CC BY
141показатели в разы превышающие показатели том-панажных цементов типов I, II и III согласно таблицы №2 ГОСТа 1581-96.
Прочностные характеристики образцов состава на основе SCA-308-B при температуре 70 ± 2°С на сжатие через 36 часов составляет 5,1 МПа, через 100 часов - 8,1 МПа, через 150 часов - 8,4 МПа. Значения прочностных характеристик цементов типа I, II и III при сжатии ГОСТом не регламентируется.
Литература
1. Величков С.В., Демидова П.И., Мозговой Г.С., Сагитов Ф.К. Проведение ремонтно-изоля-
ционных работ на горизонтальных скважинах после многостадийного гидроразрыва пласта//Мате-риалы XVI международной научно-практической конференции 21 век: фундаментальная наука и технологии , 2018. С.94-98.
2. Чикиров Р.Р., Тополева А.В. Эффективность примененения горизонтальных скважин с МГРП//В сборнике:Инновационные технологии в науке нового времемни сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции. 2017. С. 142-145.
3. Горбунов М.Г., Неупокоев В.В. Применение портов МГРП с шарами, не требующих разбу-ривания //Бурение и нефть. 2016. № 6. С. 42-43.
РЕМОНТНО-ИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ В ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ
Климанова Д.А.
студентка кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин», ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Мозговой Г.С. старший преподаватель кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин», ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Павлов И.В. канд.техн.наук, доцент кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
REPAIR-INSULATING WORKS IN HORIZONTAL WELLS
Klimanova D.A.
student of the department "Drilling of oil and gas wells" Samara State Technical University Mozgovoy G.S.
senior lecturer of the department "Drilling of oil and gas wells"
Samara State Technical University Pavlov I.V.
candidate of technical sciences, associate professor of the department "Development and operation of oil and gas fields" Samara State Technical University
АННОТАЦИЯ
Рассматривается проблема ограничения притока воды в горизонтальных скважинах. Предлагается технология ремонтно-изоляционных работ не требующая специального внутрискважинного оборудования в случае локального прорыва воды. Описываются свойства, предлагаемых для проведения РИР композиций.
ABSTRACT
The problem of limiting the water flow in horizontal boreholes is considered. The technology of RIW (repair and insulation works) which isn't demanding the special downhole equipments in case of local WBT (water breakthrough) is offered. The properties proposed for RIW are described.
Ключевые слова: ремонтно-изоляционные работы, ограничение водопритока, горизонтальные скважины, «Emultech», «Polytech».
Keywords: repair and insulation works, limitation of water flow, horizontal boreholes, «Emultech», «Polytech».
На сегодняшний день в нефтедобывающей отрасли остро стоит проблема ограничения попутно добываемой воды. Преждевременное обводнение скважин приводит к большим затратам на добычу, транспортировку нефти и отделение попутно добываемой воды. С каждым годом число обводненных скважин растёт, несмотря на увеличение объёма
проводимых водоизоляционных работ. Причинами обводнения скважин служат: потеря герметичности эксплуатационной колонны, возникновение зако-лонной циркуляции, межпластовые перетоки, кону-сообразование и т.д.
Проведение ремонтно-изоляционных и водоизоляционных работ (РИР/ВИР) сопровождается
высокими технологическими рисками, так как не всегда достигается высокая их эффективность. Совершенствование свойств используемых при РИР материалов в настоящее время является актуальной задачей, достижение которой в последние годы приобретает все большее значение.
Также следует сказать, что в связи с ухудшением структуры запасов и постепенным их истощением на данный момент перед нами стоит проблема сохранения лидирующих позиций страны по добычи нефти. Для её осуществления следует совершенствовать известные способы бурения скважин, к числу которых относится горизонтальное бурение, обладающее рядом преимуществ по сравнению со стандартными вертикальными скважинами. Благодаря наибольшей зоне контакта с продуктивным пластом, горизонтальные скважины повышают эффективность разработки в несколько раз.
Следует учитывать то, что традиционные ре-монтно-изоляционные работы, проводимые на вертикальных скважинах, не дают должного эффекта на горизонтальных скважинах и более того в большинстве случаев приводят к серьёзным осложнениям [2,c.3]. Для положительного результата следует приспособить известные технологии к особенностям скважин с горизонтальным окончанием. Таким образом, ограничение притока воды в горизонтальном участке ствола скважины, с учетом особенностей фильтрационнно-емкостных свойств, конструкции и протяженности ствола является актуальной.
Особенностью горизонтальных скважин является неравномерный приток жидкости к стволу преимущественно к первой трети горизонтального участка скважины. Это связано с распределением гидравлических сопротивлений, особенностью фильтрационно-емкостных свойств продуктивного пласта и освоением скважины в первую очередь в ближней области, поскольку «дотянуться» прилагаемой депрессией до дальних интервалов горизонтального ствола не всегда удаётся. Как следствие наблюдается более быстрая выработка запасов, а также локальные прорывы воды, в частности, из нижележащих водоносных горизонтов.
Большинство предлагаемых на сегодняшний день технологических решений подразумевает использование гибких труб (колтюбинг) и специальных пакеровочных устройств, позволяющих отсечь
необрабатываемые области от закачки водоизоли-рующих составов и обеспечивающие проведение ремонтно-изоляционных работ в заданном целевом интервале.
Целью данной статьи является предложение технологии, альтернативной разработанным ранее подходам, которая не требует применения специального внутрискважинного оборудования в случае обводнения скважины. При этом затраты на проведение ремонтно-изоляционных работ на горизонтальном участке скважины становятся сравнимыми с проведением работ на наклонно-направленных и вертикальных скважинах [1,а102].
Одними из наиболее распространенных и эффективных водоизолирующих систем являются ге-леобразующие композиции на основе гидролизо-ванных полимеров акриламида (сополимеров акри-ламида и акриловой кислоты). В мире выпускается несколько тысяч различных марок ПАА с различными физико-химическими свойствами, но не все из них подходят для проведения РИР.
Предлагаемая нами технология ограничения водопритока состоит из нескольких последовательных действий. Первый этап подразумевает временную изоляцию дальней части горизонтального ствола "жидким пакером". Далее производится закачка в интервал водопритока гелеобразующей композиции (водоизолирующего раствора) и выдержка на период гелеобразования. Последний этап технологии - это частичное разрушение образовавшегося геля в ближней околоскважинной зоне деструктором с целью очистки нефтенасыщенных продуктивных областей и достижения большей селективности установки водоизоляционного экрана. Концентрации гелеобразующих растворов выбираются для конкретных геолого-физических условий индивидуально, так же как и объемы их закачки.
В качестве «жидкого паркера» мы предлагаем использовать композицию «Emultech». Данный состав обладает рядом преимуществ:
1) высокие блокирующие свойства - фильтрация блокирующего состава «БтикесЬ» в пористую среду происходит при очень высоких перепадах давления, связанных с высокой вязкостью рабочих композиции, а также с соотношением размера глобул обратной эмульсии и эффективным диаметром поровых каналов (рис. 1) [1, а!03].
120
2 I-
п
оГ
<3
ш ц
ш га
ч ч
П
с ш а. ш с
100 -
80
60
40 -
20
0
п 7
АР = 0,73а1'1741 К2 = 0,99 г
/6
0
1
2 3 4 5
Глубина проникновения (Д1), см
Рис.1. - Высокие блокирующие и защитные свойства состава «ЕтиЫесИ».
2) Гидрофобизация породы и сохранение ФЕС(фильтрационно -емкостных своств) - поскольку внешняя фаза представлена углеводородной средой с активными ПАВ, то при частичном проникновении состава в пласт происходит его гид-рофобизация , коэффициент восстановления проницаемости составляет порядка 0,87-0,95% и возрастает до 100% в процессе вывода скважину на режим.
3) Высокая термостабильность - введение в состав стабилизатора позволяет использовать композицию «БтикесИ» на высокотемпературных (до 120С) объектах без потери вязкости и разрушения блокирующей жидкости [1,а103].
4) "Emultech" не вызывает коррозию элементов подземного и устьевого оборудования, а обращение с составами на промысле не требует привлечения дополнительного оборудования.
В роли водоизолирующего раствора мы предлагаем использовать композицию «Polytech WPR», обладающую рядом полезных свойств:
1) Высокая селективность воздействия - благоприятные реологические свойства растворов «Ро^есЬ» обеспечивают высокую селективность проникновения гелеобразующей системы преимущественно в более промытые и обводненные интервалы при минимальном воздействии на продуктивные нефтенасыщенные области; различный уровень гидродинамической проницаемости для фильтрации воды и нефти конечных гидрогелей (фазовые сопротивления для фильтрации нефти через гель в 4-10 раз меньше, чем для воды) дополнительно обеспечивают «Ро^есЬ» высокие селективные свойства.
2) Высокие изолирующие свойства - остаточный фактор сопротивления для воды измеряется десятками и сотнями тысяч единиц, а начальный градиент давления может достигать 200-300 атм/м. Данные характеристики зависят от фильтрационно-емкостных свойств пластов и, как правило, составляют Rост = 20 000-100 000 ед. и АРнач = 30-70 атм/м, соответственно.
3) Удобство применения, хранения и транспортировки - полимеры «Ро^есЬ» поставляются во влагонепроницаемых закрытых мешках общей массой 25 или 50 кг, имеют гарантийный срок хранения 12 месяцев и 4 (минимальный) класс опасности.
4) Низкая вязкость рабочих растворов - вязкость гелеобразующих растворов «Ро^есЬ» в реализуемых на практике режимах закачки (скоростях сдвига) лежит в диапазоне от 20 до 50 мПа*с.
5) Регулируемые сроки гелеобразования - геле-образование систем «Ро^есЬ» регулируется от нескольких часов до нескольких суток и задается, как правило, в периоде от 12 до 24 часов [1,а104].
6) Широкий температурный диапазон применения - высокая термостабильность конечных гелей позволяют использовать системы «Ро^есИ» при пластовых температурах до 120 °С и выше.
7) Высокая стабильность и прочность системы - сшитые гели (рис. 2 (а)) обладают высокой устойчивостью, крайне низким синерезисом (менее 5 % через 30 сут) и продолжительным «временем жизни», измеряемой годами.
Рис.2. - а) Исходный раствор «Polytech WPR» со сшивателем; б) Конечный гель «Polytech WPR».
Для повышения селективности установки изолирующих барьеров в интервалах притока воды применяются специальные химические деструкторы. На основе окисления деструктор контролируемо разрушает гель до вязкости, сравнимой с водой.
25
Динамика разрушения полимерного геля деструктором в кернах различной проницаемости изображена на рисунке 3.
о
X
X
ф
3
>
о.
п га о.
5 0)
ю О
20
15
10
к, = 0,96 мкм2 [2
Г к 2 = 0,11 мкм
10
20 30 40 50
60 70 80 Время, мин
Рис. 3. - Динамика разрушения полимерного геля деструктором.
В заключение следует сказать, что данная технология является эффективным способом ограничения притока воды. Применение данных составов позволяет проводить изоляционные работы без использования внутрискважинного оборудования, а их благоприятные характеристики и стабильность гарантируют эффективность в технологиях ре-монтно-изоляционных работ.
Литература
1. Климанова Д.А., Мозговой Г.С., Павлов И.В. Ограничение водопритока в горизонтальном участке скважины //Материалы XVI международной научно-практической конференции 21 век: фундаментальная наука и технологии , 2018. С.101-104.
2. Павлов Иван Владимирович. Обоснование технологии ограничения притока воды в горизонтальные скважины составами направленного действия. Автореферат. Диссертация на соискание учёной степени. Санкт-Петербург-2009.- 21 с.
3. Земляной Александр Андреевич. Совершенствование методов изоляции водопритоков в скважинах с горизонтальным окончанием» Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа - 2016.-125 с.
3. И.И. Клещенко, Г.П. Зозуля, А.К. Ягафаров, В.П. Овчинников. Теория и практика ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах. Учебное пособие. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. - 386 с.
5
0
0
