Автор: Гаджиев Ильяс Муслимбекович
Должность: Студент
Учебное заведение: Тюменский индустриальный университет
Населённый пункт: Тюмень
Наименование материала: научная статья
Тема: Развитие технологий ограничения водопритока в добывающих скважинах
Раздел: высшее образование
Ежегодно отмечается рост затрат на ремонт скважин. При этом на работы,
связанные с ограничением водопритока (ОВП), и на водоизоляционные работы
(ВИР) с ремонтом крепи приходится более 50% всех затрат. Эффективность ВИР
и ремонтноизоляционных работ (РИР) в среднем не достигает 60%. Обводнение
скважин, обусловленное не выработанностью запасов нефти и газа, а иными
причинами,
уменьшает
конечную
компонентоотдачу,
вызывает
рост
эксплуатационных расходов в связи с увеличением затрат на добычу попутной
воды
и
подготовку
товарной
нефти.
На
газовых
и
газоконденсатных
месторождениях
обводнившиеся
скважины
нередко
переходят
в
гидратный
режим
работы
и
останавливаются.
Для
скважин
газовых
и
нефтяных
месторождений севера Тюменской области проблема повышения эффективности
тампонажных
составов
и
технологий
водоизоляции
стоит
весьма
остро.
Актуальность проблемы растет по мере старения фонда скважин. Увеличение
фонда действующих скважин, длительное время находящихся в эксплуатации,
приводит к обострению проблемы их ремонта.
Известно, что во время ремонтно-изоляционных работ нередко происходит
некорректная закачка изолирующего состава (изолирующий состав попадает в
продуктивную часть пласта, не подлежащую обработке), и тогда продуктивный
пласт
необратимо
кольматируется.
Для
предотвращения
данного
явления
требуется
выполнение
эффективных
ремонтно-изоляционных
работ
по
устранению заколонных перетоков и водопритока различного характера. При
этом следует обеспечивать предохранение продуктивного пласта от попадания в
него изолирующих материалов. Такого результата можно достигнуть созданием
экрана из специальной блокирующей жидкости, предохраняющей продуктивный
пласт от проникновения в него кольматирующих и тампонирующих агентов на
время выполнения РИР. После «бережного» ремонта освоение скважины будет
облегченным и непродолжительным. Отметим следующие причины попадания
посторонних
вод
в
продукцию
скважин:
изменение
относительной
фазовой
проницаемости
продуктивного
пласта
для
флюидов
(в
зоне
интервала
перфорации); изменение термогазодинамических параметров призабойной зоны
в процессе разработки залежи; деформация каналов горной породы за счет
уменьшения
пластового
давления
при
постоянстве
горного.
Большинство
скважин
обводняется
вследствие
некачественного
цементирования
эксплуатационных колонн и, часто, из-за разрушения цементного кольца. При
метотехнологическом
подходе
к
ВИР
выделяются
три
основные
группы
источников
водопритока:
3
1.
Источники,
связанные
с
особенностями
геологического строения залежей. Здесь требуется индивидуальный подход к
проектированию
и
проведению
водоизоляционных
работ
на
разных
месторождениях и залежах. 2. Источники, связанные с процессом разработки. К
ним относятся подъем подошвенных вод (ГВК, ВНК, образование конуса воды),
движение
контурных
вод.
Очень
велико
отрицательное
воздействие
на
технологию крепления геолого-промысловых факторов, наибольшее влияние из
которых
имеют:
нестационарность
термодинамического
состояния
эксплуатируемых
пластов,
которая
приводит
к
перераспределению
текущих
пластовых давлений по площади и разрезу залежей и к изменению градиента
давления
между
водонасыщенными,
газонасыщенными
и
нефтегазонасыщенными пластами; заколонные и межпластовые перетоки.
Техническими
источниками
обводнения
являются:
негерметичное
цементное кольцо, нарушения в теле и резьбовых соединениях труб колонн
(происходит
поступление
чужой
воды
–
верхней,
нижней
и
собственной
подошвенной, заколонные перетоки и др.). Наиболее типичными дефектами в
цементном камне являются: вертикальные трещины, высокая проницаемость
камня,
отсутствие
сплошного
контакта
цемента
с
колонной
и
со
стенками
скважины.
Некоторые
исследователи
считают,
что
причинами
перетоков
и
высокого обводнения продукции скважин являются создание большой депрессии
на пласт, превышение предельной величины безводного дебита и подтягивание
конуса воды в изотропном продуктивном пласте.
Анализ применения различных гелеобразующих составов и композиций
осветил перспективы разработки новых технологий ВИР и РИР на их основе.
Одно
из
направлений
поиска
–
это
алюмосиликаты.
Обзор
свойств
алюмосиликатов
и
результаты
лабораторных
исследований
гелеобразующих
композиций на основе группы реагентов «Азимут-Z» позволили обосновать
эффективность их применения. Номинально в составе реагентов серии «Азимут-
Z» присутствуют: Al2O3 – 5÷8,6%; SiO2 – 24÷38,93%; MgO – 2,6÷12%; СаО –
50÷56%; Na2O – 0÷0,30%; К2О – 0÷0,30%. Новые гелеобразующие композиции,
содержащие в своем составе окислы кремния, алюминия и соляную кислоту,
применимы
для
кратного
уменьшения
проницаемости
пористой
среды
и
снижения обводненности добываемой продукции.
Установлено,
что
новые
гелеобразующие
составы,
разработанные
на
основе реагентов «Азимут-Z» и соляной кислоты, при концентрации реагентов
3–8%
и
соляной
кислоты
6–12%
представляют
собой
маловязкие
легкофильтрующиеся в коллекторе жидкости, имеющие исходную кинетическую
вязкость
1,5–2,4
мм²/с
в
течение
10
ч
и
дольше
(до
начала
времени
гелеобразования).
С
течением
времени,
в
зависимости
от
концентрации
исходных
компонентов
и
температуры,
вследствие
ускорения
процесса
гелеобразования
вязкость
гелеобразующей
композиции
начинает
быстро
нарастать,
и
жидкость
переходит
в
гель.
Отметим,
что
даже
разбавление
гелеобразующей
композиции
на
20%
не
приводит
к
сильному
ухудшению
свойств геля. Изменяя концентрации исходных компонентов, можно получать
достаточно плотные гели с оптимальным временем гелеобразования. Изменение
концентрации соляной кислоты оказывает влияние на скорость гелеобразования
при постоянной концентрации алюмосиликатов (реагенты «Азимут-Z»). При
постоянной концентрации
кислоты рост содержания реагентов существенно
уменьшает
время
гелеобразования.
С
увеличением
температуры
скорость
гелеобразования возрастает в 2–14 раз.
Изучение
механизма
действия
их
на
продуктивный
пласт
позволило
выделить три принципа, характеризующие методы ограничения движения вод в
пласте:
1) отключение обводненного интервала пласта из разработки;
2) избирательное снижение проницаемости обводненной зоны пласта;
3) изменение фазовой проницаемости пород.
Избирательность
взаимодействия
химреагентов
с
компонентами
продуктивного
пласта
является
одним
из
главных
условий
эффективного
управления фильтрацией жидкостей в нефтеводонасыщенном коллекторе на
основе изменения фильтрационного сопротивления его в обводненных зонах.