В процессе выработки данного пласта и обводнения добывающих скважин возникла необходимость отключения обводнившегося пласта и переноса разработки на нижележащий объект 1ЮЗ-2. Для решения этой задачи был опробован ряд технологических схем с применением различ-ных изоляционных и тампонажных материалов и средств (цементаж, в том числе с установкой металлического пластыря, объемная закачка дисперсных полимерных систем с последующей установкой металличе-ского пластыря), но эти мероприятия не позволили достичь необходимых результатов.
Литолого-фациальный состав пород коллекторов пласта 1Ю3-1 Ха-рампурского месторождения представлен песчаниками мелкозернистыми с включением углисто-слюдистого материала, подчеркивающего слои-стую структуру. Встречается песчаник с субвертикальными трещинами, заполненными кальцитом.
В пласте 1Ю3 возможно наличие высокопроницаемых интервалов представленных слабосцементированными песчаниками с наличием раз-витой сети трещин и микрокарст с проницаемостью порядка 2000 мД.
Проведенные исследования на керновом материале (данные Сиб-НИИНП) показали высокую водоудерживающую способность до 56 % по-род коллекторов пласта 1Ю3, однако по разрезу пласта по прослоям она может изменяться в широких пределах от 19 до 56 %. Также прослежи-вается неоднозначное взаимодействие пород отдельных прослоев пласта с соляной кислотой. Растворимость в соляной кислоте составляет от 1,5 до 20,6 %. На основании вышесказанного можно утверждать, что кол-лекторские свойства, как отдельных интервалов, так и по всей мощности призабойной зоны пласта, могут претерпевать значительные изменения в процессе эксплуатации и ремонта скважины. Следствием этого являет-ся снижение приемистости и отдачи пласта.
В общем случае проблема отключения обводнившегося пласта при переходе на нижележащий горизонт может сводиться к восстановлению целостности тела эксплуатационной колонны в зоне отключаемого пла-ста. Из современных технологий это позволяет осуществить установка металлического пластыря в интервале перфорации, однако данная тех-нология в настоящее время не обеспечивает герметичность при депрес-сии свыше 18 МПа и помимо этого установка пластыря приводит к уменьшению проходного сечения эксплуатационной колонны, что накла-дывает ряд ограничений на дальнейшее обслуживание скважины. По-этому возникает необходимость восстановления цементного кольца и ус-тановки изолирующего экрана определенной протяженности (для сниже-ния нагрузки на цементное кольцо и металлический пластырь).
Незначительная непроницаемая перемычка между пластами на ко-торых производятся работы позволяет говорить о высокой вероятности вознокновения перетока флюида по заколонному пространству, что под-тверждает целесообразность установки изоляционного экрана в пласте.
Незначительная толщина непроницаемой перемычки также накла-дывает ряд ограничения на проведение интенсификационных работ в отключаемом пласте.
Создание равномерного изоляционного экрана в отключаемом пла-сте, определяется рядом существенных факторов:
•неоднородность отключаемого пласта;
•коллекторские свойства пласта (пористость и проницаемость);
•текущее состояние призабойной зоны отключаемого пласта;
•водоудерживающая способность пород коллекторов и их фазовые проницаемости;
•физико-химические свойства изоляционного материала.
Наиболее существенными факторами для создания изоляционного экрана определенного радиуса являются коэффициент неоднородности пласта, фазовая проницаемость его отдельных интервалов и фильтраци-онные и физико-химические свойства изоляционного состава.
Как отмечалось в описании геолого-физических свойств пород кол-лекторов отключаемый пласт 1Ю3-1 Харампурского месторождения не-однородный, по разрезу отмечаются интервалы с проницаемостью от 5 до 50 мД, а при наличии трещиноватости проницаемость достигает 2000 мД. Из чего следует, что коэффициент неоднородности изменяется в широких пределах от 5 до 400. Высокая неоднородность отключаемого пласта препятствует его равномерному насыщению изоляционным соста-вом на необходимую глубину. Это предъявляет определенные требова-ния к реологическим и физико-химическим свойствам изоляционных со-ставов и технологии их закачки в отключаемый пласт.
Проблематика установки изолирующего экрана по всей мощности неоднородного пласта наиболее наглядно прослеживается при расчете необходимого объема изоляционного состава. Необходимый объем изо-ляционного состава для установки экрана по всей мощности отключае-мого пласта определяется по следующей формуле:
Vс=3.14R^2hmK
где:
Vс – необходимый объем изоляционного состава, м3;
R – радиус установки изоляционнного экрана, м;
h – мощность отключаемого пласта, м;
m – пористость отключаемого пласта, дол. ед.;
K – коэффициент неоднородности пласта.
Для создания изоляционного экрана радиусом 1 м в пласте с по-ристостью 17 % и мощностью 10 м при степени неоднородности 1 требу-ется 5,3 м3 изоляционного состава, при степени неоднородности 10 – 53,4 м3, а при степени неоднорподности 20 – 106,8 м3 (при условии, что изоляционный состав обладает реологическими свойствавми позволяю-щими проникать в низкопроницаемые интервалы пласта). Следует отме-тить, что при объемной закачке в неоднородном пласте происходит язы-ковое распределение изоляционного материала (рис 1а, в),
Рис.1 - Распределение изоляционного состава в неоднородном пла-сте при различнух способах закачки:
а,в-объемная однопорционная закачка;
б,г-порционная закачка.
Он преимущественно уходит в высокопроницаемые интервалы пла-ста. Что обуславливает резкое увеличение необходимого объема изоля-ционного материала. Приведенный пример подтверждает теоретическую возможность создания изоляционного экрана по всей мощности отклю-чаемого пласта методом объемной закачки, но для условий месторожде-ний Харампурской группы (коэффициент неоднородности достигает 400) данный метод не достаточно эффективен.
Как показали исследования необходимый радиус изоляционного экрана обратнопропорционален физико-механическим характеристикам изоляционного состава. В общем виде эта зависимость описывается формулой:
Rmin=ar(P2-P1)/(2Pm)
где:
a - коэффициент запаса прочности (2-5), принимают в расчетах с учетом достоверности всех параметров, сезонных условий и возможности отклонения расчетных величин от фактических;
r – средний радиус проводящих каналов, м;
Pm – пластическая прочность изоляционного материала, МПа;
P2-P1 - депрессия, МПа.
Проведенные авторами эксперименты по исследованию прочност-ных свойств гелей составов на основе изоляционного материала АКОР БН (рис. 2)и их томпанирующей способности (табл. 1)показали, что для изоляционных составов, обладающих пластической прочностью 1000-10000 Па, минимально необходимый радиус изоляционного экрана при депрессии 20 МПа в условиях месторождений Харампурской группы дол-жен составлять не менее 0,25 м. В этом случае изоляционный состав не будет выдавлен из пласта. В тоже время, при наличии трещиноватых и высокопроницаемых интервалов необходимо увеличить изолирующий экран в этих интервалах до нескольких метров.
Рис.2 - Зависимость пластической прочности продуктов гелеобразо-вания составов АКОР БН с различным содержанием воды от времени ста-билизации.
До момента обводнения пласта 1Ю3-1 он длительное время нахо-дился в эксплуатации, что неизбежно сказалось на состоянии призабой-ной зоны пласта и цементного кольца в интервале перфорации. Некото-рые интервалы пласта в этих условиях полностью потеряли способность пропускать через себя жидкость вследствие загрязнения, неизбежного снижения фазовой проницаемости пласта в виду большой водоудержи-вающей способности пород коллекторов и остаточной нефтенасыщенно-сти. Поскольку цементное кольцо частично разрушено перфорацией и длительной эксплуатацией, то возникает необходимость его восстанов-ления.
Литолого-петрофизические свойства пласта 1Ю3, пластовая темпе-ратура до 100 0С и депрессия 20 МПа накладывают ряд ограничений на применяемые изоляционные материалы и составы. В частности при под-боре составов на основе полимеров необходимо учитывать их гидро-термическую устойчивость.
Решением проблемы отключения пласта при переходе на нижеле-жащий горизонт в условиях повышенной депрессии на месторождениях Харампурской группы может быть комплекс технологических приемов учитывающих все условия данных месторождений и позволяющий полу-чить положительный эффект.
Одним из способов решения проблемы создания равномерного изо-ляционного экрана в неоднородном пласте является порционная закачка изоляционного состава. Она позволяет избавиться от языкового распре-деления изоляционного материала в пласте за счет кальматации наибо-лее проницаемых интервалов первыми порциями, в результате чего изо-ляционный материал последующих порций фильтруется в менеепрони-цаемые интервалы пласта. Для повышения эффективности установки изоляционного экрана в неоднородном пласте перед закачкой последних порций изоляционного материала необходимо провести закачку специ-альных кислотных составов с добавками НПАВ. Это позволяет подклю-чить в процесс отключения новые ранее не принимавшие изоляционный состав низкопроницаемые интервалы пласта, а также очистить цемент-ное кольцо от старого рыхлого цементного камня.
При выборе изоляционного материала мы исходили из вышепере-численных требований предъявляемых к нему. Этим требованиям наибо-лее полно отвечает изоляционные материалы группы АКОР БН (модифи-цированный АКОР Б).
Поскольку призабойная зона пласта и цементное кольцо в интер-вале перфорации в результате длительной эксплуатации загрязнены, то для их очистки целесообразно применять обработку призабойной зоны неионогенными ПАВами (Нефтенол ВВД, МЛ-80, Неонол и др.).
С целью восстановления цементного кольца непосредственно после закачки последней порции изоляционного материала производится док-репление составом с твердой фазой (цемент).
Для защиты цементного камня от воздействия агрессивных сред находящихся в стволе скважины возможна установка металлического пластыря в интервале отключаемого пласта.
Разработанная авторами технология отключения пласта при пере-ходе на нижележащие объекты основывается на комплексном использо-вании перечисленных выше технологических приемов исходя из харак-теристик конкретных скважин.
Планируемое состаяние призабойной зоны скважины после прове-дения работ по переходу на нижележащий горизонт схематически пред-ставленно на рис. 3.
Рис.3 - Схематическое представление призабойной зоны скважины после перехода на нижележащий горизонт.
По разработанной авторами технологии отключения пластов при переходе на нижележащий горизонт проводились промысловые испыта-ния на Северо-Харампурском месторождении ОАО «Роснефть-Пурнефтегаз на двух скважинах: 408 и 507. На рис. 4 представленно схематическое представление состояния призабойной зоны скв. № 507 до и после проведения работ по переходу. Также по разработанной тех-нологии проведены работы по восстановлению герметичности эксплуа-тационной колонны в нагнетательной скважине на Барсуковском место-рождении. Результаты испытаний проведенных работ показаны в табли-це 2. Положительные результаты получены во всех случаях, что позво-ляет предположить высокую надежность разработанной технологии.
Рис.4 - Состояние призабойной зоны скв. 507 Северо-Харампурского месторождения до РИР (а) и после (б)