щ
технологии
Материалы
для изоляции поглощений в условиях многолетнемерзлых пород
Ю.С. УГОЛЬНИКОВ,
начальник отдела по цементированию и РИР
ООО «ПСК «Буртехнологии»
yugolnikov@mail.ru
Хорошо известно, что поглощения промывочной жидкости являются наиболее распространенным, материально- и трудозатратным видом осложнений в процессе строительства нефтяных и газовых скважин. Борьба с поглощениями в интервалах, приуроченных к зонам многолетнемерзлых пород (ММП), носит особенный - исключительный характер.
ООО «Пермская сервисная компания «Буртехнологии»
Россия, 614000, г Пермь, ул. Газеты «Звезда», 12, оф. 301 Тел/факс: +7 (342) 218-21-90, 218-21-91 pskbt@mail.ru www.pskbt.ru
Ключевые слова: ООО «ПСК «Буртехнологии», многолет-немерзлые породы, поглощения, изоляция интервалов, вязкоупругие составы
MATERIALS FOR INSULATION REMOVALS IN CONDITIONS OF LONG-FROZEN SOILS
Yu. UGOLNIKOV, «PSK «Burteknologii» LLC
It is well known that the absorption of the washing liquid are the most common, material - and labor-intensive type of complications in the construction process of oil and gas wells. The fight against takeovers in intervals, confined to zones of long-frozen soils (MMP), is a special - exceptional.
Keywords: «PSK «Burteknologii» LLC, long - frozen soils, absorption, intervals isolation, viscoelastic compositions
Большинство известных и традиционных способов изоляции интервалов поглощения подразумевают в той или иной степени использование отверждае-мых материалов на основе различного рода вяжущих веществ. Такие материалы в технологически необходимые, чаще всего, очень короткие сроки формируют прочный камень, а поскольку гидратация любого вяжущего вещества сопровождается ярко выраженной экзотермической реакцией, то эффективность таких материалов в условиях ММП, однозначно подвергается сомнению. Попадая в дефекты горной породы (поры и трещины), отверждаемые тампонажные материалы в момент начала формирования твердого тела растепляют окружающий массив, представленный сла-босцементированными низкопрочными породами с отрицательными либо низкими положительными температурами. В этой ситуации вместо ожидаемого положительного эффекта, выраженного в изоляции или кольматации дефектов горной породы, происходит увеличение их поперечных и даже продольных размеров.
Применение различного рода кольма-тирующих пачек в условиях ММП также является низкоэффективным технологическим решением. Кольматирующие пачки подразумевают поэтапную кольматацию пор и трещин поглощающего горизонта химически нейтральными частицами соответствующей дисперсности, которые
формируют прочный, непроницаемый экран в приствольной части разреза. Однако успешность применения кольматирующих пачек во многом зависит от структуры горных пород, слагающих изолируемый интервал. Прочность стенок скважин, а следовательно, той самой горной породы, должна быть не меньше прочности формирующегося изоляционного экрана. Интервалы ММП в большинстве случаев представлены несцементированным мерзлым песчаником и алевролитами, прочностные характеристики которых препятствуют надежной фиксации изоляционного экрана на своей поверхности. Таким образом, большинство широко известных и эффективных в других горногеологических условиях способов изоляции интервалов поглощений в условиях ММП не только не эффективны, но и противопоказаны, так как результат может быть абсолютно противоположным.
Тампонажный материал для эффективной изоляции интервалов поглощений в условиях ММП должен обладать несколькими исключительными свойствами:
Табл. Показатели свойств ВУСа
№ п/п ПВ, мПа-с УВ, г/см3 Время сшивания, мин. Пластическая прочность через 2 часа, кПа
Состав № 1 62 120 15 5
Состав № 2 55 110 25 4,2
Состав № 3 45 105 45 4,0
Состав № 4 40 93 55 4,0
«Буртехнологии» — российская компания, осуществляющая сервис технологических жидкостей для строительства скважин. Основным направлением деятельности компании являются разработка, внедрение и сопровождение технологического комплекса, включающего в себя эффективные технологические решения по промывке, цементированию и вторичному вскрытию продуктивных горизонтов при строительстве нефтяных и газовых скважин различной конструкции. При оказании инженерно-сервисных услуг компания осуществляет поставки необходимых реагентов для растворов непосредственно на скважины. Для производства химических реагентов используется лучшее российское и импортное сырье. В настоящее время компания сотрудничает на постоянной основе с нефтяными компаниями Пермского региона, Удмуртии, Башкортостана, Татарстана, Западной Сибири, Республики Коми, Казахстана и Узбекистана.
технологии
т
Технология применения ВУСов доказала свою состоятельность и эффективность в условиях интрузий трещиноватых долеритов в скважинах Восточной Сибири. В ряде случаев ВУС являлся альтернативой оборудованию локального крепления скважин (ОЛКС).
1. Прочность формирующегося изоляционного экрана должна быть сопоставима с прочностью горных пород, слагающих интервал.
2. Полное отсутствие экзотермии при формировании изоляционного экрана.
3. Способность к резкому структурообразованию при низких положительных температурах.
4. Технологичность в использовании.
Максимально отвечают этим требованиям полимерные сшиваемые вязкоупругие составы (ВУС) с регулируемым временем структурообразования.
Данные технологические жидкости представляют собой химически не агрессивную жидкость умеренной вязкости, которая закачивается в скважину без использования специального тампонажного оборудования и даже через забойный двигатель. По истечению технологически необходимого времени происходит сшивание полимерной основы и формируется упругое резиноподобное тело. Характерной особенностью ВУСов является их способность формировать не отверждаемый изоляционный экран, преимуществом которого являются:
- высокая пластическая прочность;
- отсутствие экзотермической реакции при структу-рообразовании;
- отсутствие необходимости разбуривать цементный мост;
- индифферентность к низким положительным температурам;
- высокая адгезия, в том числе и к неустойчивым породам в интервалах ММП.
Эффективность полимерных сшиваемых составов, в отличие от традиционно применяемых отверждаемых тампонажных материалов, обусловлена способностью к резкому формированию целостной неделимой структуры, когда молекулы во всем объеме имеют упруго пластичную связь между собой.
Нашей компанией, специально для изоляционных работ в интервалах полных и катастрофических поглощений, разработаны рецептуры ВУСов с регулируемым временем «сшивания» от нескольких минут до двух часов, что позволяет применять указанные материалы в условиях низких и нормальных температур с высокой степенью безопасности и эффективности (табл.).
В состав ВУСа входят поликомпонентная полимерная основа - Флок БТ, а также реагент-сшиватель и регуляторы сроков структурообразования ГРИНВИК.
В зависимости от характера поглощения технология проведения изоляционных работ с использованием вяз-коупругих составов заключается в следующем:
1. Частичные поглощения. При обнаружении частичного поглощения и проведении гидродинамических исследований скважины определяется необходимое время закачки и, соответственно, рецептура и объем ВУ-Са. В блоках приготовления буровых растворов (БПР)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 Время, мин.
Рис. 1. Процесс структурообразования ВУСа
Рис. 2. Вязкоупругий состав
готовится ВУС и производится закачка через рабочую компоновку. По истечении времени технологического отстоя продолжается бурение в проектных режимах.
2. Полные поглощения. При обнаружении поглощения и проведении гидродинамических исследований производится смена компоновки на роторную или открытый конец. С целью экономии материалов и повышения эффективности изоляционных работ производится намыв крупнофракционного наполнителя. В БПР производится заготовка необходимого объема ВУС с минимально допустимыми сроками структурообразования. Закачка производится без применения дополнительного тампонажного оборудования. После технологического отстоя проводка ствола скважины продолжается согласно проектным режимам.
Одним из важнейших эксплуатационных свойств ВУ-Са является высокий уровень безопасности проведения технологического процесса, так как полностью исключается потеря подвижности бурильного инструмента при проведении изоляции. Данный аргумент обусловлен тем, что по истечении времени «сшивания» формируется не твердое, а упруго-пластичное тело, а отсутствие твердой фазы и свободной воды делает невозможным свободную фильтрацию материала с образованием не-прокачиваемых пачек (рис. 1).
Эффективность полимерных сшиваемых составов, в отличие от традиционно применяемых отверждаемых тампонажных материалов, обусловлена способностью к резкому формированию целостной неделимой структуры, когда молекулы во всем объеме имеют упруго пластичную связь между собой. Такая структура тампонирующего состава при попадании его в интервал поглощения, даже при наличии гидродинамической связи между пластами, препятствует разбавлению пластовыми водами, а следовательно, максимально сохраняет эксплуатационные свойства материала (рис. 2).
Технология применения ВУСов доказала свою состоятельность и эффективность в условиях интрузий трещиноватых долеритов в скважинах Восточной Сибири. В ряде случаев ВУС являлся альтернативой оборудованию локального крепления скважин (ОЛКС).
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.