Влияние типа бурового раствора на качество цементирования

БУРЕНИЕ

А.л. Захаров, генеральный директор с.Ю. пильгун, технический директор л.Ф. абдулова, инженер технической службы ООО «ПСК «Буртехнологии»

влияние типа бурового раствора на качество цементирования

Проблема качества цементирования нефтяных и газовых скважин всегда была и остается актуальной. В мировой практике разработано множество комплексных мероприятий, направленных на повышение качества крепления обсадных колонн. Однако, несмотря на это, в промысловой практике не всегда удается получить качественное разобщение пластов, к тому же причины образования заколонных перетоков до сих пор недостаточно изучены.

Компания ООО «ПСК «Буртехнологии» оказывает сервис в области буровых растворов и цементирования скважин, и одной из поставленных задач для нас является достижение качественного разобщения пластов. На основе научного и практического опыта мы продолжаем разрабатывать мероприятия и технологии, являющиеся частью системного подхода к комплексу буровых и тампонажных растворов.

Анализ информации по пробуренным скважинам, учитывая полученные результаты по разработанным и внедренным технологическим предложениям, выявил четкую зависимость результатов цементирования от типа бурового раствора.

Если говорить о типах бурового раствора, можно выявить два самых востребованных в мировой практике на сегодняшний день: глинистый и без-глинистый.

Безглинистый буровой раствор будем рассматривать как высокоингибирован-ную систему. При бурении в глинах глинистая фракция в таком растворе содержится практически в недиспергирован-ном виде, и концентрация этой фракции в первую очередь определяется эффективностью очистной системы. При этом корка-пленка, которая образуется на стенках скважины, имеет свойства, при-

сущие самому раствору и не меняет их во времени. Ингибирующие свойства данной системы обеспечивают номинальный размер ствола скважины в течение всего процесса бурения. Глинистый буровой раствор характеризуется высокой применимостью и невысокой стоимостью, что и обеспечивает его широкое распространение. Его основой является глинистая коллоидная фаза. Естественно, рассуждать об эффективном ингибировании глиносодержащих пород некорректно, особенно если буримый интервал сложен глиной, которая по природе близка с используемой в растворе. В любом случае, стенки скважины, сложенные глинистыми породами, насыщаются фильтратом, увлажняются и происходит разрушение связей между частичками глины. Этот процесс может привести к обваливанию стенок скважины и развитию каверн, в которых образуются застойные зоны. А они в свою очередь опасны тем, что буровой раствор не будет полностью замещен тампонажным. Все это напрямую связано с ингибирующей способностью бурового раствора. Корка на стенках скважины необходима, но качество ее может быть различным. Хорошая корка должна быть тонкой и прочной.

При бурении на глинистом растворе на

стенках скважины всегда образует глинистая корка. На ее формирование оказывают влияние многие факторы:

• перепад давления в системе скважина-пласт;

• наличие проницаемого пласта;

• временной фактор;

• наличие добавок в растворе Наличие глинистой корки на стенках скважины влечет за собой негативные последствия:

• обезвоживание цементного раствора в результате его фильтрации через стенки скважины, что в свою очередь ведет к растрескиванию цементного камня;

• некачественное сцепление на границах разделов;

• миграция флюидов по корке бурового раствора;

• усыхание глинистой корки в сочетании с усадкой цемента способствует формированию больших зазоров на границах разделов, как с породой так и с колонной.

В той или иной мере все эти факторы увеличивают вероятность возникновения заколонных перетоков.

Мы проанализировали влияние глинистых растворов на качество крепления эксплуатационных колонн. Основой для исследований послужили данные с типичного Западносибирского место-

22 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

\\ № 3 \\ март \ 2008

Таблица 1. Качество крепления скважин, пробуренных на полимерглинистом буровом растворе. Типичное западносибирское месторождение

Скважины Плотность раствора, г/см3 Качество контакта цемент - порода Качество контакта цемент-колонна, %

Отсутствует Плохой Частичный Сплошной

I 1,16 С+Ч 0,2 7,7 25,3 66,7

II 1,16 С+Ч 0,0 15,7 18,2 66,0

III 1,18 С+Ч 7,9 12,2 17,0 62,9

IV 1,40 О+П 2,2 63,5 33,3 1,0

V 1,40 О+П 23,6 50,8 22,4 3,2

VI 1,41 О+П 16,8 28,4 45,5 9,3

Обозначения: контакт: С - сплошной; Ч - частичный; П - плохой; О - отсутствует.

Таблица 2. Качество крепления боковых стволов, пробуренных на безглинистом ингибированном растворе и зацементированных по технологии ООО «ПСК «Буртехнологии». Типичное западносибирское месторождение

Скважины Плотность раствора, г/см3 Качество контакта цемент - порода Качество контакта цемент-колонна, %

Отсутствует Плохой Частичный Сплошной

I 1,10 С+Ч 0,1 14,4 12,1 73,3

II 1,10 С+Ч 0,8 0 0,9 98,3

III 1,30 С+Ч 0 0 20,0 80,0

IV 1,22 С+Ч 0,3 0,8 12,0 86,9

V 1,30 С+Ч 0,1 1,6 8,3 90,0

рождения. Результат: четко выраженная закономерность снижения качества с увеличением содержания коллоидной глинистой фазы и утяжелением раствора баритом.

Как видно из таблицы, величина сплошного контакта в случае более легких растворов увеличилась в среднем на 60% по сравнению с более тяжелыми.

В аналогичных условиях наша компания применяет безглинистые ингибированные буровые растворы в комплексе с буферными и тампонажными составами. Комплексный подход позволяет оптимально подобрать свойства буферной жидкости и тампонаж-ных составов исходя не только из геолого-технических условий, но и учитывая реологические и химические

свойства буровых растворов. Сравнительный анализ показал высокую эффективность применения безглини-стого бурового раствора. И в большинстве случаев этот тип раствора может заменить глинистый. Конечно, его стоимость заметно выше. Но в тоже время, в аспекте снижения последующих затрат, связанных с освоением, перетоками, исправительными и ремонтными работами - можно определенно утверждать об общей экономии от использования безгли-нистых буровых растворов. А применяя их в комплексе с буферными и тампо-нажными растворами возможно добиться кардинального повышения качества цементирования скважин, получив капитальное сооружение долгосрочного безаварийного использования.

ООО «ПСК «Буртехнологии» предлагает комплексный подход, представляющий собой эффективную систему, основанную на последовательности и совместимости технологических решений, подобранных для конкретных условий бурения скважины.

от БиМТВХНОЛОГИИ

пермскйя сервисная компания

ООО «ПЕРМСКАЯ СЕРВИСНАЯ КОМПАНИЯ «БУРТЕХНОЛОГИИ»

614000, г. Пермь,

Газеты «Звезда», д. 12 офис 301. тел./факс: (342) 218-21-90,

218-21-91, 218-21-93,

218-21-94, 210-58-95, 210-59-39 е-тай: pskbt@permonline.ru www.pskbt.narod.ru

WWW.NEFTEGAS.INFO

\\ бурение \\ 23