Реферат ремонтно изоляционные работы

Обновлено: 02.07.2024

В ходе эксплуатации нефтегазодобывающих скважин важна герметичность обсадных цементных колонн. Дефекты в них могут привести к осложнениям:
— перетокам воды, нефти и газа по заколонному пространству между невскрытыми перфорацией пластами, грифоны;
— обводнению продуктивных пластов;
— прорыву газа в перфорированную зону нефтяного пласта.

Для исключения этих проблем скважин важно своевременное проведение ремонтно-изоляционных работ (РИР). Ремонтно-изоляционные работы проводят с целью изоляции пластовых вод, поступающих через цементный стакан и по заколонному пространству, подошвенных и контурных вод, поступающих по наиболее проницаемым интервалам и трещинам пласта, т.е. обеспечивают оптимальные условия работы продуктивного пласта, для достижения запланированной (максимальной) выборки запасов нефти. Ремонтно-изоляционные работы являются частью капитального ремонта скважин..

Методика проведения РИР:

Для проведения изоляционных работ производят тампонирование скважины цементным материалом. При этом работы проводятся без установки пакера через общий фильтр или с установкой съемного или разбуриваемого пакера через фильтр отключаемого пласта.

Этапы проведения РИР:
1) глушение скважины специальным раствором,
2) спуск НКТ со съемным или разбуриваемым пакером
3) изоляция нижних продуктивных пластов в случае отключения верхних или промежуточных пластов. Для этого заполняют нижние специальными составами, устанавливают цементный мост или взрыв-пакер
4) гидроиспытание насосно-компрессорных труб;
5) определение уровня приемистости вскрытого интервала пласта. При необходимости – проведение работ по увеличению изолируемого интервала;
6) подбор тампонажного раствора: материал, состав, необходимый объем, срок ОЗЦ;
7) закачивание тампонажного раствора под давлением
8) по истечению срока ОЗЦ – проверка цементного моста и гидроиспытания эксплуатационной колонны.

Ограничение водопритока и устранение заколонных перетоков.

Устранение негерметичности обсадной колонны.

Выравнивание профиля приемистости:

Изоляция пласта:

1. Комплексная технология с закачкой низковязкого реагент в пласт (с образованием экрана) и докреплением цементом или микроцементом.

Устранение межколонного давления:

Основными причинами появления МКД являются негерметичность устьевого, или забойного пакеров, движение газа из пласта по каналам в цементном камне.
Реагенты, применяемые для решения задач:
1. Кремнийорганический состав.
2. Силикатосодержащие вещества.
3. Реагенты на основе синтетических смол.

Все отечественные и международные эксперты констатируют, что в условиях снижения мировых и внутренних цен на нефть добыча ее для большинства нефтяных компаний убыточна. Отрасль превратилась в крупнейшего заемщика финансовых средств - как внутренних кредитов, так и внешних. Положение усугубляется тем, что со вступлением большинства высокопродуктивных месторождений в поздние стадии разработки удельный вес малодебитных скважин в общем фонде нефтяных скважин становится преобладающим по мере истощения энергетических ресурсов залежей разрабатываемых месторождений при отрицательной динамике воспроизводства запасов. Одной из очевидных возможностей снижения себестоимости нефти, повышения рентабельности и увеличения внутренних инвестиционных ресурсов для российских нефтяных компаний является повышение коэффициента извлечения нефти. Прогресс в этом вопросе связывают с внедрением хорошо зарекомендовавших себя высокоэффективных вторичных и третичных методов добычи нефти.
Актуальность работы.Ремонтно-изоляционные работы – мероприятия по преграждению путей проникновения вод в скважину, а также отключение от неё отдельных пластов и обводнённых интервалов. Данные работы - одно из главных средств увеличения объёмов извлеченной нефти и газа из пласта.
Ремонтно-изоляционные работы скважин проводят в тех случаях, когда требуется:
изолирование продуктивных объектов от вод;
создание стакана из цемента на забое скважины, или же в колонне цементного моста;
перекрытие фильтра в случае перевода скважины на выше / нижезалегающий горизонты;
создание цементного пояса в призабойной зоне для надёжной изоляции скважины;
перекрытие дефектов в экс.колонне;
изоляция горизонтов в интервале между собой спуска экс.колонны, или хвостовика дополнительного ствола при зарезке и бурении;
закрепление призабойной зоны скважины для сокращения пробкообразования.
Объект исследования: ремонтно-изоляционные работы
Предмет исследования: порядок ведения ремонтно-изоляционных работ.
Цель работы: рассмотреть ремонтно-изоляционные работы.
Для осуществления поставленной цели необходимо решить задачи:
- рассмотреть цели и задачи ремонтного цементирования;
- привести методы выявления негерметичности крепи скважины;
- описать основные принципы выбора тампонажных материалов и технологии при ремонтно-изоляционых работах (РИР) в скважинах.

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

1. Цели и задачи ремонтного цементирования
Изоляционные работы, проводимые при восстановлении скважин, преследуют разнообразные цели.
Первое, основное их назначение, исправление негерметичного цементного кольца с целью изоляции посторонней воды, поступающей к фильтру из нижележащих или вышележащих пластов.
Второе назначение изоляционных работ состоит в том, чтобы устранить в эксплуатационной колонне дефекты, которые могут не только обусловить поступление воды в ствол, но и явиться причиной нарушения нормальной эксплуатации скважины.
Третье назначение изоляционных работ - изоляция существующего фильтра скважины при возврате скважины на вышележащий или нижележащий пласт. При возврате на вышележащий пласт, существующий фильтр изолируют установкой искусственной пробки (обычно цементной) в интервале между верхними отверстиями существующего фильтра скважины и подошвой пласта, на который скважина возвращается. При возврате скважины на нижележащий горизонт, существующий фильтр изолируют путем цементирования или с помощью дополнительной колонны-летучки.
Для изоляционных работ в скважинах применяют тампонажный цемент с различными добавками, улучшающими его свойства, пластические массы и некоторые другие вещества (например, кислый гель кремнекислоты). Изоляционные работы с применением, различных видов цемента называются цементированием.
Применение тампонажного цемента со свойствами, близкими к свойствам цемента, который употребляется при цементировании, эксплуатационной колонны, имеет следующие преимущества:
а) цемент, затвердевший в трещинах цементного кольца, образует с ним однородное по физико-химическим свойствам тело, которое хорошо сопротивляется внешнему давлению, влиянию забойной температуры и коррозийному действию среды;
б) цементный раствор не проникает в поры пласта, а образует на поверхности пористой среды непроницаемую цементную корку . Эта корка
надежно предотвращает проникновение жидкости в породу или из породы в скважину на участке цементирования. В то же время она препятствует снижению проницаемости призабойной зоны после цементирования.
Цементный раствор из стандартного тампонажного цемента не способен проникать в мельчайшие трещины. Однако есть основания полагать, что разрушение цементного кольца во всех случаях происходит с образованием каверн и трещин, которые могут заполниться цементным раствором обычной дисперсности.
Изоляционные работы, проводимые при восстановлении скважин, преследуют разнообразные цели. Первое, основное их назначение, исправление негерметичного цементного кольца с целью изоляции посторонней воды, поступающей к фильтру из нижележащих или вышележащих пластов. Второе назначение изоляционных работ состоит в том, чтобы устранить в эксплуатационной колонне дефекты, которые могут не только обусловить поступление воды в ствол, но и явиться причиной нарушения нормальной эксплуатации скважины. Третье назначение изоляционных работ -- изоляция существующего фильтра скважины при возврате скважины на вышележащий или нижележащий пласт. При возврате на вышележащий пласт существующий фильтр изолируют установкой искусственной пробки (обычно цементной) в интервале между верхними отверстиями существующего фильтра скважины и подошвой пласта, на который скважина возвращается. При возврате скважины на нижележащий горизонт существующий фильтр изолируют путем цементирования или с помощью дополнительной колонны-летучки.
Ремонтно-изоляционные работы проводят с целью изоляции верхних вод, нижних вод, поступающих через цементный стакан и по заколонному пространству, подошвенных и контурных вод, поступающих по наиболее проницаемым интервалам и трещинам пласта, т.е. обеспечивают оптимальные условия работы продуктивного пласта, для достижения запланированной (максимальной) выборки запасов нефти.

2. Методы выявления негерметичности крепи скважины
Гидравлические методы, основаны на измерении расхода или давления жидкости в колонне выше и ниже участка с дефектами. Если наличие дефектов, обнаружено после перфорации колонны или разбуривания цементного стакана в ней, предварительно выше зоны фильтра устанавливают цементный мост. Определение места герметичности производится по изменению показания расходомера в потоке жидкости и в стоячей воде. Место негерметичности можно обнаружить также с помощью манжетной пробки. Такую пробку вставляют в обсадную колонну, в которую затем нагнетают воду в объеме, равном внутреннему объему колонны. Под давлением воды манжетная пробка перемещается вниз пока не пройдет через дефектный участок. Закончив нагнетание, стравливают избыточное давление и, спуская в колонну груз на мерном тросике, измеряют глубину, на которой остановилась пробка.
При малой негерметичности дефектный участок можно обнаружить путем опрессовки с применением пакера. Для этого в обсадную колонну спускает пакер, устанавливают его посередине длины колонны и после герметизации межколонного пространства нагнетают воду, повышая давление на устье до 5-10 МПа. Если в течение 30 минут давление не снижается, считают, что негерметичный участок находится в нижней половине. Давление стравливают, пакер спускают и устанавливают посредине нижнего участка, вновь спрессовывают. Если давление падает, то негерметичность находится между интервалами первой и второй установки пакера. Так повторяя опрессовки, постепенно сокращают длину того участка, в пределах которого находят негерметичность. Операцию считают законченной, когда длина участка сократится до 10 - 15 м.
Дефекты третьей и четвертой групп определяют с помощью геофизических методов, путем опрессовки зацементированного пространства после разбуривания цементного стакана в промежуточной колонне, а также путем нагнетания порции активированной воды в зацементированный интервал через специальные отверстия, прострелянные в обсадной колонне против непроницаемой породы, и последующего прослеживании путей движения этой воды с помочь геофизической аппаратуры.

3. Основные принципы выбора тампонажных материалов и технологии при ремонтно-изоляционых работах (РИР) в скважинах
По вещественному составу цементы подразделяют на следующие типы:
По температуре применения цементы типов I, II, III подразделяют на цементы, предназначенные для:
По плотности цементного теста цемент типа III подразделяют:
По сульфатостойкости цементы подразделяют на:

Ремонтно-изоляционные работы (РИР) - одно из основных средств по увеличению степени извлечения нефти из пласта.

Как повысить качество изоляционных работ? О своем опыте в решении этого вопроса рассказывает специалист компании Югсон-Сервис.

РИР скважин проводят в случаях, когда необходимо:

- обеспечить изоляцию продуктивных объектов от вод,

- создать цементный стакан на забое скважины или цементный мост в колонне,

- перекрыть фильтр при переводе скважины на выше - или нижезалегающий горизонт,

- создать цементный пояс в призабойной зоне скважины для надежной изоляции,

- перекрыть дефекты в эксплуатационной колонне,

- изолировать продуктивные горизонты друг от друга в интервале спуска эксплуатационной колонны или хвостовика при зарезке и бурении второго ствола,

- закрепить призабойную зону скважины с целью уменьшения пробкообразования.

Основное требование к технологии - обеспечение закачки рабочих растворов изоляционного агента в скважину и продавливание в изолируемый интервал. Это достигается за счет исключения из технологии условий и операций, способствующих разбавлению рабочих растворов, а так же в результате заполнения скважины однородной по плотности жидкости; применение рабочих растворов плотностью большей, чем плотность жидкости, заполняющей скважину; использования разбуриваемых пакеров.

Значительный объем при капитальном ремонте скважин занимают ремонтно-изоляционные работы (РИР), связанные с восстановлением целостности и герметичности обсадных колонн, целостности цементного кольца, ограничения притока вод и межколонных перетоков, а также отсечения интервалов обсадных колонн с помощью цементных мостов для перехода на эксплуатацию выше лежащих горизонтов, для забурки боковых стволов, для проведения ГРП.

Для решения проблемы повышения качества ремонтно-изоляционных работ, сокращения сроков ремонтов, а также снижения затрат на их проведение на нефтепромыслах Западной Сибири и не только, было внедрено оборудование компании Югсон-Сервис - разбуриваемые мостовые пробки серии ПМ, ПМЗ.

Мостовые пробки выпускаются в нескольких исполнениях.

Рассмотрим 2 определённых типа:

- ПМ (пробка мостовая) - для перекрытия интервала изоляции э/к,

- ПМЗ (пробка мостовая заливочная) - для проведения заливки в подпакерной зоне. Выпускаются в исполнениях с перепадом давления 35 МПа и 100 МПа.

Технология установки пробок мостовых заключается в спуске компоновки, состоящей из пробки мостовой ПМ или ПМЗ, гидравлической установочной компоновки ГУК. При необходимости проводится привязка партией геофизиков. Путем создания давления в НКТ гидравлический узел воздействует на пробку мостовую, тем самым пробка мостовая деформируется и уплотняется в межтрубном пространстве. При достижении заданного давления 17-18 МПа гидравлический узел разъединяется от пробки. В случае установки пробки мостовой ПМ производится опрессовка и подъем гидравлического узла. При установке пробки мостовой заливочной производится проверка приемистости и закачка тампонажных материалов в подпакерную зону непосредственно через ГУК. После извлечения гидравлического узла из пробки ПМЗ срабатывает обратный клапан, тампонажный материал остается в подпакерной зоне под давлением. ГУК извлекается. Гидравлический способ посадки позволяет гарантированно безотказно производить установку пробок мостовых в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах.

Пробка мостовая ПМ (рис. 1) используются для:

- отключения нижележащего пласта без установки цементного моста, при подготовке скважины к РИР или ГРП,

- отключения интервалов обсадной колонны на разведочных скважинах при переходе на вышележащий пласт,

- также могут применяться в качестве опоры для клина отклонителя при зарезке боковых стволов.

Рис 1 Схема применения ПМ и ПМЗ.

Применение мостовых пробок ПМ в отличие от обычных цементных мостов за счет отсутствия дополнительных СПО и отсутствия ОЗЦ - 24 часа позволяют в разы сократить продолжительность и стоимость ремонта. Использование пробок мостовых позволяет устанавливать их с очень высокой точностью, в отличие от цементного моста который в нередких случаях приходится дополнительно подбуривать, неся затраты на дополнительные СПО. При отсечении продуктивного пласта не происходит его загрязнение, что особенно важно при работе с пластами с низкими фильтрационными свойствами.

Пробки мостовые заливочные ПМЗ рекомендуется применять для изоляции продуктивного пласта, ликвидации негерметичности колонны или заколонного перетока.

Благодаря наличию обратного клапана в конструкции пакера ПМЗ спуско-подъемные операции можно производить сразу после цементировочных работ, что в свою очередь сокращает время ремонта и ускоряет ее ввод в эксплуатацию.

Пробки мостовые изготавливаются из легко разбуриваемых материалов, защищены от эффекта подшипника при бурении, благодаря чему среднее время разбуривания на сегодняшний день составляет 2 - 4 часа. На гистограмме (рис. 2) представлен сравнительный анализ изоляционных работ с применением материалов и пробок мостовых.

Применение мостовых пробок заливочных позволяет повысить качество изоляционных работ. За счет качественного ремонта увеличится продолжительность межремонтного периода.

Рис. 2 Гистограмма применения ПМ и ПМЗ.

Repair and insulation works (RIRs) - work to block the pathways of water in the production zone of the well and disconnect the individual layers and water-bearing intervals. This work is one of the main means to increase the degree of extraction of oil from the reservoir. How to improve the quality of insulation work? About his experience in dealing with this question says the expert of the company OOO "Yugson-Service".

Изоляционные работы проводят методом тампонирования под давлением без установки пакера через общий фильтр или с установкой съемного или разбуриваемого пакера через фильтр отключаемого пласта:

· при отключении верхних или промежуточных пластов выполняют операции по предохранению нижних продуктивных пластов (заполняют ствол скважины в интервале от искусственного забоя до отметки на 1,5- 2,0 м ниже подошвы отключаемого пласта песком, глиной или вязкоупругим составом, устанавливают цементный мост или взрыв-пакер);

· определяют приемистость вскрытого интервала пласта. Если она окажется менее 0,6 м 3 /(ч • М Па), проводят работы по увеличению приемистости изолируемого интервала (например, обработку соляной кислотой);

· приготавливают и закачивают под давлением в заданный интервал тампонажный раствор и оставляют скважину на ОЗЦ. Срок ОЗЦ устанавливают в зависимости от типа тампонажного раствора. По истечении срока ОЗЦ производят проверку моста и гидроиспытание эксплуатационной колонны;

· при необходимости производят дополнительную перфорацию эксплуатационной колонны в интервале продуктивного пласта;

· при отключении верхних и промежуточных пластов, эксплуатация которых осуществляется при депрессии на пласт более 2 МПа, после проведения тампонирования под давлением интервал префорации перекрывают дополнительно металлическим пластырем.

При проведении работ по ограничению водопритоков и использовании тампонажных составов, селективно воздействующих на участки пласта с различными насыщающими жидкостями и селективно отверждающихся в них, закачку составов осуществляют через существующий фильтр без предварительного отключения нефтенасыщенных интервалов или же при необходимости используют пакеры. Работы проводятся в соответствии с РД, регламентирующим применение конкретных изоляционных составов.

Ремонтные работы методом тампонирования в скважинах, содержащих в продукции сероводород, выполняются с применением сероводородостойких тампонажных материалов на минеральной или полимерной основе.

Исправление негерметичности цементного кольца.

· Оборудуют устье скважины с учетом возможности осуществления прямой и обратной циркуляции, а также расхаживания труб.

· Определяют приемистость флюидопроводящих каналов в заколонном пространстве и направление движения потока, а также степень отдачи пластом поглощенной жидкости.

Проверяют скважину на заполнение и определяют приемистость дефектной части крепи при установившемся режиме подачи жидкости.

За 3-5 суток до осуществления работ проводят лабораторный анализ тампонажного состава в условиях ожидаемых температуры и давления. Время начала загустевания тампонажного состава должно быть не менее 75 % от расчетной продолжительности технологического процесса.

При исправлении негерметичности цементного кольца, расположенного над продуктивным пластом, проводят дополнительные подготовительные операции.

Создают спецотверстия на участке высотой 1 м (5-10 отверстий) над эксплуатационным фильтром против плотных пород.

Перекрывают интервал перфорации (в интервале продуктивного пласта) песчаной пробкой и сверху слоем глины высотой 1 м над песчаной пробкой или взрыв-пакером типа ВП, устанавливаемым на 2- 3 м выше верхних перфорационных отверстий, но не менее чем на 2 м ниже спецотверстий.

Если тампонирование проводят через эксплуатационный фильтр, то его перекрывают песчаной пробкой из расчета, что 1 м верхней части фильтра остается неперекрытым.

· при приемистости скважины до 2 м з /(ч•МПа) применяют цементный раствор или его комбинацию с полимерными составами;

· при приемистости более 2 м 3 /(ч • МПа) предварительно снижают интенсивность поглощения с применением различных наполнителей.

При исправлении негерметичности цементного кольца, расположенного ниже эксплуатационного объекта (пласта), РИР проводят через фильтр нижнего объекта или через специальные перфорационные отверстия.

Если РИР проводят через фильтр нижнего эксплуатационного объекта, башмак НКТ устанавливают на 1,0—1,5 м ниже фильтра.

Если РИР планируют проводить через специальные перфорационные отверстия, то эти отверстия простреливают или в зоне ВНК, или в интервале плотного раздела между нижним эксплуатационным и нижележащим водоносным пластами. Башмак НКТ устанавливают на 1.0- 1.5 м ниже интервала специальных перфорационных отверстий. При использовании при этом пакера, его резиновый элемент устанавливают между подошвой нижнего пласта и интервалом специальных отверстий.

После окончания тампонирования удаляют излишний объем тампонажного раствора из НКТ обратной промывкой, поднимают НКТ на 50—100 м и скважину оставляют на ОЗЦ.

Наращивание цементного кольца за обсадной колонной

Шаблонируют эксплуатационную колонну до глубины на 100—200 м ниже расположения цементного кольца за обсадной колонной.

Устанавливают цементный мост над интервалом перфорации и по истечении срока ОЗЦ проверяют прочность цементного моста при разгрузке НКТ с промывкой.

Выбирают тип тампонажного материала в зависимости от интенсивности поглощения с учетом геолого-технических и температурных условий. В скважинах, в которых возможен гидроразрыв пласта, следует использовать облегченные тампонажные растворы.

При прямом тампонировании через специальные отверстия на заданной глубине в обсадной колонне простреливают отверстия, промывают скважину до полного удаления остаточного объема старого бурового раствора, закачивают расчетный объем тампонажного раствора, поднимают НКТ на 50- 100 м и оставляют скважину на ОЗЦ. Определяют верхнюю границу цементного кольца за обсадной колонной. Разбуривают цементный стакан в обсадной колонне и проверяют ее на герметичность.

Обратное тампонирование применяют в случаях, когда над наращиваемым цементным кольцом находится интенсивно поглощающий пласт. Тампонажный раствор с закупоривающими наполнителями закачивают в заколонное пространство с устья.

Комбинированное тампонирование применяют в случаях, когда перед прямым тампонированием не удается восстановить циркуляцию из-за наличия в разрезе одной или нескольких зон поглощений. Первую порцию тампонажного раствора закачивают прямым способом через отверстия, а вторую — обратным.

В случае если установлена негерметичность обсадной колонны в интервале спецотверстий, производят дальнейшие работы по ликвидации негерметичности с применением стальных гофрированных пластырей.

Читайте также: