РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗОЛИРУЮЩИХ РАБОТ ПРИ ПЕРЕХОДЕ НА НИЖЕЛЕЖАЩИЕ ОБЪЕКТЫ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ДЕПРЕССИИ НА ХАРАМПУРСКОЙ ГРУППЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В.М.Строганов, В.М.Мочульский
ОАО "РосНИПИтермнефть"


А.М.Строганов
ООО "НПФ "Нитпо"


На группе Харампурских месторождений разрабатываются Верхне-Юрские отложения залегающие на глубинах более 3000 м. В стратигра-фическом отношении выделяются четыре продуктивные пласта, в на-стоящее время наиболее интенсивно разрабатывается горизонт 1Ю3. Го-ризонт 1Ю3 представлен дву-мя пластами: верхний 1Ю3-1 более мощ-ный (до 15 м) и нижний 1Ю3-2 (до 8 м). Эти пласты разделяет уплотнен-ный интервал незначительной мощности 2-5 м. Параметры пласта 1Ю3 приведены в таблице 1. При разработке месторождений Харампурской группы было принято решение о первостепенной выработке более мощ-ного и нефтенасыщенного пласта 1Ю3-1.


Таблица № 1
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)


Таблица № 4
Полученные результаты также позволяют говорить о перспективе применения технологии в ликвидации некоторых видов негерметичности эксплуатационных колонн на других месторождениях.

Выводы:
1)Разработана комплексная технология отключения пласта при пе-реходе на нижележащий горизонт в условиях повышенной депрессии.

2)Проведены опытные работы по разработанной технологии на скважинах Харампурского месторождения.

3) Опытные работы показали высокую эффективность разработан-ной технологии.

4)Полученные результаты позволяют говорить о целесообразности применения разработанной технологии на месторождениях ОАО «Рос-нефть-Пурнефтегаз».

Литература:
1.Отчет о НИР «Технологическая схема разработки Харампурского месторождения». — Тюмень: СибНИИНП, 1994.
2.Отчет о НИР «Исследование керна Харампурского месторожде-ния». - Тюмень: СибНИИНП, 1994.
3.Серела Н.Г., Сахаров В.А., Тимашеи А.Н. Спутник нефтяника и газовика. - М.: Недра, 1986.
4.Тампонаж обводненных горных пород: Справочное пособие. — М.: Недра, 1989.

Статья опубликована в: Сборник научных трудов по результатам НИОКР за 2000 год. ОАО НК "Роснефть". - Москва, 2001 г.

© При использовании материалов ссылка на сайт и первоисточник обязательна.

Write Close
Close
У вас есть вопросы? Напишите нам!
Мы обязательно вам ответим