3.4 Нарощування цементного кільця за обсадною

колоною труб

У зв'язку з недостатньою висотою цементного кільця за обсадними колонами труб у свердловині можуть виникати нафтогазоводопрояви на поверхні Землі і перетікання нафти, мінералізованої пластової води та газу із нафтогазоводоносних пластів у верхні проникні пласти, а це призводить до екологічної шкоди, загазованості поверхневої території, забруднення пластів питної води і втрати вуглеводнів. Звідси є необхідність у збіль­шенні висоти цементного кільця, а точніше, в ліквідації можливих чи наявних каналів перетікання флюїдів.

Нарощування цементного кільця за обсадною колоною проводиться з метою [168]:

а) ліквідації або попередження перетікання пластових флюїдів вздовж незацементованого заколонного простору свердловини;

б) заповнення заколонного простору тампонажним матеріалом у зоні дефекту обсадної колони або належних до експлуатації продуктивних пластів;

в) захисту обсадних колон від корозії агресивними пластовими флюї­ дами.

При виборі технології й тампонажного матеріалу необхідно врахову­вати: а) інтенсивність поглинання рідини під час створення циркуляції у свердловині; б) герметичність обсадної колони; в) місцезнаходження по­глинаючого пласта над цементним кільцем. Для цього слід вивчити наявні геолого-промислові дані і здійснити попередні гідродинамічні та геофізич­ні дослідження. Технологію тампонування належить вибирати тільки піс­ля вивчення матеріалів з будування, експлуатації та ремонту свердловини, проведення додаткових гідродинамічних та геофізичних досліджень.

635

Вхідні дані з будування та експлуатації свердловини для вибору тех­нології і тампонажного матеріалу повинні висвітлювати [168]: а) кон­струкцію свердловини; б) наявність ускладнень у незацементованому інтервалі стовбура під час буріння свердловини (поглинання, обвали, сальникоутворення, посадки та затяги інструменту в ході спуско-підій-мальних операцій, інтервали оброблень, тип бурового розчину та його параметри тощо); в) характеристику пластів у незацементованому інтервалі розрізу; г) параметри бурового розчину під час опускання об-садної колони; ґ) результати інклінометри, профілеметрії та кавернометрії стовбура в незацементованому інтервалі; д) відомості про PIP у незаце­ментованому інтервалі обсадної колони.

Гідродинамічні дослідження слід проводити з метою випробування обсадної колони на герметичність опресуванням, перевірки приймаль-ності заколонного простору шляхом запомповування промивної рідини з гирла свердловини, перевірки наявності кругової циркуляції через спецот-вори в колоні під час подавання рідини в колону або в заколонний простір.

У результаті здійснення геофізичних досліджень необхідно уточнити місцезнаходження верхньої межі цементного кільця і його стан, виявити наявні закупорювальні пробки у заколонному просторі, виділити погли-нальні зони в незацементованому інтервалі стовбура свердловини під час запомповування промивної рідини в заколонний простір з гирла або через спецотвори в колоні.

Технологіями нарощування інтервалу цементування з метою запов­нення незацементованої частини заколонного простору тампонажним розчином передбачається запомповування тампонажного розчину через стовбур свердловини з використанням для цього наявних пошкоджень чи, в основному, спеціально утворених перфораційних отворів у колоні труб (пряме цементування), а також зворотне запомповування з гирла сверд­ловини в кільцевий простір між обсадною колоною і кондуктором (зво­ротне цементування). Спочатку перед запомповуванням розчину через стовбур обов'язково відділяють нижню частину свердловини ізолю­вальною вибійною пробкою, як і за відключення верхнього пласта.

У випадку, коли зона поглинання розміщена поблизу „голови" цемент­ного кільця, заколонний простір тампонують через спецотвори, про­стріляні над зоною поглинання (рис. 3.15) [168].

Спецотвори в кількості 5-10 шт, прострілюють перфоратором в об-садній колоні на відстані 25-50 м над нарощуваним цементним кільцем у зоні залягання щільних порід [168].

Якщо поблизу „голови" цементного кільця знаходиться дефект у колоні (тріщина, корозійна каверна, негерметична різьова з'єднина), то тампонування здійснюють через цей дефект. Якщо внаслідок поглинання

636

Рис. 3.15-Варіантинарощу­вання цементного кільця: / - експлуатаційна колона; 2 -цементне кільце; З - зона по­глинання; 4 - спеціальні от­вори; 5 - дефект у колоні; 6 - глинистий пласт; 7 - напрям руху тампонажного розчину; 1, 11 - послідовність техно­логічних операцій; h < 100 м, Н>100м

тампонажний розчин не вдалося підняти до необхідної висоти, то над зоною поглинання тоді прострілюють спецотвори і через них запом-повують другу порцію розчину (див. рис. 3.15).

Якщо дефект знаходиться на значній відстані від „голови" цементного кільця, то знизу (між ними) прострілюють отвори і запомповують першу порцію розчину, а відтак через дефект-другу (див. рис. 3.15).

Якщо заколонний простір перекрито набухлими глинами або обва­леною породою, то нижче цього місця прострілюють спецотвори і там­понажний розчин запомповують через спецотвори „зворотним" способом (зверху в заколонний простір) на поглинання, вводячи в першу частину розчину наповнювачі. А тоді в разі потреби над глинами або обваленою породою ще прострілюють отвори і уже прямим цементуванням розчин піднімають до гирла (див. рис. 3.15). При цьому для відновлення зумисне порушеної суцільності колони у вигляді перфораційних отворів тампо­нажний розчин, як правило, нагнітають під високим тиском.

Після прямого тампонування необхідно залишати тампонажну пробку над спецотворами висотою не менше 10 м.

Після затвердіння тампонажного матеріалу і розбурювання тампо­нажної пробки в зоні спецотворів необхідно оцінити якість ізоляційних робіт геофізичними та гідродинамічними методами [168]. Якщо колона в зоні спецотворів виявилася негерметичною, то виконують додаткові роботи із встановлення металевого пластиря або тампонажні роботи у від­повідності з розглянутими нижче ремонтно-відновлювальними роботами.

637

Зворотне тампонування (цементування) без попереднього прострілю­вання отворів в обсадній колоні допускається застосовувати за таких умов у свердловині: а) наявне поглинання під час запомповування промив­ної рідини в заколонний простір; б) поглинальна зона розташована над рівнем існуючого цементного кільця на відстані не більше 100 м [168].

У залежності від геолого-технічних умов у свердловині для наро­щування цементного кільця можна використовувати різні тампонажні матеріали [168]. Цементні розчини нормальної густини з додаванням понижувачів водовіддачі, стабілізаторів та пластифікаторів рекомен­дується використовувати за відсутності поглинань.

У випадку поглинань понад 2 м³/(год-МПа) необхідно спочатку знизити приймальність свердловини, використовуючи глинисті розчини з наповнювачами, або використати полегшені тампонажні розчини. Напов­нювачами можуть бути азбест, деревинна тирса, дрібна гумова крихта, кордне волокно, дрібна горіхова шкаралупа тощо. Наповнювачі не повинні містити великих частинок, які могли б закупорювати спецотвори; вміст наповнювачів у розчинах допускається до 10 %.

Якщо обсадна колона є негерметичною в різьових з'єднинах, то рекомендується використовувати тампонажний матеріал „Ремонт-1", фільтрат якого характеризується здатністю проникати в різьові з'єднини труб з наступним твердненням.

Смола ТС-10 і гідрофобний тампонажний матеріал (ГТМ) можуть бути використані за умов поглинань, якщо інші матеріали є неефек­тивними.

Для очищення заколонного простору від залишків бурового розчину та зруйнованої породи, змивання глинистої кірки з проникних порід, очищення дефектів обсадної колони від змащувальних мастил слід використовувати миючі рідини (вода з розчиненими в ній поверхнево-активними речови­нами в кількості 0,3-0,5 % - сульфонол, НЧК, дисольван тощо).

Кількість тампонажного розчину необхідно визначати за величиною об'єму заповнюваного заколонного простору з урахуванням як даних кавернометрії та профілеметрії стовбура свердловин, так і досвіду анало­гічних робіт.

Для запобігання змішування тампонажного розчину з буровим розчином або з миючою рідиною та підвищення ступеня витіснення залишків буро­вого розчину необхідно використовувати гелеутворювальні суміші, які одер­жано на основі водного розчину поліакриламіду. Вибір типу і кількості буфер­ної рідини, планування режимів цементування висвітлено в роботі [278].

Порядок вибору технології PIP і тампонажних матеріалів для різ­них геолого-технічних умов наведено в табл. 3.12. Схеми варіантів сверд­ловин при нарощуванні цементного кільця показано на рис. 3.15 [ 168].

638

Таблиця 3.12 - Вибір технологій і тампонажних матеріалів при нарощуванні цементного кільця за колоною

Геолого-технічні умови (ГТУ), технології виконання робіт, тампонажні матеріали	Варіанти сукупності (ГТУ), технологій і матеріалів
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1 ГЕОЛОГО-ТЕХНІЧНІ УМОВИ	а*	а	б	б	в	в	г	г	г	д	д
1.1 Характер циркуляції (інтенсивність поглинання): часткова циркуляція (поглинання середньої інтенсивності) відсутня циркуляції (повне поглинання)	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
1.2 Стан обсадної колони: герметична негерметична вище зони поглинання негерметична нижче зони поглинання	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
1.3 Розташування поглинального пласта над цементним кільцем: до 100 м вище 100 м	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
2 ТЕХНОЛОГІЇ PIP
2.1 Прострілювання спецотворів: над зоною поглинання над цементним кільцем, але нижче зони поглинання	+	+	+	+			2			1	1
2.2 Зниження інтенсивності поглинання	1	1	1	1	1	1	2	1	1	2	2
2.3 Пряме цементування по НКТ	2	2	2	2	2	2	1	+	+	1,2	1
3 ТАМПОНАЖНІ МАТЕРІАЛИ
3.1 Розчини для зниження інтенсивності поглинання: глинистий розчин з додатком азбесту до 2-5%, гелеутворювальні суміші глинистий розчин з додатком азбесту до 2-5% та інших наповнювачів до 5-10%, гелеутворювальні суміші з додатком наповнювачів до 5%	1	1	1	1	1	1	2	1	1	2	2
3.2 Портландцементні розчини з понижувачами водовіддачі: нормальної густини полегшені (в т.ч. аеросилвмісні) з наповнювачами	2	2'	2	2" 2	2	2" 2'	1 2	2' 2"	2" 2'	1 2'	1 2
Полімерні тампонажні суміші: „Ремонт-І" ТСД-9, ГТМ		2" 2'"								2" 2"'

Примітка. * Індекс схеми нарощування кільця за рис. 3.15.

639

Як видно з таблиці і рисунку, вибір технології виконання робіт і там­понажних матеріалів визначається інтенсивністю поглинання, розмі­щенням зони поглинання відносно „голови" цементного кільця, наявністю та розміщенням дефекту в обсадній колоні.

Контроль за ремонтно-ізоляційними роботами з нарощування цемент­ного кільця за експлуатаційною колоною, кондуктором, кріплення порід привибійної зони здійснюють акустичним або гамма-гамма-цементо-міром за методикою порівняльних вимірювань до і після виконання ізо­ляційних робіт.