Прогрессивные технологии сооружения скважин

ИЗОЛЯЦИЯ ПЛАСТОВ

В процессе сооружения высокодебитных скважин различного назначения повышаются требования к изоляции пластов. Прони­цаемые пласты сложены обычно трещиноватыми или обломоч­ными породами, песками, цементирование которых традицион­ными методами затруднительно. В процессе бурения ствол сква­жины соединяет различные пласты, содержащие кондиционную воду и воду с повышенными концентрациями вредных элемен­тов. Через скважину пласты сообщаются, что часто приводит к попаданию в чистый горизонт некондиционных примесей из со­седних пластов и его загрязнению.

С целью устранения межпластовых перетоков предусматрива­ется крепление скважины обсадными трубами с их последующим цементированием. Как показала практика, применение традици­онных методов крепления скважин не обеспечивает надежного разобщения пластов для различных горно-геологических усло­вий. Наибольшая опасность возникновения межпластовых пере­токов характерна для высокодебитных скважин, вскрывающих наиболее обильные продуктивные интервалы пласта при мини­муме кольматации.

Отсутствие удовлетворительной технологии разобщения пла­стов привело к загрязнению месторождений подземных вод и целых бассейнов, которые приурочены к промышленным регио­нам. Отличительная особенность настоящего момента - постоян­но ускоряющиеся темпы загрязнения окружающей среды. По­этому наиболее актуальные проблемы - разработка надежной техники и технологии разобщения пластов, крепление скважин, ликвидация межпластовых перетоков, оценка качества изоляции тампонируемых интервалов.

Вопросами технологии крепления скважин, изоляции гори­зонтов и ликвидации внутри - и околоскважинных перетоков за­нимались многие исследователи. Наиболее фундаментальные ра­боты сводятся к усовершенствованию рецептур тамнонажных растворов с целью придания им свойств наиболее герметичного контакта с обсадными трубами и породой. Вопросам разработки рациональных схем крепления скважин и технологии изоляции пластов в различных горно-геологических условиях внимания почти не уделялось.

Применяемые традиционные методы цементирования через башмак с помощью разделительных пробок, через заливочные трубки и манжетное цементирование - единственные методы изоляции пластов. В неоднородных по фильтрационным свойст­вам разрезам и значительной протяженности интервала изоляции применение традиционных методов не обеспечивает положитель­ного результата. Тампонажный раствор уходит в зоны повышен­ной проницаемости, исключая возможность надежного заполне­ния расчетного межтрубного зазора и его проникновения в поро­ду с целью создания прочного контакта и исключения возникно­вения фильтрационных каналов и заколонных грифонов. Нерав­номерная изоляция скважины наблюдается в однородных по фильтрационным свойствам породах при существенной длине интервала тампонирования.

Депрессия на пласт при цементации через башмак колонны увеличивается с глубиной скважины, что приводит к преобла­дающему поглощению раствора нижними интервалами пластов и некачественной изоляции верхних горизонтов друг от друга. Применение рекомендуемого для этих целей метода манжетного цементирования осложняется обычно неудовлетворительной изо­ляцией заколонного пространства скважины в открытом стволе, характеризующемся кавернозностью.

В интервалах скважины, характеризующихся изменчивостью фильтрационных свойств или значительной протяженностью, целесообразно использовать технологию избирательного или по - интервального тампонирования. В некоторых случаях (например, при отсутствии кавернозности ствола и применении специально­го инструмента) избирательная изоляция интервалов может обе­спечиваться при манжетном цементировании. На практике обес­печить надежную установку манжеты в открытом стволе сложно, а часто невозможно. При наличии каверн в стволе через манжету осуществляется переток раствора, что сводит к нулю преимуще­ства этого метода. Кроме того, в процессе спуска целостность манжеты часто нарушается, что исключает возможность поинтер - вального и качественного тампонирования заданного интервала.

Решение проблемы сохранения экологии подземных горизон­тов и безаварийной проходки скважин вызывает необходимость применения новых нетрадиционных методов изоляции пластов. Проблему загрязнения подземных горизонтов условно можно подразделить на следующие этапы:

Оценка экологической обстановки горизонтов, преимущест­венно вмещающих подземные воды, так как они в первую оче­редь подвержены необратимому загрязнению при бурении сква­жин на воду, нефть, газ и другие полезные ископаемые;

Борьба с положениями промывочной жидкости при бурении по причине загрязнения горизонтов фильтратом и реагентами; надежная изоляция пластов специальными методами.