Новые технологические решения, разработанные в последние годы в ООО «ТаграС-РемСервис», направлены на успешное решение задач ремонтно-изоляционных работ (РИР) посредством герметизации нарушения эксплуатационной колонны (ЭК) тампонажными составами (пакет технологий Wisol-C), отключения пласта (Wisol-P-S), ликвидации заколонной циркуляции (ЗКЦ) (Wisol-P-1.1 и Wisol-P-1.2).

Применение этих технологий позволяет повысить успешность РИР до 90% и более, уменьшить кратность работ, снизить дополнительные расходы на повторные заливки, а также сократить продолжительность ремонта скважин и тем самым сэкономить деньги заказчика.

16.03.2018 Инженерная практика №01/2018

Табашников Роман Алексеевич Заместитель директора по технологии ООО «ТаграС-РемСервис»

Работая на месторождениях Урала и Поволжья, специалисты сервисной компании ООО «ТаграС-РемСервис» часто сталкиваются с проблемами, характерными для зрелых месторождений. Нередко выявляются разрушения ЭК в интервале перфорации, разрывы ЭК и дефекты цементной крепи (рис. 1), заколонные перетоки и другие нарушения, что обусловлено длительной эксплуатацией скважин, физическим износом элементов конструкции скважин, значительными перепадами давлений между пластами, а также качеством строительства скважин в предыдущие десятилетия.

Большое количество скважин в Урало-Поволжье было пробурено по так называемой упрощенной конструкции, которая не предусматривала подъема цемента за ЭК, в связи с чем не выполнялось разобщение интервалов с агрессивными пластовыми водами и сохранялась возможность перетоков и агрессивное воздействие рассолов на колонну. Проведение РИР в подобных условиях представляется очень сложной задачей.

ЭТАПЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И ПРОВЕДЕНИЯ РИР

Планирование и проведение РИР осуществляется в несколько этапов:

• изучение геолого-технической информации по скважине (диагностика);
• подбор и проектирование технологии;
• предупреждение рисков при планировании работ;
• составление плана работ и его согласование с заказчиком;
• подготовка объекта к проведению работ: уточнение источника обводнения прямыми и геофизическими методами, определение приемистости объекта изоляции, разработка технологического плана;
• сопровождение работ;
• принятие оперативных решений при отклонениях от запланированного хода работ;
• анализ эффективности выполненных работ, формирование портфеля наиболее эффективных технологий.

Сегодня в ООО «ТаграС-РемСервис» разработаны и используются более 20 наборов технологических решений задач РИР, три из них предполагают работу с ЭК (Wisol-C), девять – с пластами (Wisol-P), и 13 – использование технических средств (Wisol-T).

ПРОБЛЕМЫ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ РИР

Специфика проведения РИР обусловлена, в частности, тем, что при ремонтных работах связанных с герметизацией дефектов ЭК, существует необходимость надежного временного отключения продуктивного интервала перед проведением тампонажных работ. Сложившаяся практика предусматривает установку так называемого отсекающего цементного моста.

С 2010 года ООО «ТаграС-РемСервис» отказалось от установки отсекающих цементных мостов (ЦМ) в пользу применения разбуриваемых пакеров-пробок на период проведения РИР. Это связано с тем, что успешность установки цементных мостов не превышает 80-85%, а средняя кратность заливок достигает 1,2 и более.

Как правило, в скважинах с негерметичной ЭК пластовое давление, определяемое по статическому уровню жидкости в скважине, нельзя считать достоверным. Существует приемистость интервала НЭК или интервала перфорации, разность давлений в них, в связи с чем существует движение жидкости между интервалом перфорации и интервалом НЭК и возможность размыва каналов в установленном ЦМ, или его движение вверх или вниз в зависимости от направления перетока и поглощение одним из интервалов.

ТЕХНОЛОГИЯ WISOL-C

При использовании технологии герметизации нарушения ЭК тампонажными составами (Wisol-C) (рис. 2) сначала производится диагностика (выявление интервалов негерметичности) ЭК опрессовкой электромеханическим пакером на канате. Оборудование позволяет определять интервалы негерметичности ЭК опрессовкой методом снизу-вверх с точностью до 5 м. Такой метод более точен, тогда как стандартные методы ГИС могут оказаться недостоверными по причине невозможности определения всех дефектных интервалов, на фоне дефекта ЭК с лучшей приемистостью, а своевременно не обнаруженный дефект в дальнейшем может стать причиной аварии или прихвата заливочных НКТ.

Далее для временного отсечения продуктивного интервала устанавливается разбуриваемая мостовая пакер-пробка. Для посадки разбуриваемых пакеров на кабеле используется гидростатический посадочный инструмент, а для подготовки интервала посадки – специальный электромеханический скребок. Работы выполняются нашим подразделением, которое специализируется на выполнении канатно-контейнерных методов ремонта скважин.

Затем производится закачка тампонажного состава в интервал дефекта ЭК. Важным условием повышения эффективности РИР в данном случае выступает ограничение давления при закачке и продавке тампонажного состава. Расчет допустимого давления на контрольную точку производится согласно рекомендации ВНИИКРнефть следующим образом:

где Рr.ст – гидростатическое давление столба жидкости; Рy – устьевое давление.

Ограничение объемов цементного раствора влечет необходимость применения блокирующих составов. Мы используем аналог зарубежной технологии, которая включает в себя последовательную закачку катализатора, блокирующего состава и цементного раствора. Первые два состава, смешиваясь непосредственно в интервале изоляции, образуют вязкий гель, снижающий приемистость. Далее при смешивании геля с цементным раствором последний резко теряет подвижность, и формируется камень, непроницаемый для воды.

Широкое применение в составе данной технологии получили армирующие добавки. Мы начали с использования микроармирующих полипропиленовых волокон, затем перешли на использование базальтовых волокон. В ходе исследований было выявлено, что тампонажный камень с добавками волокон обладает большей механической прочностью (+27%), чем тампонажный камень, полученный без использования волокон.

Также армирующие добавки позволяют повысить кольматирующий эффект тампонажного состава, его адгезию и стойкость к воздействию агрессивных сред. Для достижения заявленных характеристик в цемент достаточно добавить 0,05-0,25% армирующих волокон от его массы.

При наличии нескольких дефектов ЭК герметизация производится ступенчато «снизу-вверх» через разбуриваемый пакер-ретейнер.

Продолжительность РИР при расчетной глубине скважины 2000 м согласно КР2-1 составляет 183 ч, а применение технологии Wisol-С позволяет сократить этот период до 118 ч, то есть на 35%.

За счет применения технологий Wisol-С за 20082016 годы повышена успешность проведения РИР от 82 до 93% и снижена средняя кратность работ с 1,31 до 1,05.

ТЕХНОЛОГИЯ WISOL-P-S

Технология отключения пласта через разбуриваемый пакер (Wisol-P-S) предполагает отключение нижнего пласта с установкой разбуриваемого пакера над пластом и закачку изолирующего состава в подпакерную зону (рис. 3).

Золотниковый обратный клапан пакера-ретейнера позволяет без выдерживания времени ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) оценить герметичность сформированного забоя, проводить как гидравлическую опрессовку ЭК сразу после окончания тампонажных работ, так и прессовку снижением уровня.

Применение данного подхода исключает разбуривание цементного моста до необходимой глубины, очистку стенок колонны от корки и промывку забоя.

ТЕХНОЛОГИЯ WISOL-P-1.1

ЗКЦ чаще всего возникает в результате прорыва воды по каналу размытой глинистой корки, из-за разрушения цементного кольца, нарушения сцепления по границам крепи «цемент – порода» и «цемент – ЭК» под воздействием высоких знакопеременных гидродинамических нагрузок в процессе эксплуатации скважины. Заколонный переток может возникать из нижележащего или вышележащего водоносного пласта, а также в форме конуса в результате прорыва подошвенной воды.

Технология селективной изоляции представляется нам недостаточно эффективной для ликвидации ЗКЦ, поскольку ее успешность во многом зависит от наличия перемычек в интервале изоляции и возможности адресной закачки изолирующего состава в водоносные пропластки, кроме этого, неизбежно ухудшаются ФЕС. С этой точки зрения наиболее эффективными следует считать технологии, в основе которых лежит механическое разобщение нефтенасыщенной части пласта от воды. Одна из таких технологий предполагает ликвидацию ЗКЦ через специальные отверстия в кровле обводняющего интервала (Wisol-P-1.1).

Необходимым условием успешного применения технологии Wisol-P-1.1 выступает стимуляция спецотверстий, которая должна проводиться не с помощью кислотной обработки и создания репрессии на обрабатываемый интервал, а созданием депрессии, например, свабированием. Это объясняется тем, что в области контакта «цементное кольцо – порода», как правило, присутствует кольматирующий слой, образующийся при первичном вскрытии, который при репрессии проникает в поры обводняющего пласта, препятствуя тем самым проникновению изолирующего состава. Формирование спецотверстий и их стимуляция по технологии ООО «ТаграС-РемСервис» позволяет удалить кольматирующий слой в интервал-донор, который служит источником обводнения. После этого производится закачка блокирующего и изолирующего составов в кровлю пласта, который служит источником поступления воды, а также по возможности восстановление цементного кольца (рис. 4).

Таким образом, главная идея такого подхода заключается в приоритете создания как можно большего изолирующего экрана в нижнем водоносном пласте.

На рис. 5 приведен пример реализации технологии Wisol-P-1.1 в одной из скважин НГДУ «Альметьевнефть» ПАО «Татнефть». В результате проведенных работ обводненность скважины снизилась с 99 до 3,5%, дебит жидкости вырос от 9 до 15,7 т/сут, а дебит нефти – от 0,1 до 15 т/сут.

ТЕХНОЛОГИЯ WISOL-P-1.2

Ликвидация ЗКЦ удалением части ЭК по технологии Wisol-P-1.2 РИР выполнена более чем на 200 скважинах. На первом этапе использования данной технологии часть ЭК в интервале перетока удаляется методом сплошного фрезерования. Затем производится удаление дефектного цементного кольца раздвижным расширителем. Далее выполняются изоляционные работы – заполнение вырезанной части, промытых зон и заколонного пространства тампонажным составом (рис. 6).

В результате применения технологии Wisol-P-1.2 на одной из скважин НГДУ «Нурлатнефть» ПАО «Татнефть» достигнуто снижение обводненности с 99 до 55%, повышение дебита жидкости от 6,1 до 8,3 т/сут, дебита нефти – от 0,1 до 3,04 т/сут (рис. 7).

В целом успешность проведения работ с применением технологии Wisol-P-1.2 оценивается нами выше 90%. При этом на нагнетательных скважинах подтвердить успешность проведения РИР при помощи геофизических методов зачастую бывает сложно из-за малого зумпфа, остающегося после выполнения работ. По нашим наблюдениям влияние закачки по реагирующим скважинам проявляется примерно через три месяца. В целом в результате применения технологий Wisol-P удалось снизить кратность проведения работ с 1,23 до 1,02.

ПРИМЕНЕНИЕ РАЗБУРИВАЕМЫХ ПАКЕРОВ

Остановимся на этапах развития применения разбуриваемых пакеров.

Сначала нами использовались пакеры, на разбуривание которых затрачивалось значительное время (свыше 12 ч), для посадки требовался посадочный инструмент значительных габаритов, который необходимо было завозить на место проведения РИР грузовыми автомобилями с гидроманипуляторами. Кроме того, при использовании таких пакеров около 8 ч уходило на ревизию посадочного устройства. При этом при невысокой стоимости непосредственно пакерного узла стоимость владения всем процессом оказывалась высокой.

Поэтому мы сформулировали новые требования к разбуриваемым пакерам для обеспечения минимальной стоимости владения процессом и обеспечения высокого уровня технологичности и безопасности:

• время разбуривания не более трех часов (сегодня достигнутое лучшее время – 40 мин);
• габариты посадочного устройства должны быть минимальными для обеспечения технологической безопасности и минимизации рисков прихвата. В идеале – диаметр посадочного инструмента не должен превышать диаметр муфт транспортной колонны НКТ;
• габариты и вес посадочного инструмента должны обеспечивать возможность завоза на скважину легковым транспортом;
• минимальными должны быть трудозатраты на ревизию посадочного устройства;
• возможность посадки на НКТ и кабеле;
• возможность обеспечения многократного вхождения стингером в пакер;
• пакер должен быть оснащен обратным клапаном золотникового типа.

В последнее время мы используем пакеры, разработанные ООО «Инновационные технологии», удовлетворяющие этим требованиям.

ВЫВОДЫ

При выборе способов и методов РИР в случае поступления воды из фильтра необходима качественная диагностика ситуации в скважине, анализ материалов ГИС, каротажного материала (радиоактивный, стандартный каротаж), воды, динамики обводнения.

Для успешного проведения РИР недостаточно применения «простых» цементных составов, обязательно использовать модифицирующие и армирующие добавки, блокирующие составы.

Важным представляется обеспечение статичности тампонажного раствора в начальный период ОЗЦ как за счет применения пакеров-ретейнеров, так и за счет приемов, позволяющих обеспечить потерю подвижности раствора сразу после доставки тампонажного состава в интервал изоляции.

Новые технологические решения, разработанные ООО «ТаграС-РемСервис», позволили повысить успешность проведения РИР, снизить кратность работ, уменьшить дополнительные расходы на повторные заливки, а также сократить продолжительность ремонта скважины и тем самым сэкономить деньги заказчика.

В целях повышения эффективности РИР необходимо дальнейшее развитие пакерных систем в части снижения затрат на подготовку ствола скважины и доставку пакера на скважину и сокращения времени разбуривания путем подбора оптимальной конструкции пакеров и применяемых при их изготовлении материалов.