СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КОЛОНН Российский патент 1998 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к изоляционным работам при эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при ремонтно-изоляционных работах в скважинах, например при ограничении водопритоков, восстановлении герметичности обсадных колонн, восстановлении герметичности заколонного пространства, восстановлении герметичности резьбовых соединений труб и т.д., а также к изоляционным работам при бурении скважин в условиях интенсивного водопроявления и поглощения.

Известен способ восстановления герметичности обсадных колонн цементированием под давлением, заключающийся в закачке тампонирующей смеси в колонну обсадных труб, заполненную промывочной жидкостью, и последующей задавке этой смеси в зону негерметичности [1].

К недостаткам этого способа можно отнести слабую адгезию тампонажного состава к стенкам изолируемого канала, обусловленную наличием на стенках канала пленки промывочной жидкости. Кроме того, наблюдается разбавление тампонирующего раствора промывочной жидкостью, заполняющей ствол скважины, при доставке его к ремонтируемому интервалу и задавливании в изолируемые каналы.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является способ восстановления герметичности заколонного пространства путем закачки в зону изоляции минерального вяжущего и жидкости отверждения [2].

Данный способ позволяет ликвидировать негерметичность заколонного пространства, но он мало эффективен при использовании его на трещиноватых коллекторах и пластах, сложенных слабосцементированными песчанниками, и имеющих чрезвычайно высокую проницаемость.

Практика освоения скважин после закачки составов, указанных в известном решении (суспензии минерального вяжущего, включающей нефть и портландцемент и жидкости отверждения, включающей воду, едкий натр и ПАВ), показывает, что время освоения составляет, как правило, не менее 10 - 14 сут. в связи с тем, что заметно ухудшается продуктивность призабойной зоны. Успешность работ по данной технологии не превышает 50%.

Задачей изобретения является повышение эффективности и снижение сроков ремонтно-изоляционных работ в коллекторах, сложенных водоносными песчанниками, путем создания непроницаемой блокады в зоне негерметичности обсадных колонн.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе восстановления герметичности эксплуатационных колонн, включающем закачку в зону изоляции минерального вяжущего, закачивают жидкое стекло, а в качестве жидкости отверждения производят закачку водного раствора хлористого кальция, причем закачку этих реагентов в скважину ведут одновременно раздельно до образования геля, затем дополнительно создают блокирующую оторочку Продуктом 119-204 с последующим докреплением цементным раствором.

В отдельных случаях после закачки Продукта 119-204 производят закачку волокнисто-дисперсной суспензии.

В настоящее время в бездействующем фонде находится значительное количество добывающих скважин, эксплуатация которых прекращена из-за негерметичности обсадных колонн.

Основными причинами нарушения герметичности являются: низкое качество цементирования, отсутствие сцепления цементного камня с обсадной колонной, глушение скважин при давлениях выше давлений опрессовки, разгерметизация в муфтовых соединениях, особенно в интервалах интенсивного набора кривизны, коррозия металла и другие технологические причины. Например, установлено, что все виды перфорации также приводят к разрушению обсадных колонн и к ухудшению состояния цементного кольца. После опрессовки обсадной колонны, как правило, наблюдается нарушение ее контакта с цементом. При этом наибольшие нарушения контакта отмечены в интервалах пластов с высокой проницаемостью и кавернами.

Чаще всего интервалы нарушений герметичности эксплуатационных колонн находится на глубинах 500 - 1600 м, где залегают высокопроницаемые водонасыщенные песчаники. В связи с этим приемистость скважин в интервалах негерметичности чрезвычайности высокая и, как правило, составляет не менее 1000 м³/сут. при давлении 20 - 30 атм.

По этой причине успешность ремонтно-изоляционных работ традиционными методами - закачкой цементных растворов, глинистого раствора (с добавками ПАА, КМЦ), а также закачкой водоизолирующих композиций на основе синтетических смол ТСД-9, ТС-10 и т.п. - крайне низкая и в большинстве случаев не превышает 50%.

Предлагаемая технология основана на создании зоны кольматации в песчаных пластах, прилегающих к интервалу негерметичности эксплуатационной колонны. Кольматация достигается закачкой гелеобразующих компонентов, за счет чего происходит экранирование крупных пор и трещин пласта. При закачке Продукта 119-204 и цементного раствора производится окончательное блокирование зоны негерметичности.

Основным заканчиваемым реагентом является жидкое стекло (силикат натрия ГОСТ 13078-81). Товарное жидкое стекло представляет собой вязкую жидкость плотностью 1,42 тн/м³, концентрацией 43%. Этот продукт экологически безвреден, обладает антикоррозионными свойствами. В качестве отверждающей жидкости используется водный раствор хлористого кальция (хлорид кальция ГОСТ 450-77). При взаимодействии водных растворов силиката натрия и хлористого кальция, заканчиваемых в виде раздельных потоков, в скважине образуется устойчивый, объемный осадок геля кремниевой кислоты и силиката кальция. Высокая фильтруемость компонентов позволяет производить закачку при пониженных давлениях нагнетания 20 - 100 атм. Затем закачивают продукт 119-204, выпускаемый по ТУ 6-02-1294-84 Изм. 1, 2. Это водоизолирующий реагент на основе этокси-производных кремнийорганических соединений, который при контакте с водой закачанных ранее реагентов образует тампонажный камень. Скважину оставляют на гелеобразование, затем закачивают цементный раствор. Таким образом создается непроницаемая блокада в интервале негерметичности.

При необходимости (очень высокая приемистость интервала негерметичности) после закачки Продукта 19-204 рекомендуется дополнительная закачка волокнисто-дисперных суспензий (ВДС). В качестве ВДС можно использовать водные суспензии глинопорошка, древесной муки и полиакриламида. После этого зона негерметичности докрепляется цементным раствором.

Способ реализуется следующим образом.

По геофизическим данным выявляют место негерметичности колонны, излучают качество цементного камня за колонной.

Из эксплуатационной скважины извлекают оборудование, производят промывку забоя, установку песчаного моста выше интервала перфорации и последующую установку цементного моста высотой 5-10 м. В скважину на заданный интервал спускают пакер (обычно на 10-15 м выше интервала негерметичности).

До начала закачки реагентов уточняют приемистость интервала негерметичности. После этого в скважину через НКТ закачивают двумя агрегатами ЦА - 320 раздельно одновременно расчетное количеств (20 - 30 м³) водного раствора силиката натрия (уд. вес. 1,08 г/см³) и расчетное количество (20 - 30 м³) водного раствора хлористого кальция (уд. вес. - 1,02 г/см³) в соотношении 1: 1. Закачку ведут 4 - 6 ч при постоянном контроле за давлением нагнетания и приемистостью. Затем закачивают продукт 119-204 в объеме 1,0-1,5 м³.

Во избежание преждевременного отверждения Продукта 119-204 при взаимодействии с водой производится закачка в НКТ по 2 м³ нефти до и после закачки Продукта 119-204.

По окончании закачки скважину оставляют в покое на 10 - 12 ч для созревания геля. После этого извлекают пакет и производят докрепление цементным раствором в объеме 4-6 м³. После затвердения цементного камня (24 - 48 ч) производят опрессовку колонны, разбуривание цементного моста и отмыв песка из эксплуатационной колонны.

В отдельных случаях при недостаточном снижении приемистости скважины после закачки гелеобразующих реагентов, в том числе Продукта 119-204, рекомендуется дополнительно произвести закачку ВДС в объеме 200-500 м³. Объем закачки ВДС контролируется по снижению приемистости скважины. Закачка производится циклами по 100 м³ с использованием эжектора для растаривания сыпучих продуктов с последующим докреплением цементным раствором.

Пример. Эффективность способа проверена в промысловых условиях на добывающей скважине N 5442 Самотлорского месторождения. Скважина была пробурена в 1977 г. Простаивала с 1996 г. Негерметичность эксплуатационной колонны была выявлена в 1977 г на глубине 1304 - 1304 м в интервале залегания высокопроницаемых песчаников сеноманского яруса. Приемистость интервала негерметичности составляла до 1000 м³/сут. при 20 атм. Цемент за эксплуатационной колонной выше 700 м отсутствовал, ниже - представлен гельцементом, по цементограмме сцепление с колонной частичное или отсутствует.

Работа по восстановлению герметичности проводились по предлагаемой технологии. Было закачано 20 м³ водного раствора силиката натрия, 20 м³ раствора хлористого кальция и 1,5 м³ Продукта 119-204. После закачки этих реагентов приемистость снизилась в 35 раз и составила 140 м³/сут. при 100 атм.

После этого скважина была оставлена на 12 ч для созревания геля. Последующей закачкой цементного раствора в количестве 3,5 м³ при конечном давлении 170 атм. герметичность была окончательно ликвидирована.

Через две недели с начала проведения работ скважина была запущена в эксплуатацию с дебитом нефти 25 т/сут.

Успешность проведения изобретения подтверждена также аналогичными работами на скважинах NN 18442 и 15955 Самотлорского месторождения, показатели которых приведены в табл. 1 и 2.

Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять по герметизации эксплуатационных колонн в интервале залегания водоносных песчаников.

Огромным преимуществом предлагаемой технологии являются ускоренные сроки проведения ремонтно-восстановительных работ по герметизации обсадных колонн (2 - 3 недели) (см. табл.2), что в настоящее время не характерно для мировой практики при производстве подобных работ.

Изобретение относится к нефтегазодобыче и направлено на повышение эффективности и снижение сроков ремонтно-изоляционных работ в коллекторах, сложенных водоносными песчаниками. Суть изобретения: способ включает закачку в интервал негерметичности соединения эксплуатационных колонн жидкого стекла и водного раствора хлористого кальция, закачку этих реагентов ведут одновременно раздельно, затем создают блокирующую оторочку Продуктом 119-204 с последующим докреплением цементным раствором. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ восстановления герметичности эксплуатационных колонн, включающий закачку в зону изоляции минерального вяжущего и жидкости отверждения, отличающийся тем, что в качестве минерального вяжущего закачивают жидкое стекло, а в качестве жидкости отверждения используют водный раствор хлористого кальция, причем закачку этих реагентов в скважину производят одновременно раздельно, до образования геля, затем дополнительно создают блокирующую оторочку Продуктом 119-204 с последующим докреплением цементным раствором. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после закачки Продукта 119-204 производят закачку волокнисто-дисперсной суспензии.