T TAT N Е FT
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ
УДК 622.245.44
© Коллектив авторов, 2015
Применение водонабухающих пакеров для изоляции трещиноватых участков горизонтальных стволов скважин залежей 302-303
Ï^OnET
НГДУ "ЛЕНИНОГОРСКНЕтТЪ"
Н.Г. Ибрагимов, д.т.н., Ф.З. Исмагилов
(ПАО «Татнефть»),
А.К. Азизова
(АО «КВАРТ»),
С.В. Любецкий
(НГДУ «Лениногорскнефть»),
Р.И. Катеев, к.т.н.,
А.Р. Исхаков
(ТатНИПИнефть)
Адрес для связи: krep@tatnipi.ru
Ключевые слова: трещиноватый коллектор, конструкция горизонтальных скважин, набухающие пакеры, обсадной хвостовик, обводненность продукции.
Experience in application of water-swellable packers for shutting-off the fractured sections of horizontal wells in the deposits 302-303
N.G. Ibragimov, F.Z. Ismagilov (Tatneft PJSC, RF, Almetyevsk),
A.K. Azizova (KVART AO, RF, Kazan),
S.V. Lyubetsky (Oil and Gas Production Department
Leninogorskneft, RF, Leninogorsk),
R.I. Kateev, A.R. Iskhakov (TatNIPIneft, RF, Bugulma)
E-mail: krep@tatnipi.ru
Key words: fracture reservoir, horizontal well design, swellable packers, well liner, production watercut.
Nowadays, a well completion technique involving horizontal drilling and application of swellable packers has gained wide acceptance across the globe. This paper describes the methodology and results of bench testing of water-swellable packers designed for the conditions encountered in the fields operated by Tatneft RISC. Experience in shutting-off the fractured sections of horizontal wells using domestic swellable packers is reviewed.
Высокая скорость обводнения скважин, характерная для залежей 302-303, связана с их геологическими особенностями: высокой послойной и зональной неоднородностью коллекторов; низкими фильт-рационно-емкостными свойствами (ФЕС) матрицы породы;наличием трещин, по которым преимущественно движется пластовая вода; повышенной вязкостью нефти; низким газовым фактором. Вследствие фильтрации жидкости в трещиновато-пористой среде в основном по трещинам добывающая скважина быстро обводняется как нагнетаемой, так и подошвенной водой. Для изоляции трещиноватых участков при строительстве скважин в рамках опытно-промысловых работ применяется технология обсаживания горизонтального ствола хвостовиком с набухающими пакерами.
В ПАО «Татнефть» водонефтенабухающие пакеры различных типоразмеров производства компании TAM International (США) применяются с середины 2010 г. [1]. Существенным недостатком импортных набухающих пакеров является высокая стоимость. С целью импортозамещения ТатНИПИнефть совместно
Рис. 1. Схема испытательного стенда
с АО «Кварт» (г. Казань) разработали резинополимер-ный водонабухающий эластомер для создания набухающего пакера [2]. Для исследования его герметизирующей способности согласно разработанной в Тат-НИПИнефти методике в АО «Кварт» подготовлен испытательный стенд (рис. 1), позволяющий испытывать на гидропрорыв пакер длиной до 2 м.
Испытательный стенд включает трубу 5, в которой размещается обсадная труба 2 с эластомером 6 внешним диаметром 133 мм. Водонабухающий эластомер методом вулканизации закрепляется на обсадной
Рис. 2. Давление гидропрорыва пакера длиной 1 м, набухшего в различных жидкостях
трубе 2 и с торцов ограничивается металлическими кольцами 3. Через штуцер 4 закачивается жидкость активации, через штуцер 1 осуществляется контроль утечек.
Опытный эластомер испытывался на набухание в воде различной минерализации при давлении 10 МПа и температуре 22 °С. В качестве жидкостей активации использовались пластовые воды девонского горизонта (плотность - 1189 кг/м3, минерализация - 265 г/л), бобри-ковского горизонта (плотность - 1160 кг/м3, минерализация - 238 г/л), протвинского горизонта (плотность -1020 кг/м3, минерализация - 29 г/л), пресная вода. Результаты испытаний представлены на рис. 2.
В связи с тем, что повышение минерализации воды увеличивает продолжительность набухания, проведены стендовые испытания пакера длиной 1 м с набуханием в пресной воде в течение 17 сут и дальнейшей выдержкой в пластовой воде минерализацией 238 г/л. Установлено, что после набухания пакера в пресной воде с дальнейшей заменой ее на минерализованную герметичность
пакера сохранилась, давление гидропрорыва составило 17 МПа. Кроме того, были осуществлены испытания набухшего пакера до и после воздействия кислотного состава, содержащего 25 % соляной кислоты. Давление гидропрорыва после 4-ч воздействия кислоты составило 15 МПа для пакера длиной 1 м, набухшего в пластовой воде минерализацией 22 г/л в течение 23 сут.
Промысловые испытания водонабухающих пакеров проведены при бурении скв. 35387г (рис. 3, а), 37852г и ремонте скв. 37972г (рис. 3, б), 37783г залежей 302-303 НГДУ «Лениногорскнефть». После спуска пакеров в составе обсадного хвостовика их набухание и герметичность проверены нагнетанием жидкости на пакер, установленный в «голове» обсадного хвостовика. В таблице представлены результаты эксплуатации на (25.05.15 г.) скв. 35387г, 37852г и соседних скважин с различными вариантами заканчивания: цементируемый хвостовик с перфорацией; нецементируемый хвостовик.
Скв. 35387г пробурена с куста №198 на отложения башкирского яруса. На 25.05.15 г. дебит нефти равен 2,95 т/сут при обводненности 26 %. Дебит нефти скважин данного куста, пробуренных в северном направлении, в среднем составляет 4,38 т/сут при обводненности до 10 %. Исключением является скв. 35384г, которая пробурена в южном направлении: дебит нефти равен 0,17 т/сут, обводненность - 98 %.
Скв. 37852г пробурена с куста №153 на отложения протвинского горизонта. На 25.05.15 г. дебит нефти составляет 4,92 т/сут при обводненности 57 %. Дебит нефти соседней скв. 37854г равен 2,3 т/сут при обводненности 81 %. Дебиты нефти других скважин куста (37851 г, 37853г), пробуренных на вышележащий башкирский ярус, составляют в среднем 2 т/сут при обводненности 86 %.
Скв. 37783г пробурена 25.09.12 г. на отложения про-твинского горизонта, после обводнения продукции до
Рис. 3. Схема компоновки хвостовика в скв. 35387г (а) и скв. 37972г (б)
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО
07'2015 49
Номер Продолжительность Интервал установки Дебит Обводненность, %
скважины эксплуатации,сут хвостовика, м жидкости, м3/сут нефти, т/сут
Башкирский ярус
35387г 308 950-1126 (с пакерами «Кварт») 4,4 2,95 26
35384г 280 838-1022 13 0,17 98,5
35393г 170 847-1047 2,5 1,99 12
37723г 259 940-1165 11,3 5,43 47
37729г 174 950-1128 1,6 1,27 12
37855г 240 942-1110 (с пакерами ТАМ) 12,8 5,57 52
37851г 314 898-1169 12,9 1,63 86
37853г 291 948-1094 12,7 1,61 86
Протвинский горизонт
35391г 281 786-1017 10 1,09 88
37852г 332 887-1048 (с пакерами «Кварт») 12,5 4,92 57,0
37854г 251 933-1136 13,2 2,29 81
Рис. 4. Динамика обводненности скв. 37783г (а) и скв. 37972г (б) до и после применения пакеров «Кварт»
98 % в ней проведен капитальный ремонт, горизонтальный ствол обсажен хвостовиком с четырьмя паке-рами «Кварт». На 25.05.15 г. дебит нефти составил 3,29 т/сут, обводненность - 84 %. На рис. 4, а представлена динамика обводнения скв. 377832 до и после капитального ремонта. Скв. 37972г пробурена 29.11.10 г. на отложения протвинского горизонта, после обводнения продукции до 98 % проведен ее капитальный ремонт, открытый горизонтальный ствол обсажен хвостовиком с четырьмя пакерами «Кварт»
(см. рис. 4, б). На 25.05.15 г. дебит нефти составил 1 т/сут, обводненность - 94 %.
Планируются расширенные опытно-промысловые испытания водонабухающих пакеров при строительстве и капитальном ремонте скважин ПАО «Татнефть» в различных геологических условиях.
Выводы
1. Разработанный резино-полимерный эластомер способен набухать при температуре от 20 °С при минерализации воды до 265 г/л в течение 15-56 сут.
2. Водонабухающий пакер длиной 1 м наружным диаметром 133 мм на 114-мм обсадной трубе в трубе внутренним диаметром 145 мм после набухания в воде различной минерализации выдерживает давление гидропрорыва от 10 до 25 МПа.
3. Водонабухающий пакер устойчив к кислотному составу, который применяется в ПАО «Татнефть» для повышения нефтеотдачи пластов.
Список литературы
1. Катеев Р.И., Исхаков А.Р., Зарипов И.М. Опыт применения водонеф-тенабухающих заколонных пакеров ТАМ Мегпа^опа1//Тр. ин-та ТатНИ-ПИнефть. - 2011. - Вып. 79. - С. 213-220.
2. Проведение лабораторных и стендовых исследований при разработке отечественного водонабухающего пакера/Р.И. Катеев, А.Р. Исхаков, И.М. Зарипов (и др.)//Тр. ин-та ТатНИПИнефть. - 2014. - Вып. 82. -С.235-240.
References
1. Kateev R.I., Iskhakov A.R., Zaripov I.M., Opyt primeneniya vodonefte-nabukhayushchikh zakolonnykh pakerov TAM International (Experience in application of oil-water-swellable casing packers of TAM International), Proceedings of TatNIPIneft', 2011, V. 79, pp. 213-220.
2. Kateev R.I., Iskhakov A.R., Zaripov I.M. et al., Provedenie laboratornykh i stendovykh issledovaniy pri razrabotke otechestvennogo vodonabukha-yushchego pakera (Laboratory and bench researches in developing of the domestic water-swellable packer), Proceedings of TatNIPIneft', 2014, V. 82, pp. 235-240.
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.