35. Крепление скважин. Основные типы и конструкции обсадных колонн.

После углубления скважины по мере необходимости проводят работы по креплению ее ствола обсадной колонной.

Процесс крепления скважины состоит из двух видов работ:

• спуск в скважину обсадной колонны;

• цементирование обсадной колонны.

Обсадная колонна.

Каждая обсадная колонна (ОК) собирается из обсадных труб одного номинального размера (одноразмерная колонна), или двух номинальных размеров (комбинированная колонна).

Состоит:

• направление - служит для закрепления устья скважины и отвода изливающегося из скважины бурового раствора в циркуляционную систему, обычно спускается на глубину 3 - 10 м;

• кондуктор - устанавливается для закрепления стенок скважины в интервалах, представленных разрушенными и выветренными породами, и предохранения водоносных горизонтов - источников водоснабжения от загрязнения; глубина спуска до нескольких сот метров;

• промежуточная колонна - служит для изоляции интервалов слабосвязанных неустойчивых пород и зон поглощения промывочной жидкости; глубина спуска колонны зависит от местоположения осложненных интервалов;

• эксплуатационная колонна - образует надежный канал в скважине для извлечения пластовых флюидов или закачки агентов в пласт; глубина ее спуска определяется положением продуктивного объекта; в интервале продуктивного пласта эксплуатационную колонну перфорируют или оснащают фильтром;

• потайная колонна (хвостовик) - служит для перекрытия некоторого интервала в стволе скважины; верхний конец колонны не достигает поверхности и размещается внутри расположенной выше обсадной колонны; если она не имеет связи с предыдущей колонной, то ее называют «летучкой».

35. Выбор конструкции скважины. Совмещенный график давлений.

Строительство скважины осуществляется в соответствии с проектом ее конструкции.

Конструкция скважины состоит из ствола, пробуренного в горных породах и нескольких обсадных колонн (ОК), закрепленных в этих породах с помощью цемента.

Конструкция скважины характеризуется:

· глубиной (протяженностью) скважины и интервалов под каждую ОК;

· диаметром ствола скважины под каждую ОК;

· количеством ОК, спускаемых в скважину, глубиной их спуска, их длиной, диаметром и интервалами их цементирования.

Число обсадных колонн определяется на основании анализа геологического разреза в месте заложения скважины, наличия зон, где бурение сопряжено с большими осложнениями, анализа картины изменения коэффициентов аномальности пластового давления и индексов поглощения, а также накопленного практического опыта проводки скважин.

По имеющимся данным строят совмещенный график изменения коэффициента аномальности пластового давления kа и индекса давления поглощения (гидроразрыва) kгр с глубиной и на нем выделяют интервалы, которые можно проходить с использованием раствора одной плотности.

35. Способы цементирования скважин.

Основные способы цементирования.

• Прямое одноступенчатое цементирование.

• Прямое двухступенчатое цементирование.

• Обратное цементирование.

• Манжетное цементирование.

• Цементирование потайных колонн.

• Установка цементных мостов.

Двухступенчатое цементирование – это раздельное последовательное цементирование двух интервалов в скважине (сначала нижнего, затем верхнего).

Способ позволяет:

• снизить давление на пласт при высоких уровнях подъема ТР;

• увеличить высоту подъема ТР в заколонном пространстве без значительного роста давления нагнетания;

• уменьшить смешение ТР с ПЖ в заколонном пространстве;

• избежать воздействия высоких температур на ТР, используемый в верхнем интервале (можно оптимизировать выбор ТР).

Манжетное цементирование.

Способ применяется, когда попадание тампонажного раствора ниже интервала цементирования нежелательно.

Для этого ОК оборудуется манжетой или специальным пакером для манжетного цементирования.

Тампонажный раствор нагнетается через перфорированный участок ОК над манжетой (пакером) и не попадает в затрубное пространство ниже манжеты (пакера).

Цементирование потайной колонны.

Спуск потайной колонны осуществляют на колонне бурильных труб (БК), с которой они соединены разъединителем с левой резьбой.

Используют способ одноциклового цементирования с одной разделительной пробкой, состоящей из двух частей:

• проходной (нижней) пробки, имеющей наружный диаметр, соответствующий внутреннему диаметру цементируемых ОТ, которая закрепляется шпильками в разъединителе;

• упругой пробки малого диаметра (верхняя), которая может свободно проходить по колонне бурильных труб.

Упругую пробку вводят в БК вслед за ТР. Под давлением продавочной жидкости она опускается до проходной пробки и задерживается в ней. Давление возрастает, шпильки срезаются, и обе пробки как одно целое перемещаются вниз. При посадке пробок на упорное кольцо происходит скачок давления нагнетания.

Для промывки БК от остатков ТР в нижнем переводнике разъединителя с помощью шара, сбрасываемого в колонну, открывают проточные отверстия. После ОЗЦ бурильную колонну отсоединяют и поднимают.

Установка цементных мостов.

Цементный мост - прочная газонефтеводонепроницаемая перемычка, устанавливаемая в скважине с целью перехода на вышележащий объект, забуривания нового ствола, ликвидации проявления и поглощения, укрепления неустойчивой кавернозной части ствола, консервации или ликвидации скважины.

Для установки моста цементный раствор (ЦР) закачивают через БК или колонну НКТ, спущенную до нижней отметки интервала установки моста. Чтобы предотвратить смешивание ЦР с ПЖ используют буферную жидкость, разделительные пробки и т.п. По мере выдавливания ЦР в ствол скважины колонну поднимают и, когда ее нижний конец окажется выше уровня ЦР, промывают по методу обратной циркуляции.

Чтобы ЦР не погружался в ПЖ ниже места установки моста устанавливают разделитель (тампон, пакер и т.п.).

Обратное цементирование.

Способ заключается в закачивании ТР с поверхности непосредственно в затрубное (межтрубное) пространство и вытеснении находящейся там промывочной жидкости через башмак ОК и по ней на поверхность.

Способ применяют при цементировании ОК, перекрывающих пласты большой мощности, которые подвержены гидроразрыву при небольших перепадах давления, а также при комбинированном способе цементирования, когда нижняя часть ствола цементируется по технологии прямой циркуляции, а верхняя - по технологии обратной циркуляции.

Контроль качества крепи скважины.

• Правильный подбор рецептуры ТР и исходных материалов.

• Рациональная организация процесса цементирования.

• Контроль технологических параметров.

• Высота подъема ТР в затрубном пространстве.

• Полнота замещения ПЖ тампонажным раствором в зацементированном интервале.

• Равномерность распределения цементного камня в затрубном пространстве.

• Сцепление цементного камня с ОК и стенкой скважины.

• Герметичность зацементированной ОК и затрубного пространства.

Проверка герметичности обсадной колонны.

• Герметичность ОК проверяют опрессовкой на внутреннее избыточное давление. В скважине, заполненной водой с помощью ЦА создают давление в зависимости от диаметра и марки стали ОТ. Если через 30 мин. давление в ОК не снизится более, чем на 0,5 МПа, то колонна считается герметичной.

• Герметичность затрубного пространства ОК проверяют снижением уровня жидкости в скважине путем поршневания (тартания). Крепь считается герметичной, если уровень жидкости в скважине не поднимается более, чем на 1 м в ОК 146-168 мм или на 0,5 м в ОК 219 мм и выше, в течение 8 ч.

Заканчивание скважины.

• Вскрытие (разбуривание) продуктивного пласта.

• Опробывание продуктивного пласта.

• Крепление продуктивного пласта.

• Перфорация обсадной колонны в зоне продуктивного пласта.

• Испытание скважины.

• Освоение скважины. Вызов притока пластового флюида.

Состояние призабойной зоны пласта (ПЗП).

С момента начала разбуривания продуктивного пласта промывочная жидкость вступает с ним в контакт. В результате физико-химического и механического воздействия изменяются коллекторские свойства пород ПЗП.

На состояние ПЗП оказывают воздействие:

• разгрузка горного массива;

• изменяющееся противодавление столба бурового (тампонажного) раствора;

• фильтрация бурового (тампонажного) раствора;

• изменяющийся температурный режим;

• гидродинамические и механические импульсы и эффекты.

Ухудшение коллекторских свойств ПЗП.

Под воздействием избыточного давления промывочная жидкость проникает в поры продуктивного пласта. В основном проникает дисперсная среда (вода), но возможно и проникновение частиц дисперсной фазы, например при гидроразрыве.

Дисперсная среда проникает в глубь пласта и оттесняет нефть (газ) от скважины.

Значительно ухудшается проницаемость пласта. Если в коллекторе содержатся глинистые частицы, то они набухают и сужают каналы. Если содержатся соли, то они могут образовать нерастворимые осадки. Взаимодействие углеводородов с водой создает эмульсию, которая уменьшает фазовую проницаемость для нефти и газа.