К.т.н. Исмаилов А.А.

Казахстанско-Британский технический университет, Казахстан

Проводка скважин в условиях аномально низких пластовых давлений

Анализ современного состояния бурения нефтяных и газовых скважин показывает, что одной из актуальных проблем при их проводке на действующих месторождениях является проблема аномально низких пластовых давлений, и, как следствие этого, проблема снижения гидравлического давления на забой и стенки скважины. Необходимость снижения гидравлического давления возникает как при бурении, так и при заканчивании скважины.

Вместе с тем, имеется целый ряд нерешенных вопросов по данной проблеме, которые сдерживают дальнейшую интенсификацию процесса проводки скважин на нефть и газ в условиях низких пластовых давлений.

Подавляющее большинство скважин в настоящее время бурится с большой репрессией на вскрываемые пласты и забой скважины. Это приводит к закупорке продуктивных горизонтов дисперсной фазой бурового раствора в приствольной зоне скважины, резкому снижению показателей работы буровых долот, возникновению поглощения бурового раствора в процессе бурения и спускоподъемных операций. При цементировании обсадных колонн в условиях низких градиентов пластовых давлений и аномально низких пластовых давлений происходит поглощение цементного раствора и недоподъем его в затрубном пространстве на необходимую высоту.

В условиях месторождений Южного Мангышлака (Узень, Жетыбай и др.) пластовое давление в большинстве случаев находится на уровне гидростатического давления с небольшим отклонением в ту или другую сторону. Большинство скважин бурится при репрессии на вскрываемые пласты от 2,0 МПа на глубине 1100м до 5,0-6,0 МПа на глубинах 2000-2200 м. это приводит к значительному снижению показателей работы буровых долот. При цементировании обсадных колонн во многих скважинах не удается поднять цементный раствор на проектную высоту вследствие возникновения поглощения в процессе его продавливания.

Бурение эксплуатационных скважин на месторождениях Узень, Жетыбай ведется либо внутри контура газоносности, либо вне него.

При бурении скважин на месторождениях в основном используется роторный способ. В качестве бурового раствора в верхней части разреза (до глин среднего альба) используют техническую воду с последующим переходом на выбуриваемый глинистый раствор, параметры которого регулируются углещелочным реагентом (УЩР).

Конструкция скважин либо одноколонная (вне контура газоносности), предусматривающая спуск 245 мм кондуктора на глубину до 200 м с целью перекрытия неустойчивых пород и зон поглощения, либо двухколонная (внутри контура газоносности), предусматривающая спуск 324 мм кондуктора и 245 мм промежуточной колонны на глубину до 600 м для перекрытия зон поглощений с сопутствующим выделением сероводорода из газоносных пластов, с последующим спуском 140 или 146 мм эксплуатационной колонны до проектной глубины, при диаметре ствола 215,9 мм.

К основным осложнениям, наблюдаемым в процессе бурения скважин на месторождениях, можно отнести нефтегазопроявления и поглощения бурового раствора.

Поглощения промывочной жидкости наблюдаются, как правило, при прохождении альб-сеноманских (270-700 м) и юрских отложений ХШ горизонта (960-1100 м) при достижении плотности промывочной жидкости 1180 кг/м3 , которая необходима для вскрытия XIV горизонта.

Водопроявления наблюдались в скважинах лежащих в нагнетательном ряду.

Для ликвидации поглощений промывочной жидкости в буровой раствор вводится 1-2% раствор полиакриламида (ПАА), что способствует повышению вязкости раствора и предотвращает его уход в поглощающие пласты.

Цементирование эксплуатационных колонн, в основном, одноступенчатое и осуществляется прямым способом. Двухступенчатое цементирование не применяется из-за небольших глубин скважин и незначительной продолжительности их строительства. Эксплуатационные скважины цементируются, как правило, портландцементом на 100 м выше продуктивных горизонтов, остальной интервал цементируется облегченным цементным раствором типа ОЦГ (облегченный цемент для «горячих» скважин). В нагнетательных скважинах требуется цементировать эксплуатационную колонну только портландцементом до устья, но из-за низких градиентов гидравлического разрыва на месторождении Узень (0,0142-0,0179 МПа/м) цементирование этих колонн осуществляется тампонажным материалом в комбинации портландцемента с ОЦГ. При этом верхнюю часть разреза (меловые и вышележащие отложения) перекрывают с ОЦГ плотностью 1410-1430 кг/м³, а нижнюю часть разреза обычным портландцементом с плотностью 1800-1830 кг/м3.

Применение облегченного цемента для горячих скважин (ОЦГ) как бы компенсировало низкие градиенты гидроразрыва пластов и обеспечило подъем цементного раствора до устья, но не обеспечило, в свою очередь, качественного сцепления цементного камня с породой и хорошей герметизации затрубного пространства из-за низкой прочности ОЦГ.

В связи с этим на месторождении Узень возникла проблема цементирования скважин только портландцементом для горячих скважин с обеспечением его высоты подъема до устья.

В настоящее время в условиях Южного Мангышлака решить такую проблему можно, в основном, следующими путями:

Ø Применением метода двухступенчатого цементирования.

Ø Разработкой новых рецептур тампонажных материалов, имеющих пониженную плотность, высокую прочность и хорошую адгезионную способность.

Ø Применением технологии цементирования в условиях низких пластовых давлений.

Ø Совершенствованием технологии подготовки ствола скважины к цементированию эксплутационных колонн.

В связи с тем, что на месторождениях Южного Мангышлака предполагается развитие добычи на существующих месторождениях, а также поиск и разведка новых перспективных на нефть и газ площадей, предлагается разработка специальной технологии строительства скважин в условиях низких пластовых давлений, включающей все операции по строительству скважины.

Литература

1. Нифантов В.И. Научное обоснование процесса вскрытия пластов и освоения скважин с применением гибкого регулирования забойного давления. Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. Ставрополь, 2002

2. Исмаилов А.А., Нурпеисова Р.А., Ратов Б.., Мишин Д.С. Геологические условия строительства скважин с аномально низкими пластовыми давлениями. Республиканский сборник научных трудов аспирантов и магистрантов. Алматы, 2001