Спосіб ізоляції заколонних перетікань у свердловині

Реферат: Спосіб ізоляції заколонних перетікань у свердловині передбачає руйнування частини обсадної колони і встановлення цементного моста до продуктивного пласта. При цьому спочатку у продуктивний пласт нагнітають блокуючу рідину, в обсадній колоні встановлюють цементний міст вище інтервалу залягання водоносного пласта до середини інтервалу між водоносним і продуктивним пластом, в обсадній колоні, цементному кільці та гірській породі виробляють отвори з використанням гідропіскоструминної перфорації, нагнітають ізоляційний матеріал і встановлюють цементний міст до підошви продуктивного пласта. При цьому за допомогою гідропіскоструминної перфорації в обсадній колоні і цементному кільці до гірських порід виробляють не менше чотирьох отворів. UA 85936 U (12) UA 85936 U UA 85936 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до способів ізоляції заколонних перетікань у свердловинах. Відомий спосіб ізоляції міжпластових перетікань флюїду шляхом кумулятивної перфорації обсадної колони і встановлення цементного моста під тиском (B.C. Бойко, P.M. Кондрат, Р.С. Яремійчук. Довідник з нафтогазової справи. - Львів, 1996. - С. 431). Недоліком даного способу ізоляції міжпластових перетікань флюїду є те, що перфоровані отвори не обов'язково розташовані в інтервалах розташування каналів перетікань і при відсутності гідравлічного зв'язку між перфорованими отворами і каналами перетікань останні залишаються незаповненими цементним розчином, а перетікання відповідно не ізольованими. Крім цього під час проведення кумулятивної чи кульової перфорації відбувається подальше пошкодження цементного каменю за експлуатаційною чи іншими обсадними колонами. Відомий спосіб ізоляції міжпластових перетікань води у продуктивний пласт, який передбачає вирізання внутрішньої обсадної колони, піднімання частини внутрішньої обсадної колони та встановлення цементного моста в інтервалі піднятої колони (B.C. Бойко, P.M. Кондрат, Р.С. Яремійчук. Довідник з нафтогазової справи. - Львів, 1996. - С. 431). Недоліком даного способу ізоляції проникнення сторонньої води у продуктивний пласт є те, що витягування частини обсадної колони є складною і трудомісткою операцією. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до способу, що заявляється, є спосіб ізоляції міжпластових перетікань флюїду шляхом вирізання і руйнування частини обсадної колони у заданому інтервалі до гірських порід, встановлення цементного моста, якщо перетікання флюїду у продуктивний пласт відбувається із розташованого нижче водоносного пласта, встановлення і цементування потайної колони в інтервалі зруйнованої частини обсадної колони, якщо перетікання флюїду відбувається із розташованого вище водоносного пласта. (ПУ № 44098, МПК (2009) Е21В 33/13, Е21В 43/00. Спосіб ізоляції міжпластових перетікань флюїду у заколонному просторі свердловини, опубл. 25.09.2009 р., бюл. № 18). Недоліком даного способу ізоляції міжпластових перетікань флюїду є те, що вирізання частини обсадної колони відбувається за допомогою універсального вирізного пристрою (УВП) або аналога, що призводить до вібрації на вибої свердловина та до подальшого руйнування цементного каменя за експлуатаційною та іншими обсадними колонами в інтервалі вирізання колони та вище і нижче від нього. Також під час вирізання експлуатаційної колони відбувається незначне заглиблення пристрою вирізання за межі обсадної колони, що в подальшому приводить до недостатнього зчеплення цементного каменю з породою. Названі недоліки показують, що даний спосіб є менш ефективний ніж спосіб, що пропонується. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб ізоляції заколонних перетікань у свердловині, який дозволить підвищити якість та надійність ізоляції заколонних перетікань і зменшити кількість води у продукції свердловини за рахунок запропонованої послідовності технологічних операцій та виконання отворів і каналів методом гідропіскоструминної перфорації. Поставлена задача вирішується тим, що у способі ізоляції заколонних перетікань у свердловині, що передбачає руйнування частини обсадної колони і встановлення цементного моста до продуктивного пласта, згідно з корисною моделлю, спочатку у продуктивний пласт нагнітають блокуючу рідину, в обсадній колоні встановлюють цементний міст вище інтервалу залягання водоносного пласта до середини інтервалу між водоносним і продуктивним пластом, в обсадній колоні, цементному кільці та гірськійпороді виробляють отвори з використанням гідропіскоструминної перфорації, нагнітають ізоляційний матеріал і встановлюють цементний міст до підошви продуктивного пласта, при цьому за допомогою гідропіскоструминної перфорації в обсадній колоні і цементному кільці до гірських порід виробляють не менше чотирьох отворів. Суттєвими відмінними ознаками способу, що заявляється, є те, що: - першочергово нагнітають блокуючу рідину у продуктивний пласт; - встановлюють цементний міст до середини інтервалу між водоносним і продуктивним пластом, вибираючи при цьому інтервал з погіршеною якістю цементування для "голови" цементного моста; - над "головою" цементного моста в обсадній колоні виробляють отвори шляхом гідропіскоструминної перфорації, при чому чотири і більше отворів на одному рівні і в протилежних напрямках для вироблення в породі каналів грушовидної форми для забезпечення якісного зчеплення цементного каменю з породою за межами радіуса свердловини, що буде забезпечувати міцність моста та створення, в подальшому, герметичної ізоляції в заколонному 1 UA 85936 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 просторі за рахунок повного заповнення ізоляційним матеріалом і цементним розчином заколонного простору через створені канали великого діаметру; - виконують нагнітання ізоляційного матеріалу та цементного розчину у вироблені отвори та канали з урахуванням встановлення цементного моста в інтервалі між раніше встановленим цементним мостом і продуктивним пластом. Спосіб реалізується наступним чином. Перед початком ізоляційних робіт проводять геофізичні дослідження свердловини (ГК, ТК, АКЦ, ІННК та інші) завдяки яким визначають місця розташування продуктивного і водоносного пластів, між якими відбувається заколонне перетікання флюїду, поточну якість цементування експлуатаційної колони. За результатами ГДС встановлюють інтервал вироблення отворів у обсадній колоні між водоносним і продуктивним пластами шляхом гідропіскоструминної перфорації. Нагнітають у продуктивний пласт блокуючу рідину для запобігання кольматації продуктивних пластів під час виконання подальших робіт з ізоляції. Встановлюють цементний міст в інтервалі залягання водоносного пласта і до середини інтервалу між водоносним і продуктивним пластом, вибираючи при цьому інтервал з погіршеною якістю цементування для "голови" цементного моста. Після встановлення і затвердівання цементного моста на мінімальній віддалі від його "голови" за допомогою гідропіскоструминної перфорації у обсадній колоні виробляють чотири і більше отворів на одному рівні і в протилежних напрямках. У випадку відсутності необхідної кількості спецтехніки для одночасного вироблення чотирьох отворів, після першого різання (після утворення двох отворів) прокручують колону НКТ на 90° для вирізання ще двох отворів в іншому напрямку. Таким чином здійснюють вироблення необхідної кількості отворів. Для вироблення більше чотирьох отворів необхідно звертати увагу на забезпечення міцності обсадної колони. Рекомендується під час вироблення отворів створювати поступовий перепад тиску на 1-1,5 МПа для вироблення каналів. Проектування гідропіскоструминної перфорації виконують таким чином, щоб під час її проведення були вироблені канали грушовидної форми, довжина яких сягає не менше 20 см у гірській породі, без врахування віддалі між обсадною колоною і стінкою свердловини, а в обсадній колоні розмір створеного отвору був не менше 3 см. Після вироблення необхідної кількості отворів у обсадній колоні виконують промивання свердловини та ізоляцію міжпластових перетікань. Для цього попередньо вибирають типи ізоляційних матеріалів і розраховують їхні об'єми, спускають підземне обладнання для нагнітання ізоляційних матеріалів та встановлення цементного моста. Під час вибору цементних розчинів для нагнітання в заколонний простір і створені отвори надають перевагу мікроцементам. Закачують ізоляційні матеріали і цементний розчин у вироблені отвори з розрахунком встановлення цементного моста в інтервалі між раніше встановленим цементним мостом і продуктивним горизонтом. При наявності значної приймальності у перфорованому вищезалягаючому продуктивному пласті та неможливості його попереднього блокування розглядають можливість встановлення пакера нижче продуктивного пласта для проведення ізоляції заколонних перетікань. Після виконання ізоляції заколонних перетікань заміряють вибій та при необхідності проробляють до підошви продуктивного пласта. Освоюють свердловину та аналізують виконання робіт. У випадку забруднення продуктивного пласта під час виконання ізоляційних робіт і подальшого низького коефіцієнта продуктивності виконують гідропіскоструминну перфорацію продуктивного пласта для збільшення коефіцієнта гідродинамічної досконалості свердловини та для запобігання руйнування цементного каменю. Приклад виконання способу Свердловина глибиною 4230 м до гирла обсаджена комбінованою експлуатаційною колоною діаметром 168×146 мм (внутрішній діаметр 146 і 124 мм відповідно). Перехід діаметрів на глибині 2419 м. Тиск обпресування експлуатаційної колони 27 МПа. Штучний вибій на глибині 4230 м. Продуктивні пласти перфоровані в інтервалі 4189-4203 м. Пластовий тиск рівний 27 МПа, тиск приймальності 44 МПа. Після введення свердловини в експлуатацію різко збільшилось обводнення продукції свердловини від 7 % до 90 % при дебіті рідини 45-50 т/д. За результатами геофізичних досліджень встановили, що у продуктивний пласт по заколонному просторі перетікає вода із водоносного пласта розташованого в інтервалі 4218-4224 м. 2 UA 85936 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для ізоляції заколонних перетікань спочатку нагнітали блокуючу рідину в інтервал перфорації для запобігання кольматації продуктивних пластів під час виконання подальших робіт з ізоляції. Після цього встановили цементний міст в експлуатаційній колоні до глибини 4212 м від вибою для запобігання розтискування експлуатаційної колони тиском до стінок свердловини та цементного кільця під час наступної ізоляції, що дає можливість якісного заповнення ізоляційним матеріалом каналів перетікань пластової води у заколонному просторі. Після встановлення цементного моста провели шаблонування експлуатаційної колони до глибини 4211 м шаблоном діаметром 118 мм для спуску гідропіскоструминного апарата. Під час проектування технологічних параметрів гідропіскоструминної перфорації 3 3 розраховано, що об'єм рідини для одного різання - 45 м при середній витраті 0,75 м /хв. через насадки діаметром 6 мм при перепадах тиску на насадках 27-28 МПа і часі одного різання 60 хв. 3 при концентрації піску 45 кг/м . Для проведення гідропіскоструминної перфорації у свердловину спустили до глибини 4209 м гідропіскоструминний апарат діаметром 100 мм із центратором діаметром 116 мм, опресовочне сідло, дві трубки рівноміцних 73 мм НКТ марки сталі N-80, короткий патрубокрепер 73 мм НКТ довжиною 1-2 м, решта колони рівноміцних НКТ діаметрами 73 і 89 мм. В гідропіскоструминний апарат встановили дві насадки діаметром 6 мм по вертикалі, скеровані в протилежні сторони. Спустили насадку перфоратора на глибині 4209,9 м з урахуванням уточнення за результатами прив'язки до пласта ГК-НГК. Опустити в порожнину НКТ на гніздо клапана гідропіскоструминного апарата нижній кульковий клапан. Під час проведення гідропіскоструминної перфорації насадки знаходились на глибині 4211 м з урахуванням видовження НКТ від тиску і скорочення їх від охолодження водою, що нагнітається з поверхневою температурою. Провели гідропіскоструминну перфорацію під час якої після 30 хв. різання збільшили перепад тиску на 1-1,5 МПа для вироблення каналів необхідної довжини, ширини і форми. Після виконання двох отворів здійснили поворот гідропіскоструминного апарата на 90 НКТ і аналогічним чином провели вирізання ще двох отворів в іншому напрямку. Після вироблення необхідної кількості отворів у обсадній колоні промили свердловину до чистої води прямою, а потім зворотною промивкою і вимили клапан апарата. Промили свердловину до "голови" цементного моста (4212 м). Підняли НКТ з перфоратором. Визначили якість перфорації геофізичними методами (ГК, ЛМ). Спустили НКТ до глибини 4205 м і закачали у створені отвори та заколонний простір 3 розрахунковий об'єм (1,9 м ) ізоляційного матеріалу (розчину з мікроцементу) та встановили цементний міст до глибини 4205 м. Нагнітання розчину мікроцементу та встановлення цементного моста виконали при тиску до 27 МПа (тиск обпресування експлуатаційної колони). Після перевірки глибини цементного моста підняли НКТ, спустити у свердловину глибинне обладнання та освоїли свердловину. Під час подальшої експлуатації обводненість продукції зменшилась до 35 %. Нагнітання ізоляційного матеріалу через перфораційні отвори при попередньо встановленому цементному мості забезпечило його проникнення у канали, які служили для перетікання пластової води із нижчезалягаючого горизонту, оскільки під час нагнітання при тиску 27 МПа експлуатаційна колона вже не розтискується до цементного кільця чи породи і тим самим канали для перетікання не зменшують своїх розмірів. Ефективність способу в комплексі пов'язана з тим, що встановлення цементного моста після проведення гідропіскоструминної перфорації дозволяє також ізолювати заколонний простір ізоляційним матеріалом майже по всьому периметру свердловини. Створені з допомогою гідпропіскоструминної перфорації канали є грушовидної форми, значної глибини, добре розмили цементний камінь і породу в інтервалі їх створення, куди в подальшому і закачують цементний розчин. Утворені канали також дозволяють зміцнювати цементний міст, оскільки цемент схоплюється не тільки з експлуатаційною колоною, цементним каменем за нею, а також із великою площею породи у створених каналах. У випадку значних дебетів води під час її перетікання через заколонний простір доцільно створити два яруси отворів гідропіскоструминним методом для більш надійної ізоляції периметру свердловини. Технічний результат від застосування способу ізоляції заколонних перетікань у свердловині досягається за рахунок запропонованої послідовності технологічних операцій, виконання отворів і каналів методом гідропіскоструминної перфорації та полягає у підвищенні якості і надійність ізоляції заколонних перетікань, зменшенні кількості води у продукції свердловини. 60 3 UA 85936 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб ізоляції заколонних перетікань у свердловині, що передбачає руйнування частини обсадної колони і встановлення цементного моста до продуктивного пласта, який відрізняється тим, що спочатку у продуктивний пласт нагнітають блокуючу рідину, в обсадній колоні встановлюють цементний міст вище інтервалу залягання водоносного пласта до середини інтервалу між водоносним і продуктивним пластом, в обсадній колоні, цементному кільці та гірській породі виробляють отвори з використанням гідропіскоструминної перфорації, нагнітають ізоляційний матеріал і встановлюють цементний міст до підошви продуктивного пласта, при цьому за допомогою гідропіскоструминної перфорації в обсадній колоні і цементному кільці до гірських порід виробляють не менше чотирьох отворів. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4