Изоляция обводнения ГС скважин во время заканчивания скважин бурением и в период последующей их эксплуатации

Особенности конструкции горизонтальных скважин исключают традиционные технологии предотвращения обводнения скважин. К таким особенностям следует отнести: наличие скважин, имеющих диаметр горизонтального участка ствола больше диаметра вертикального участка; наличие скважин, в которых невозможно извлечь перфорированный «хвостовик» из горизонтального участка; наконец, сам профиль горизонтальной части ствола, обсадная труба которой расположена эксцентрично и находится в лежачем положении.

He останавливаясь на анализе имеющихся технологий изоляции, считаем необходимым ознакомить специалистов с наиболее перспективной, на наш взгляд, технологией, разработанной татарскими учеными и производственниками. Сущность технологии заключается в совместном применении тампонирующего состава в виде водоотталкивающей буферной оторочки вокруг ГС с надежным экранированием этой оторочки металлической оболочкой с целью исключения выноса состава в ГС. Поскольку создание изоляционного экрана непосредственно вокруг ГС из быстротвердеющих составов пока технически невыполнима, го в качестве экрана был предложен металлический профильный перекрыватель, устанавливаемый в интервале водопритока.

Выбор гидрофобных эмульсий в качестве наиболее перспективного водоотталкивающего материала обосновывается рядом факторов. Концентрированные гидрофобные эмульсии относятся по реологии к ярко выраженным неньютоновским системам с высокой степенью способности регулирования основных физико-химических, фильтрационных и структурно-механических свойств в широком диапазоне. Немаловажно, что составы на основе обратных эмульсий являются водоотталкивающими материалами, при фильтрации они гидрофобизируют стенки поровых каналов и трещин, снижая при этом фазовую проницаемость по воде.

Сама технология включает в себя две последовательно выполняемые операции: закачку в водоносный интервал ГС оторочки гидрофобной вязкой жидкости, спуск и установку в интервале водопритока металлического профильного перекрывателя конструкции института «ТатНИПИнефть».

При таком комбинированном подходе взаимодополняющие друг друга по физическому эффекту операции экранирования зоны осложнения позволяют успешно решить поставленную задачу.

Проведенные промысловые работы показали высокую эффективность комплексной технологии гидродинамического тампонирования с дальнейшим механическим отсечением зоны водопритока ГС профильным перекрывателем.

Учитывая несомненную важность решения проблемы изоляции пластовых вод при бурении и эксплуатации горизонтальных скважин, считаю необходимым более подробно остановиться на опыте татарских нефтяников, достигших значительного успеха в этом деле.

Пристальное внимание к этой проблеме объясняется геологическим строением разреза, а точнее, достаточно большими по толщине кыновскими глинами, которые характеризуются крайней неустойчивостью и, как говорят бурильщики, «валят».

В связи с тем что кыновский горизонт вскрывают под углом 65-69°, существующие конструкции профильных перекрывателей не могут быть применены для осуществления данной технологии. Поэтому в институте были разработаны и испытаны: профильный перекрыватель со съемным башмаком и безрезьбовой соединительной головкой, технология колибровки внутреннего канала перекрывателя без вращения бурильной колонны и совместно с OA «Волгабурмаш» - одношарошечное долото-расширитель ОДР 216/237. Кроме того, на Первоуральском Новотрубном заводе была изготовлена опытная партия профильных труб новой модификации, из которых затем, после соответствующей механической обработки, были скомпонованы в OA «Перекрыватель» (г. Азнакаево) профильные перекрыватели. Опытные образцы одношарошечных долот-расширителей ОДР 216/237 изготавливались в АО «Волгоградбурмаш» (г. Самара).

Разработана также технология перекрытия кыновского горизонта профильным перекрывателем в двух вариантах:

- с частичным уменьшением диаметра скважины (без расширения ее ствола); с применением перекрывателя ПП - 216 (эта технология успешно испытана на скважине 39454 Западно-Лепиногорской площади). После крепления Кыновского горизонта профильным перекрывателем длиной 144,5 м было пробурено еще 86 м горизонтального ствола диаметром 190,5 мм. При этом до спуска и цементирования эксплуатационной колонны на различные виды работ было затрачено 880 часов и произведено 18 спускоподъемных операций. За это время никаких осложнений, связанных с профильным перекрывателем, не возникало;

- без уменьшения диаметра скважины с помощью перекрывателя ПП-216. Для выполнения работ по этому варианту было разработано, изготовлено и испытано специальное долото-расширитель ОДР 216/237, которое предназначено для вскрытия кыновского горизонта с одновременным увеличением диаметра скважины до 237 мм с тем чтобы, не затрачивая времени на спуск и расширение ствола скважины раздвижным расширителем, после вскрытия указанного горизонта можно было сразу установить профильный перекрыватель. без уменьшения диаметра скважины. Такое решение вызвано тем, что устойчивость кыновского горизонта в значительной степени зависит от времени, затраченного на вскрытие его до начала работ по креплению ствола. Для локального крепления скважин по этой технологии подготовлен полный комплекс оборудования, который планируется применять при бурении горизонтальных скважин уже в последующие годы.

Переход к облегченной таким образом конструкции скважин снижает стоимость их на 25-30 %.

Разработан новый способ и технологические средства для поинтервального вскрытия и крепления зон осложнений путем наращивания профильных перекрывателей снизу без уменьшения диаметра скважины. Впервые этим способом произведено локальное крепление трещиноватокавернозной зоны поглощения на скважине 202 Гараевской площади, вскрыть которую полностью было невозможно из-за осыпания выбуренного шлама из каверн и прихватов бурильного инструмента вследствие этого.

Используя эту технику и технологию при бурении горизонтальных скважин, можно поинтервально перекрыть зону обвалов в тех случаях, где это невозможно осуществить за один прием.

Созданы технологии и оборудование, позволяющее решать одну из труднейших проблем - изоляцию интервалов водопритоков в необсаженных горизонтальных скважинах с помощью профильных перекрывателей.

Использование этих разработок позволило впервые в мировой практике эксплуатации горизонтальных скважин возобновить работу обводненной на 100% бездействующей более 2-х лет скважины №11251 на Онбийской площади.

После проведения указанных работ скважина имеет дебит 12 т/сут.

Схема изоляции водопритока в горизонтальном стволе скважины представлена на рис. 1.32.

Эта технология, включающая разработку оборудования и технологические приёмы его применения, созданная татарскими специалистами-нефтяниками, позволяет решать одну из труднейших проблем -изоляцию интервалов водопритоков в необсаженных горизонтальных скважинах с помощью профильных перекрывателей.

На рис. 1.33 представлены варианты подвески хвостовиков-фильтров на профильных трубах.

По этому варианту производят подвешивание хвостовика-фильтра к эксплуатационной колонне с помощью простого и надежного подвесного устройства из профильной трубы.

Эта техника и технология успешно испытаны в Татарстане на двух горизонтальных скважинах, бурение которых проводила фирма «Истмен Кристансон» из эксплуатационных колонн диаметром 168 мм (скв. 14076 и 235250). Из этих двух скважин после проведенных работ по бурению вторых стволов и подвески хвостовиков-фильтров добыто несколько десятков тысяч тонн нефти.

Технология и техника локального крепления скважин профильными трубами разработаны и применяются в нашей стране и не имеют аналогов за рубежом. На разработки получено более 30 патентов в Российской Федерации и 52 в зарубежных странах.

В настоящее время большинство горизонтальных скважин заканчиваются без цементирования. Горизонтальный участок зачастую укрепляется прорезным хвостовиком, заранее перфорированным или хвостовиком перфорированным, но с заглушенными перфорационными отверстиями магниевыми пробками, которые впоследствии растворяются кислотным раствором. Только в редких случаях (в устойчивых к разрушению горных породах) горизонтальные скважины не требуют дополнительного крепления.

Иногда в сильно искривлённом пласте промежуточная колонна (обсадка) укреплялась высококачественным цементированием. Это необходимо для защиты промежуточной колонны от воздействия пластовых флюидов и для создания изоляции между верхними водоносными обсаженными зонами и нижними продуктивными интервалами. Однако зачастую появляются обстоятельства при добыче и заканчивание горизонтальных скважин, вынуждающие производить обсадку с целью обеспечения изоляции пластов. Ниже приводятся случаи, когда применяется обсадка в горизонтальных скважинах:

1) при планировании обсадки ствола многоцикловой стимуляции притока;

2) при прогнозировании последствий газо- и водоконусообразования, вызванных пересечением скважиной газовой шапки или пластовой воды, а также прохождением скважины в непосредственной близости от них. Это может явиться результатом потери контроля направления проводки ствола, что приводит к неконтролируемому отклонению ствола или пересечению ствола газовой шапки до вступления в зону нефтеотдачи;

3) когда продуктивные интервалы могут потребовать ремонтного цементирования с целью предотвращения нежелательного прорыва воды или газа.

Примером типичного заканчивания таких скважин является технологическая схема, представленная на рис. 1.34.

Имеются достаточно справедливые аргументы того, что короткие (до 2 м) пакеры легче цементировать и что они обеспечивают более надежную изоляцию, нежели стандартные длинные пакеры.