Прогрессивные технологии сооружения скважин

ТЕХНОЛОГИЯ ТАМПОНИРОВАНИЯ

Подготовка скважины к изоляционным работам- В скважине проводят комплекс геофизических исследований и определяют характер распределения фильтрационных свойств интервала там­понирования. Определяют наиболее и наименее проницаемые участки разреза и ранжируют их по мере ухудшения фильтраци­онных свойств. Оценивают производительность насосного обору­дования, используемого при тампонировании или цементирова­нии. Проводят экспресс-опробование скважины и определяют коэффициенты проницаемости и фильтрации пород в интервале тампонирования. Определяют приемистость наиболее проницае­мого интервала и максимально допустимый интервал тампониро­вания т с учетом заданной производительности насосного обо­рудования:

(6.88)

Где Q - производительность насосного оборудования; ц - дина­мическая вязкость тампонажного раствора; kmax - максимальный коэффициент проницаемости пород в интервале тампонирования; Р - репрессия на пласт для разработанного инструмента, прини­маемая равной 0,8-i МПа; r0 - радиус скважины; L - заданная глубина проникновения тампонажного раствора, выбираемая с учетом конструкции скважины, требований к экологической безопасности и надежному разобщению горизонтов, принимаемая не менее 0,2-0,3 м.

Затем распределяют интервал тампонирования на участки с определенной мощностью и ранжируют их в порядке ухудшения фильтрационных свойств пород по порядковому номеру начиная с единицы.

Сборка инструмента- Нагнетательный патрубок, снабженный лопатками и отверстиями для выхода тампонажного раствора, соединяется с обоих торцов с бурильными трубами так, чтобы общая длина соответствовала длине интервала тампонирования L = m, а нагнетательный патрубок располагался в середине инст­румента. Как правило, L = 5^7 м.

С обоих торцов труб навинчивают секции гидромониторных насадок, направленных друг к другу, в сторону нагнетательного патрубка. К секциям гидромониторных насадок подсоединяют секции шнеков или турбулизаторов, причем к нижней секции - с правой навивкой, а к верхней - с левой.

Общая длина секций, устанавливаемых шнеков или турбули-

Заторов рассчитывается в околоскважинной зоне, исходя из не­обходимости создания турбулентного режима фильтрации там­понажного раствора:

Дp = КбКр, (6.89)

144(1 - a)2k2pg

Где К, етр - критические значения числа Рейнольдса (К. етр = 0,1); А - пористость; L - заданная глубина проникновения раствора в пласт; K - коэффициент проницаемости тампонируемых пород; р - плотность раствора; G - ускорение свободного падения.

Учитывая, что гидромониторные насадки создают в среднем перепад давления на пласт 0,5-0,6 МПа, длина секций шнеков или турбулизаторов

1= [ДР - (0,5 4- 0,6)МПа]Ь

(6.90)

Р(02п (тр + F) sin2 в™

Где L - длина секций шнеков или турбулизаторов; B - длина од­ной ступени шнека или турбулизатора; ю - частота вращения инструмента; п - количество лопастей турбулизатора или спира­лей шнека; йтр - диаметр труб нагнетательного патрубка; выход лопастей турбулизатора или спирали шнека; в - угол наклона шнековой спирали к горизонтали.

С целью снижения громоздкости инструмента частоту враще­ния принимают максимально возможной, исходя из мощности бурового оборудования при заданной глубине интервала тампо­нирования.

Спуск инструмента в скважину и нагнетание раствора. Инст­румент спускают в скважину на бурильных трубах и фиксируют против наиболее проницаемого интервала. На поверхности гото­вят тампонажный раствор, который затем закачивают насосом в бурильные трубы и через узлы гидромониторных насадок - в интервал изоляции. Одновременно инструмент вращают на мак­симально возможной частоте.

Время закачки

T = CW, (6.91)

Где с - коэффициент надежности (с = 1,3^1,5); W - объем там­понируемой зоны, W = 0,785(L2 - r02)4l; Q - производительность насосного оборудования.

После закачки расчетного объема тампонажного раствора в пласт подачу насоса прекращают.

Инструмент перемещают, не прекращая вращения в следую­щий интервал тампонирования, характеризующийся худшими фильтрационными свойствами. Раствор закачивают и изолируют следующий интервал в вышеописанной последовательности. Че­рез бурильные трубы возможна закачка хорошо перемешанных растворов насосом с насадкой, размер которой не превышает по­ловины диаметра сопла гидромониторных насадок, что обычно составляет 2-3 мм. Более крупные добавки засыпают в кольце­вое пространство скважины и далее транспортируются левым шнеком или турбулизатором в интервал изоляции.

В сильно поглощающих породах рациональна попеременная закачка тампонажного раствора с порциями воздуха. Для этого в нагнетательной магистрали после насоса устанавливают аэратор или дозирующее устройство. Последующие интервалы оборудуют по аналогии с вышеописанной технологией.

Заключительные работы- После закачки тампонажного рас­твора в заданный интервал насос выключают и калибруют ствол инструментом при вращении и перемещении вверх-вниз вдоль интервала изоляции. Инструмент перемещают до тех пор, когда затвердевший раствор станет предотвращать обрушение стенок скважины и оплывание полузастывшей массы изолятора. Затем инструмент поднимают на поверхность.

Перед спуском обсадной колонны проводят кавернометрию, определяют диаметр ствола скважины в интервале изоляции. При необходимости ствол прорабатывают долотом. В некоторых случаях обсадная колонна может не устанавливаться. Качество изоляционных работ контролируется при опрессовке ствола (следят за поглощением жидкости). Если скважина поглощает жидкость в интервале тампонирования, то качество работ не­удовлетворительное и необходимы ремонтные работы.

При неудовлетворительном качестве проведения первичного цементирования повторно проводят экспресс-опробование сква­жины, определяют интервалы поглощения раствора, коэффици­енты фильтрации пород в околоскважинной зоне после первич­ного тампонирования. Проводят повторное тампонирование и изолируют оставшиеся проницаемые интервалы в последователь­ности, аналогичной описанной выше.

После окончания работ проводят повторный контроль качест­ва изоляции экспресс-методом и в случае неудовлетворительного результата меняют состав тампонажного раствора и наполнителя. При необходимости в интервал опускают обсадную колонну, ко­торую затем цементируют.