Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области строительства скважины, в частности к способам крепления скважин с сохранением коллекторских свойств продуктивных пластов от загрязняющих и кольматирующих действий цементного раствора под давлением закачивания его в скважину.
Известен способ предотвращения загрязнения продуктивного пласта [1], предусматривающий расширение диаметра ствола скважины в интервале продуктивного пласта, плотную установку герметизирующей оболочки в расширенном интервале пласта с последующим креплением скважины.
Его недостатком является то, что использование в качестве непроницаемой герметизирующей оболочки в виде стального профильного перекрывателя не обеспечивает достаточную герметизацию расширенного интервала пласта, поскольку ствол скважины не является строго цилиндрическим, особенно в наклонно и горизонтально направленных скважинах, в которых по этой причине при выправлении защитного перекрывателя путем создания в нем высокого давления он неплотно прилегает к стенкам скважины. И, как следствие, по этой причине неизбежно загрязнение коллектора продуктивного пласта фильтратом цементного раствора и продуктами его гидратации и наконец самим цементным раствором под действием высокого давления его закачивания. Кроме того, изготовление и установка перекрывателя требует дополнительного оборудования, больших затрат труда и времени.
Известен также способ закачивания скважины [2], направленный на сохранение коллекторских свойств продуктивного пласта. Способ предусматривает закачивание раствора нейтрального к фильтрационным свойствам продуктивного пласта, образования трещин и каналов в нем с применением перфораторов взрывного действия, спуск эксплуатационной колонны, цементирование ее, ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ) и вторичное вскрытие пласта без использования перфораторов взрывного действия.
При этом в качестве нейтрального к фильтрационным свойствам коллектора продуктивного пласта применяют раствор следующего состава, мас.%:
Этот способ устраняет недостатки вышеописанного аналога [1]. Однако он не технологичен. Требует приготовления раствора нейтрального к фильтрационным свойствам продуктивного пласта, доставку его по колонне труб на забой скважины, вызов геофизической партии, на осуществление этих мероприятий требуются большие затраты времени и труда, связанные с дополнительными спускоподъемными операциям с привлечением большого числа транспортных и технических средств.
Известен также способ предотвращения загрязнения продуктивного пласта [3] под названием: «Способ разобщения пласта в скважине», предусматривающий спуск в скважину эксплуатационной колонны, отмыв глинистой корки со стенок скважины буферной жидкостью и создание перед креплением скважины на ее стенках непроницаемой цементной корки прокачиванием в скважину модифицированного цементного раствора путем добавления к нему полимерного реагента, например поливинилового спирта различных марок, таких как ПВС - Т, ПВС - ТР, ПВС В - 1 Н.
Недостатком известного способа является то, что водоотдача используемого модифицированного цементного раствора первые 4 минуты все еще остается высокой, что под действием высокого давления нагнетания цементного раствора, проникновение его фильтрата в продуктивный пласт не исключается, следовательно, создание надежного защитного экрана в интервале продуктивного пласта не обеспечивается. Кроме того, из-за плохой растворимости ПВС модифицирование им цементного раствора в скважинных условиях не представляется возможным без дополнительных технологических операций, что усложняет его приготовление и применение.
Задачей настоящего изобретения является создание способа крепления скважины, обеспечивающего сохранность коллекторских свойств пласта с использованием модифицированного цементного раствора, технологичного в приготовлении и применении.
Поставленная задача решается описываемым способом, включающим спуск в скважину эксплуатационной колонны, отмыв глинистой корки буферной жидкостью, создание перед креплением скважины защитного экрана в виде непроницаемой цементной корки из модифицированного химреагентом цементного раствора - МЦР.
Новым является то, что в качестве химреагента модифицирования цементного раствора используют поливинилацетатный - ПВА реагент в количестве 0,25-0,5% по массе от массы цемента, указанное модифицирование осуществляют путем растворения ПВА реагента в воде при приготовлении жидкости затворения цемента с использованием пеногасителя, например, «Пента-465» в количестве 10% по объему от массы ПВА реагента, закачку МЦР осуществляют порциями, после закачки первой порции МЦР закачивают обычный цементный раствор, в качестве последней порции закачивают МЦР для разобщения пластов продуктивного разреза в объеме, необходимом для заполнения заколонного пространства в интервале продуктивного пласта, причем закаченный в виде первой порции МЦР в конце указанного цементирования продавливается на дневную поверхность.
Другим отличием способа является и то, что в качестве ПВА реагента используют, например, Мовиол или ВР в количестве 0,25% по массе от массы цемента.
Предварительные патентные исследования, проведенные авторами по патентному фонду института ТатНИПИнефть, а также по научно-технической литературе, показали, что технические решения аналогичного назначения как у предложенного с получением такого положительного эффекта не обнаружены. Следовательно, по мнению авторов, заявляемый объект удовлетворяет критерию «новизна» и «изобретательский уровень».
На фиг.1 схематически изображена система обвязки цементировочного агрегата ЦА - 320 М для растворения ПВА реагента в условиях буровой в воде затворения цемента.
На фиг.2 графически изображена динамика водоотдачи цементных растворов на установке УВЦ - 2 с использованием цемента Сухоложского завода.
Способ осуществляют в следующей последовательности.
После окончания подготовительных работ, заключающихся в расстановке цементировочной техники на горизонтальной площадке, сборке нагнетательной и водоподающей линии, набора воды в мерные емкости ЦА - 320 М, опрессовке нагнетательной линии на давление, в 1,5 раза превышающее ожидаемое рабочее давление при цементировании колонны и в растворении в воде для затворения цемента модифицирующего ПВА реагента приступают к подготовке воды для приготовления модифицированного цементного раствора (МЦР) один из ЦА - 320 М временно обвязывают по схеме, изображенной на фиг.1.
Для этого из второго отсека 1 мерной емкости 2 в чанок 3 подают порцию воды и включают в работу поршневой насос 4 ЦА - 320 М, одновременно небольшими порциями в чанок засыпают ПВА реагент в количестве 0,25-0,5% по массе от массы цемента, который вместе с водой циркулирует из чанка по всасывающей линии через поршневой насос и по выкидной линии, куда включен диспергатор, снова в чанок 3. При этом в качестве ПВА реагента могут быть использованы зарубежные ПВА реагенты, например Мовиол (Германия) или ВР, в количестве 0,25% по массе от массы цемента.
При растворении ПВА реагента в воде, отечественного и зарубежного производства, особенно при затворении цемента, происходит вспенивание обработанных жидкостей. Поэтому для предотвращения пенообразования в воду затворения цемента в обоих случаях необходимо добавлять антивспениватель (пеногаситель), например, Пента 465 в количестве 10% по объему от массы ПВА реагента.
При полном растворении ПВА реагента, например, отечественного производства процесс занимает 1-1,5 часа, а зарубежного - 14-15 минут, струю готовой жидкости для затворения цемента из чанка направляют в первый отсек 8 мерной емкости 2 для накопления. По аналогичной схеме готовят и остальные порции жидкости до получения необходимого объема.
Затем в скважину через спущенную туда эксплуатационную колонну закачивают буферную жидкость для разделения бурового раствора от цементного, отмыва глинистой корки, нефтяной и полимерной пленки со стенок ствола скважины и наружной поверхности колонны.
На практике хорошие результаты получены, когда буферная жидкость в своем составе содержит триполифосфат натрия с концентрацией 2% по массе и плюс реагент ВПК - 402 - при концентрации 0,2%.
Цементирование колонны осуществляют по традиционной технологии с использованием цементировочных агрегатов, например, ЦА - 320 М. Закачку МЦР осуществляют порциями. После закачивания в колонну буферной жидкости расчетного объема (примерно 6-10 м3) через осреднительную емкость закачивают первую порцию модифицированного цементного раствора (МЦР) или гельцементного (МГЦР) с водоцементным отношением 0,6-0,7, приготовленного с помощью цементосмесительного агрегата, затем обычный цементный раствор. В качестве последней порции закачивают МЦР для разобщения пластов продуктивного разреза с водоцементным соотношением 0,44-0,5 в объеме, необходимом для заполнения заколонного пространства в интервале продуктивного пласта, причем закаченный в виде первой порции МЦР в конце указанного цементирования продавливается на дневную поверхность.
Необходимость закачивания в качестве первой порции МЦР диктуется тем, что сформированная из него цементная корка в интервале проницаемых, в том числе водоносных пластов получается плотной, тонкой и непроницаемой, а время его формирования составляет не более 3,5 минут прокачивания (см. фиг.2). Такая корка из МЦР предотвращает флюидообмен между скважиной и пластом, и, наоборот, между пластом и скважиной. Образование на стенках скважины прочной непроницаемой корки объясняется тем, что молекулы ПВА реагента, имеющие елочно-нитеобразную форму, плотно укладываются в фильтрационных каналах цементной корки и закупоривают их.
Заполнение интервала продуктивного пласта в заколонном пространстве МЦР, в завершающей стадии цементирования, диктуется тем, что цементный раствор с добавлением ПВА реагента, обладая улучшенными физическими свойствами (см. таблицу), например, по плотности, растекаемости и водоотделению надежно сохраняет коллекторские свойства продуктивного пласта от загрязнения, а также надежно разобщает пласты.
На таблице приведены результаты экспериментальных исследований цементных растворов из того же Сухоложеского завода (Су ПЦТ) и с добавлением зарубежного ПВА реагента Мовиол (Германия) и без добавок. Как видно из таблицы, физические свойства цементных растворов с добавлением ПВА реагента зарубежного производства более высокие, чем у цементных растворов отечественного производства.
Предлагаемый к защите охранным документом способ испытывался на 12 скважинах различных нефтегазодобывающих управлений. Процесс цементирования на всех указанных скважинах прошел без осложнений, при этом максимальное давление цементирования было на 15 -20% меньше, чем на базовых скважинах, часть первой порции МЦР вышла на устье скважины.
По данным геофизических исследований, например методом акустики, напряженность контакта цементного камня с колонной и породами разреза хорошая. При освоении из всех скважин получена запланированная продукция.
Источники информации:
1. А.С. № 911015, Е 21 В 33/13, 1980 г.
2. Патент РФ № 2061837, 6 Е 21 В 33/13; 33/138, 1981 г. (прототип).
3. РД № 39 - 014 7585 - 136 - 96 «Технология формирования непроницаемого экрана в приствольной зоне коллектора при строительстве скважин», Бугульма, ТатНИПИнефть, 1996 г.
Результаты анализа цементных растворов из СуПЦТ
0,025 Пента 465
0,25 Мовиол
0,025 Пента 465
2. Результаты текущих анализов цемента на скважину привозит представитель ЛУТР.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН | 2008 |
|
RU2382172C1 |
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ВОД В НЕОБСАЖЕННОМ ГОРИЗОНТАЛЬНОМ УЧАСТКЕ СТВОЛА ДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ | 2004 |
|
RU2273722C2 |
Способ цементирования обсадной колонны в скважине | 2019 |
|
RU2720025C1 |
Способ цементирования скважины | 2022 |
|
RU2797167C1 |
Способ цементирования обсадной колонны в скважине | 2023 |
|
RU2823955C1 |
СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ ПРИТОКА ВОД В ДОБЫВАЮЩУЮ СКВАЖИНУ | 2009 |
|
RU2392419C1 |
СПОСОБ РЕМОНТНО-ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ УЧАСТКЕ СТВОЛА СКВАЖИНЫ | 2008 |
|
RU2379472C1 |
СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА ПРИ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ СКВАЖИНЫ | 2008 |
|
RU2379475C1 |
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗАКОЛОННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ ИЗ ВЫШЕРАСПОЛОЖЕННОГО НЕПЕРФОРИРОВАННОГО ВОДОНОСНОГО СЛОЯ В НИЖЕРАСПОЛОЖЕННЫЙ ПЕРФОРИРОВАННЫЙ НЕФТЕНОСНЫЙ СЛОЙ | 2015 |
|
RU2584256C1 |
СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ | 2015 |
|
RU2605856C1 |
Изобретение относится к области строительства скважины и направлено на сохранение коллекторских свойств продуктивных пластов при креплении скважин от загрязняющих и кольматирующих действий фильтрата и продуктами гидратации цементного раствора под высоким давлением его закачивания. В способе крепления скважины с сохранением коллекторских свойств продуктивного пласта, включающем спуск в скважину эксплуатационной колонны, отмыв глинистой корки буферной жидкостью, создание перед креплением скважины защитного экрана в виде непроницаемой цементной корки из модифицированного химреагентом цементного раствора - МЦР, в качестве химреагента для модифицирования цементного раствора используют поливинилацетатный - ПВА реагент в количестве 0,25 - 0,5% по массе от массы цемента, указанное модифицирование осуществляют путем растворения ПВА реагента в воде при приготовлении жидкости затворения цемента с использованием пеногасителя, например, «Пента-465» в количестве 10% по объему от массы ПВА реагента, закачку МЦР осуществляют порциями, после закачки первой порции МЦР закачивают обычный цементный раствор, в качестве последней порции закачивают МЦР для разобщения пластов продуктивного разреза, причем закаченный в виде первой порции МЦР в конце указанного цементирования продавливается на дневную поверхность. Причем в качестве ПВА реагента используют, например, Мовиол или ВР в количестве 0,25% по массе от массы цемента. Техническим результатом является обеспечение сохранности коллекторских свойств пласта, технологичности в приготовлении и применении. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 2 ил.
СПОСОБ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН | 1991 |
|
RU2061837C1 |
Авторы
Даты
2006-01-20—Публикация
2003-07-30—Подача