышение качества цементирования направлений и кондукторов в условиях многолетнемерзлых пород на месторождениях в Восточной Сибири. Статья SPE № 181937. Конференция SPE, Москва, 24-26 Октября.
- Угольников Ю.С. 2016. Комплекс технологических решений для изоляции интервалов поглощений технологических жидкостей. Статья SPE № 181950. Конференция SPE, Москва, 24-26 Октября.
