Рассмотрение проблемы возникновения межколонных давлений в скважинах Ванкорского месторождения

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

УДК 622.32

А.В. Минеев

д-р техн. наук, профессор, кафедра «Бурение нефтяных и газовых скважин»,

Институт нефти и газа ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Р.Р. Тойб канд. техн. наук, доцент, кафедра «Бурение нефтяных и газовых скважин»,

Институт нефти и газа, ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Е.Е. Милосердое ст. преподаватель, кафедра «Бурение нефтяных и газовых скважин»,

Институт нефти и газа, ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

А.А. Юровский

ассистент, кафедра «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти и газа», Институт нефти и газа, ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

РАССМОТРЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ МЕЖКОЛОННЫХ ДАВЛЕНИЙ В СКВАЖИНАХ ВАНКОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Аннотация. Рассмотрена проблема наличия межколонных (заколонных) проявлений и открытых выходов газов на поверхности (грифонов) в нефтяных и газовых скважинах, что вызывает возникновение межколонных давлений.

Ключевые слова: нефтяная скважина, газовая скважина, межколонные давления, грифон.

А.У. Mineev, Siberian Federal University R.R. Toyb, Siberian Federal University Е.Е. Miloserdov, Siberian Federal University A.A. Yurovskiy, Siberian Federal University

REVIEW OF THE PROBLEMS OF PRESSURE INTERCOLUMNED IN WELLS VANKOR FIELD Abstract. The article discusses issues of oil and gas pool formation. There are hypotheses of distinguished scientists on oil and gas origin. The article considers structure of oil and gas pools. Keywords: oil well, gas well, between the columns pressure, gryphon.

Одним из приоритетных направлений стратегического развития ОАО «НК «Роснефть» является разработка Ванкорского месторождения. Выполнение поставленных задач по разработке месторождения возможно только в случае соответствия технического состояния построенных скважин существующим нормам и правилам, установленным для таких объектов. К сожалению, современное состояние качества крепления скважин Ванкорского месторождения не обеспечивает стопроцентных гарантий их безаварийной эксплуатации. Об этом свидетельствует наличие межколонных (заколонных) проявлений и наличие открытых выходов газа на поверхность (грифонов).

Ранее проведенные корпоративными научно-исследовательскими институтами

исследования по повышению качества крепления газовых и газоконденсатных скважин, позволяют сделать вывод о том, что основными причинами, обусловливающими герметичность крепи, являются следующие её дефекты:

• несовершенство цементного кольца в заколонном пространстве;

• негерметичность резьбовых соединений обсадных колонн;

• негерметичность уплотнительных элементов наземного и подземного оборудования (колонных головок, пакеров).

Каналы в цементном камне образуются за счет проникновения газа под воздействием перепада давлений по микро- и макротрещинам в цементном камне, которые возникают в ходе эксплуатации скважин за счет различий в коэффициентах линейного и объёмного расширения металла труб и цементного камня. Другой распространенной причиной образования каналов является седиментационное оседание твердых частиц цемента в процессе его твердения. Данное явление особенно характерно для наклонных скважин. При этом оседание твердых частиц происходит по нижней образующей ствола скважины, а по верхней при этом возникает поток жидкости затворения, направленный в обратном направлении.

Зазоры между цементным камнем и стенками скважины и обсадной колонны возникают, в основном, под воздействием двух факторов:

• в результате воздействия на крепь различных нагрузок, вызывающих деформацию отдельных элементов крепи (разбуривание цементного стакана, опрессовка, перфорация и т.д.);

• в результате неполного вытеснения бурового раствора цементным.

Весь комплекс многолетних исследований, проведенных в различных странах [2], свидетельствует, что крепление газовых и газоконденсатных скважин с использованием тампонажных цементов очень часто не обеспечивает должного качества работ. В частности, неоднократно отмечалось проникновение углеводородов по подземным и грунтовым водам за десятки километров от скважин.

Научными исследованиями учёных установлен факт, что для решения проблемы возникновения заколонных перетоков и межколонных давлений в эксплуатационных скважинах нет единой технологии, применение которой позволило бы избежать этого уже на этапе строительства скважин или же полностью ликвидировать данные явления в процессе их эксплуатации. В каждом конкретном случае требуется комплексный подход к решению данной проблемы, затрагивающий все этапы и аспекты строительства скважин [1].

В целях решения существующей проблемы возникновения межколонных давлений в процессе строительства и освоения скважин, ЗАО «Ванкорнефть» совместно с ООО «СамараНИПИнефть» в рамках договора на НИОКР было проведено ряд работ. В результате совместной работы:

1. Установлены наиболее вероятные источники поступления газа в заколонное пространство и на дневную поверхность. Выявлено, что наиболее вероятным источником появления грифонов являются газовые залежи пластов Дл-1 -III, который перекрывается технической колонной.

2. Сделан вывод о том, что применение традиционных технологий бурения и за-канчивания скважин в аномальных геолого-технических условиях разработки Ванкор-ского месторождения не в полной мере обеспечивают качество и эффективность буровых работ, то есть сохранение природных коллекторских свойств продуктивных пластов, долговременную изоляцию от водонасыщенности, стабилизацию исходных

122

№ 9 (25) - 2013

свойств в буровых и тампонажных растворах, предупреждение межпластовых зако-лонных перетоков, газоводопроявлений и грифонообразований на поверхности.

3. Внесены существенные коррективы в существующую проектно-сметную документацию в части крепления эксплуатационных скважин. Так, внесены такие технологии, как использование «чистого», необлегченного тампонажного раствора для цементирования промежуточной обсадной колонны от устья до забоя, а также применение дополнительных заколонных пакеров для перекрытия межколонных пространств «кондуктор-техническая колонна» и «техническая колонна-эксплуатационная колонна».

4. Разработан регламент предприятия «По безаварийной эксплуатации и предупреждению возникновения межколонных (заколонных) перетоков при строительстве и эксплуатации скважин на Ванкорском месторождении».

Оперативное внедрение в существующую практику ведения буровых работ на Ванкорском месторождении технологий, разработанных в результате совместной деятельности, уже с начала 2012 года позволило существенно снизить процент построенных скважин. Так за первый квартал 2012 года имеет место снижение случаев возникновения межколонных давлений на построенных скважинах на 28,5% в сравнении с аналогичными периодами 2009-2011 гг. [2].

Из изложенного материала можно сделать вывод, что дальнейшие научные разработки в этом направлении позволят в перспективе полностью устранить обозначенную проблему. Полученный при этом опыт, возможно, будет применен и на других месторождениях Российской Федерации.

Список литературы:

1. Басарыгин Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин / Ю.М. Басарыгин, А.И. Булатов, Ю.М. Проселков. - М.: Недра-Бизнесцентр, 2002. - 632 с.

2. Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении / И.П. Пустовойтенко. - М.: Недра, 1988. - 279 с.

List of references:

1. Basarigin U.M. Oil and gas-well drilling. - Moscow: Nedra-Business centre, 2002. - 632 p.

2. Pustovoitenko I.P. Prevention and response to accidents in drilling. - Moscow: Nedra, 1988. - 279 p.