Технология локального крепления пластов нефтяных и газовых скважин для ликвидации поглощений

ТЕХНОЛОГИЯ ЛОКАЛЬНОГО КРЕПЛЕНИЯ ПЛАСТОВ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ПОГЛОЩЕНИЙ

© Минеев А.В., Милосердов Е.Е.*, Мамышев А.С.

Институт нефти и газа Сибирского федерального университета, г. Красноярск

Рассмотрена технология локального крепления нефтяных и газовых скважин без цементирования и без изменения диаметра скважин.

Ключевые слова скважина, бурение, крепление, цементирование.

Традиционная технология изоляции пластов промежуточными и эксплуатационными обсадными колоннами с закачкой цементного раствора в затрубное пространство имеет большие недостатки. На ряде площадей Восточной Сибири со сложными геолого-техническими условиями данная технология исчерпывает свои возможности.

Приведенный метод локального крепления без цементирования и без уменьшения диаметра скважины, позволяет изменить конструкцию скважины в любой момент ее строительства, не изменяя при этом проектного диаметра эксплуатационной колонны. Метод прошел широкую апробацию при бурении, а также при ремонте вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин (в том числе и боковых стволов из них) в ряде регионов страны и за рубежом. В данное время в восточных регионах страны пробурено свыше тысячи нефтяных и газовых скважин с локальным перекрытием изолируемых пластов. Сэкономлены многие тысячи тонн обсадных труб, и цемента, сокращены сроки строительства скважин в большинстве случаев на 30-40 %.

Некачественное разобщение пластов, пересекаемых в процессе бурения нефтяных и газовых скважин, приводит к перемещению флюидов из пластов с большим давлением в пласты с меньшим давлением. Углеводороды, смешанные с водой, в этом случае могут быть потеряны для добычи.

Геологический разрез нефтяных и газовых месторождений представлен в основном осадочными породами, в состав которых входят известняки, доломиты, мергели, алевролиты, песчаники, глинистые и доломитизирован-ные известняки. Причем 70-80 % разреза представлено прочными и устойчивыми к воздействию буровых растворов породами. Однако из-за чередования пластов с низкими и высокими пластовыми давлениями, с различными градиентами гидроразрыва и неустойчивыми породами, требуется изолировать их друг от друга обсадными колоннами.

* Старший преподаватель кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин».

38

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

а - с последующим креплением всего ствола эксплуатационной колонной; б - без спуска эксплуатационной колонны.

1 - расширенный интервал ствола скважины; экспандируемая обсадная колонна (профильный перекрыватель); 3 - зоны осложнения; 4 - продуктивный пласт.

Рис. 1. Конструкции скважин с локальным креплением зон осложнений секциями экспандируемых обсадных колонн

С увеличением глубин скважин увеличивается и количество пластов, которые несовместимы с условиями бурения.

Суть технологии локального крепления пластов, несовместимых с условиями бурения, заключается в том, что обсадные трубы диаметром, большим диаметра скважины, профилируют по всей длине и уменьшают в поперечном сечении на величину, позволяющую свободно спустить их в скважину, а зону осложнения увеличивают в диаметре раздвижным расширителем до диаметра исходных (непрофилированных) обсадных труб. После спуска на бурильных трубах профильного перекрывателя в скважину за счет давления, создаваемого закачкой бурового раствора, профильные трубы выправляются (раздуваются), приобретая исходные размеры, и прижимаются своими стенками к стенке расширенного участка скважины (рис. 1а). Затем внутренний канал перекры-вателя калибруют специальным развальцевателем. Для герметизации на профильные трубы до спуска в скважину наносят специальный герметик. Таким

Геолого-минералогические науки

39

образом, осуществляют локальное крепление зоны осложнения стальными трубами без цементирования с сохранением полезного сечения скважины, и дальнейшее бурение продолжают долотом такого же диаметра, которым бурилась скважина до установки профильного перекрывателя.

Уникальность такого способа локального крепления стенок скважин заключается в том, что он позволяет в любой момент в процессе строительства скважины изменить ее конструкцию, то есть установить последовательно несколько промежуточных обсадных колонн, не изменяя при этом проектного диаметра эксплуатационной колонны.

Еще большая эффективность достигается путем частичного крепления ствола скважины экспандируемыми трубами (рис. 1б) при наличии в разрезе больших интервалов устойчивых и непроницаемых пород.

Исключение из конструкции скважины даже одной промежуточной колонны или «летучки» создает условия для уменьшения диаметров всех предыдущих обсадных колонн и значительного сокращения расхода металла и цемента, а также уменьшения сроков строительства скважин. Кроме повышения качества разобщения пластов и значительной экономии обсадных труб и цемента, технология локального крепления стенок скважин позволяет:

а) сократить энергоемкость и сроки строительства скважин;

б) облегчить и ускорить разработку и реализацию технологии и оборудования для совместно-раздельной эксплуатации нескольких пластов благодаря возможности сохранения полезного сечения ствола скважины с одновременным уменьшением расхода обсадных труб;

в) уменьшить число осложнений и аварий при бурении, так как опасные зоны перекрываются сразу же после их вскрытия;

г) сократить размерный ряд долот и обсадных колонн, а следовательно, снизить трудозатраты буровых предприятий;

д) унифицировать буровое и эксплуатационное подземное оборудование и инструмент.

Список литературы:

1. Самотой А.К. Предупреждение и ликвидация прихватов труб при бурении скважин. - М.: Недра, 1979. - 188 с.

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