Ремонтно-изоляционные работы (РИР) — это одно из основных средств реализации проектов разработки нефтяных месторождений, решения задач по охране недр и окружающей среды.
Назначение РИР — обеспечение оптимальных условий работы продуктивного пласта (или нескольких пластов) для достижения запланированной (максимальной) выработки запасов нефти.
С учетом характера несоответствия конструкции скважины существующим условиям ее эксплуатации и требованиям рациональной выработки продуктивных пластов РИР делятся на две группы: технологические и аварийно-восстановительные.
| К технологическим относят РИР, обусловленные требованиями технологии разработки продуктивных пластов и месторождения в целом: 1. РИР по отключению отдельных обводненных (выработанных) интервалов пласта в нефтяных добывающих скважинах независимо от их местоположения по толщине и характера обводнения (подошвенной водой, контурной, закачиваемой), регулированию закачки воды по толщине заводняемых пластов в водонагнетательных скважинах. Необходимость проведения этого вида работ обусловливается неоднородным строением и неравномерными выработкой и обводнением продуктивных пластов по толщине. Работы проводят в неоднородных пластах с целью обеспечения нормальных условий их выработки по всей толщине. 2. РИР по отключению отдельных пластов. Необходимость проведения РИР данного вида возникает в нефтяных добывающих и водонагнетательных скважинах, одновременно эксплуатирующих несколько пластов. Различие в геологическом строении пластов (толщина, коллекторские свойства) обусловливает разновременность их выработки (обводнения) и, следовательно, необходимость отключения каждого выработанного (обводненного) пласта с целью обеспечения нормальных условий выработки остальных пластов. К аварийно-восстановительным относятся РИР, обусловленные аварийными ситуациями в процессе эксплуатации и ремонта скважин, недостатками и изъянами в их конструкции, требованиями охраны недр и окружающей среды: 1. РИР по исправлению некачественного цементного кольца (в том числе по ликвидации межпластовых перетоков). Необходимость проведения РИР этого вида обусловлена несоответствием качества тампонирования обсадной колонны условиям эксплуатации скважины и является следствием как получения некачественного цементного кольца при проведении тампонирования, так и разрушения кольца в процессе эксплуатации скважины. 2. РИР по ликвидации нарушений обсадных колонн. Необходимость проведения этих работ обусловлена нарушением герметичности обсадной колонны вследствие несоответствия конструкции скважины условиям ее эксплуатации: тампонирование обсадной колонны не по всей длине, использование для заводнения сточных вод, повышение давления нагнетания и пластового давления и т. д. 3. РИР по наращиванию (доподъему) цементного кольца за обсадной колонной и кондуктором. Необходимость проведения этих работ в первую очередь диктуется требованиями охраны недр и окружающей среды: предотвращением перетока пластовых и закачиваемых жидкостей из пласта в пласт и выхода их на поверхность. В ряде случаев эти работы проводят одновременно с ликвидацией нарушений обсадной колонны. 4. РИР по креплению слабосцементированных пород в призабойной зоне пласта. Необходимость проведения работ обусловлена разрушением призабойной зоны пласта и нарушением нормального режима эксплуатации скважин. Наиболее распространенные методы проведения ремонтно-изоляционных работ в скважинах - это методы тампонирования, основанные на использовании существующего опыта проведения РИР |
на данном предприятии, оснащенности техникой, материалами и т.д. Гидродинамическая обстановка в скважине определяется:
- одновременной совместной разработкой нескольких пластов одной сеткой скважин;
- различием геолого-физических характеристик одновременно разрабатываемых пластов (толщины, проницаемости, пластового давления и т. д.);
- разработкой продуктивных пластов при высоком пластовом давлении, превышающем гидростатическое;
- наличием гидродинамической связи между пластами по некачественному цементному кольцу и по стволу скважины (при нарушении обсадной колонны);
- наличием пластов (интервалов нарушений обсадной колонны) с высокой поглотительной способностью.
Сложная гидродинамическая обстановка в скважинах обусловливает возникновение перетока жидкости между пластами сразу после прекращения закачивания ее в скважину. Переток жидкости между пластами приводит к дополнительному разбавлению рабочих растворов изоляционного реагента с потерей их изолирующей способности и образованию в растворах циркуляционных каналов.
Результаты температурных измерений в скважине при проведении' в ней РИР значительно отличаются от естественной геотермы в данном районе.
Степень различия между ними зависит от продолжительности работы скважины, дебита или приемистости и их изменения, температуры добываемой жидкости или закачиваемой воды, продолжительности простоя скважины и т. д.
В зависимости от температурных изменений в скважине при проведении РИР, а также от температуры, объема и режима закачивания рабочих растворов выделяются три случая изменения температуры закачиваемых растворов, которые должны учитываться при планировании и осуществлении РИР:
- температуры закачиваемого рабочего раствора на поверхности, в процессе движения по стволу скважины и ко времени подхода к изолируемому интервалу остаются ниже температуры в изолируемом интервале;
- температура закачиваемого рабочего раствора на поверхности выше температуры в изолируемом интервале, однако ко времени подхода к изолируемому интервалу температура раствора становится ниже температуры в интервале;
- температуры закачиваемого рабочего раствора на поверхности, в процессе движения по стволу скважины и ко времени подхода к изолируемому интервалу остаются выше температуры в изолируемом интервале.
Для рационального построения технологии РИР в процессе их планирования должен учитываться весь объем предстоящих в скважине РИР, особенно при проведении одновременно нескольких видов РИР, например исправление негерметичного цементного кольца и отключение одного из пластов, ликвидация нескольких нарушений обсадной колонны в различных интервалах и т. д.
При выполнении РИР в скважинах со сложной гидродинамической обстановкой основное требование, предъявляемое к технологической схеме РИР, - это обеспечение закачивания рабочих растворов изоляционного реагента в скважину и продавливания в изолируемый интервал с сохранением их изолирующих свойств, т. е. предупреждение или ограничение до минимума дополнительного разбавления растворов. Последнее достигается заполнением скважины равной по плотности жидкостью (в НКТ и затрубном пространстве); применением ра-
бочих растворов изоляционного реагента с плотностью, равной плотности жидкости, заполняющей скважину; применением разделительных пробок при закачивании изоляционных реагентов по НКТ; построением технологической схемы РИР без проведения контрольных срезок закачанных рабочих растворов; применением только разбуриваемых пакеров.
К основным параметрам технологии РИР относят: объем закачиваемого за колонну раствора изоляционного реагента, давление и скорость закачивания, свойства жидкости для глушения скважины.
Объем рабочего раствора зависит от геологической и гидродинамической характеристик пласта, свойства применяемого изоляционного реагента и поставленной перед РИР цели. В идеальных условиях (одинаковая проницаемость по толщине пласта) для отключения пласта достаточно заполнить кольцевое пространство между стенками скважины и обсадной колонны. В действительности из-за анизотропности пластов и наличия зон поглощения необходимый объем раствора увеличивается и должен устанавливаться для каждого месторождения; площади опытным путем.
Давление закачивания при отсутствии пакера определяется допустимой его величиной для различных диаметров обсадных колонн, предусмотренной правилами разработки. При использовании пакера давление закачивания определяется величиной давления опрессовки НКТ и устьевого оборудования, а также возможностями насосных агрегатов.
Скорость закачивания выбирается из расчета соответствия времени закачивания изоляционного реагента за обсадную колонну времени потери его текучести.
Плотность жидкости для глушения скважин должна обеспечить проведение РИР без открытого их фонтанирования, а ее свойства — предупредить загрязнение призабойной зоны пласта.
Обоснование рецептуры рабочих растворов изоляционного реагента проводится с учетом температурных изменений в скважине в процессе проведения РИР.
В малодебитных добывающих скважинах в качестве исходной следует принимать температуру пласта по средней геотерме данного месторождения.
При проведении РИР в интервалах, расположенных выше интервала продуктивного пласта, исходную температуру необходимо уточнять по данным специальных исследований.
В водонагнетательных скважинах во всех случаях исходную температуру следует уточнять посредством специальных замеров.
РИР с применением методов, основанных на использовании изоляционных реагентов, осуществляют по следующим основным технологическим схемам.
1. Схема 1 предусматривает закачивание рабочего раствора изоляционного реагента в скважину по колонне НКТ, спущенной ниже подошвы интервала перфорации изолируемого пласта (негерметичность цементного кольца, нарушения обсадной колонны).
Рабочий раствор закачивается в НКТ при открытом затрубном пространстве, выводится в затрубное пространство и НКТ поднимаются выше расчетного уровня раствора в скважине. Затем при закрытом затрубном пространстве рабочий раствор продавливается за обсадную колонну полностью или из расчета перекрытия изолируемого интервала мостом, и скважина герметизируется.
2. По схеме 2 раствор изоляционного реагента закачивают в скважину по колонне НКТ, спущенной выше планируемого уровня оставляемого моста в скважине.
Рабочий раствор закачивают до башмака НКТ при открытом затрубном пространстве, которое потом закрывают, а раствор выдавливают в ствол скважины и сразу же залавливают за обсадную колонну из расчета перекрытия изолируемого интервала мостом, и скважину герметизируют.
В целях предупреждения прихвата башмака НКТ изолирующим материалом продавливание рабочего раствора реагента за обсадную колонну предпочтительнее вести одновременно через НКТ и затрубное пространство.
3. По схеме 3 раствор изоляционного реагента закачивают непосредственно по обсадной колонне. Схема предназначена для РИР, требующих закачивания больших объемов изоляционного реагента в условиях высокой приемистости изолируемого интервала (ликвидация нарушений обсадной колонны, наращивание цементного кольца за обсадной колонной, отключение пластов, ликвидация скважин и др.).
4. Схема 4 предусматривает закачивание раствора изоляционного реагента непосредственно в кольцевое пространство между обсадной колонной и кондуктором. Схема в основном предназначена для РИР по наращиванию цементного кольца за обсадной колонной.
РИР по технологическим схемам 1 и 2 можно проводить и с применением пакеров. При этом в условиях скважин со сложной гидродинамической обстановкой применяют лишь разбуриваемые пакеры.
При необходимости проведения РИР одновременно в нескольких интервалах наиболее целесообразно последовательное осуществление ремонтных работ в каждом интервале:
- при разобщении пластов (или нарушений обсадных колонн) в скважинах цементными мостами - сверху вниз;
- при разобщении пластов в скважинах одиночными разбуриваемыми пакерами - снизу вверх;
- при разобщении пластов в скважинах сдвоенными разбуриваемыми паке-рами или одновременно мостом снизу и одиночным разбуриваемым пакером сверху - в любой последовательности.
Для осуществления запланированной программы РИР используют рабочие растворы изоляционных реагентов, обладающие хорошей фильтруемостью в мелкие трещины, нарушения, пористую среду с образованием изолирующего материала из всего объема закачанного раствора. При проведении РИР, за исключением работ по отключению пористых пластов и отдельных их интервалов, не содержащих трещин, должны использоваться рабочие растворы изоляционных реагентов, образующие изолирующий материал, который обладает прочностью и хорошей адгезией с породой, цементным камнем и материалом обсадных труб.
В скважинах со сложной гидродинамической обстановкой для достижения поставленной цели РИР проводят в несколько этапов (операций), предусматривающих последовательную изоляцию отдельных частей отключаемых пластов и их интервалов, перекрытие нарушений в цементном кольце, обсадной колонне. При этом вначале изолируют более проницаемые интервалы, а затем - менее.
При устранении нарушений обсадных колонн в интервалах отсутствия цементного кольца и расположения поглощающих горизонтов, ликвидации интенсивных перетоков между пластами и других осложнений вначале создают тампоны, ограничивающие приемистость интервалов нарушения и предупреждающие дополнительное разбавление и поглощение последующих порций закачиваемого рабочего раствора изоляционного реагента. В качестве материала для создания тампонов можно использовать высоковязкие и гелеобразные жидкости (например, глинистый раствор, эмульсии, трехфазные пены, высокомолекулярные соединения типа гипана, полиакриламида и др.).
При осуществлении РИР, связанных с отключением пластов или устранением нарушений в цементном кольце и обсадной колонне, отличающихся высокой поглотительной способностью, на первых этапах ремонтных работ целесообразно использовать рабочие растворы изоляционных реагентов большей вязкости, на последних — меньшей.
При проведении всех видов РИР на любом их этапе целесообразно использовать рабочие растворы изоляционных реагентов с минимальным временем превращения реагентов в нетекучее состояние, приближающимся по времени задавливания раствора за эксплуатационную колонну.