Конструкция скважины по проекту предусматривает мощность интервала открытого ствола, перекрываемого эксплуатационной колонной длиной не более 200 м, однако при бурении даже такого небольшого интервала встречаются поглощения с частичной и полной потерей циркуляции.
Применение в таких условиях традиционных тампонажных составов для цементирования эксплуатационной колонны в одну ступень не представляется возможным, так как во время процесса цементирования уже при минимальной гидродинамической нагрузке происходит превышение давления столба жидкостей, находящихся в заколонном пространстве, над давлением гидроразрыва пород.
Альтернативой традиционному способу цементирования может быть двухступенчатый метод с применением МСЦ. Однако в этом случае существенно увеличиваются затраты как на материалы, так и на дополнительное оборудование.
Рациональное технологическое решение, обеспечивающее безопасный процесс и получение необходимого уровня качества в сочетании с оптимальными затратами, является снижение удельного веса тампонажного материала. В то же время снижение удельного веса тампонажного раствора любым из известных способов гарантированно повлечет за собой падение физико-прочностных характеристик цементного камня и на порядок снизит надежность крепи скважины.
Для обеспечения необходимого уровня качества цементирования обсадной колонны, а также высокой степени безопасности процесса, применяемый тампонажный материал должен отвечать одновременно нескольким требованиям, практически несовместимым друг с другом:
- Высокая прочность цементного камня при низком удельном весе тампонажного раствора.
- Высокая седиментационная стабильность при большом количестве наполнителя.
- Низкая фильтратоотдача при повышенном водотвердом отношении.
В качестве основного наполнителя был применен материал Super-K, представляющий собой фракционированные гранулы на основе увеличенного в объеме вторичного стекла, удельным весом 1,0 г/см3. Особенностью данного наполнителя является наличие эффективных пор, которые при создании избыточного давления заполняются тампонажным раствором. По истечении времени схватывания тампонажный раствор, попавший в поры гранул, формирует цементный камень в этих порах с такими же деформационно-прочностными характеристиками, как и окружающий гранулы материал. Таким образом, наполнитель не формирует в цементном камне отдельные конгломераты, отличающиеся на несколько порядков более низкой прочностью, а наоборот, создает почти монолитную структуру камня (рис. 1).
Рис.1. Отдельная гранула в тампонажном растворе после воздействия давлением
Рис. 2. Сцепление цементного камня с обсадной колонной и горной породой в интервале открытого ствола
По итогам окончательных лабораторных исследований были получены тампонажные материалы для цементирования продуктивной и надпродуктивной части разреза. Некоторые значения показателей свойств тампонажного раствора приведены в табл. 1.
Табл. Показатели свойств тампонажных материалов
На сегодняшний день весь комплекс технологических жидкостей, включающий отмывающую буферную жидкость, кольматирующую буферную жидкость, облегченный тампонажный материал для надпродуктивной части разреза и расширяющийся тампонажный материал нормальной плотности для продуктивной части разреза, был реализован на 5 скважинах Усинского нефтяного месторождения. Все работы по приготовлению и закачке технологических жидкостей проводились с использованием стандартной тампонажной техники. Во всех случаях в процессе цементирования наблюдалась полная циркуляция до момента «СТОП», даже при реализации турбулентного режима течения жидкостей и наличии частичных поглощений в процессе бурения.
«Буртехнологии» — российская компания, осуществляющая сервис технологических жидкостей для строительства скважин. Основными направлениями деятельности компании являются разработка, внедрение и сопровождение технологического комплекса, включающего в себя эффективные технологические решения по промывке, цементированию и вторичному вскрытию продуктивных горизонтов при строительстве нефтяных и газовых скважин различной конструкции. При оказании инженерно-сервисных услуг компания осуществляет поставки необходимых реагентов для растворов непосредственно на скважины. Для производства химических реагентов используется лучшее российское и импортное сырье. В настоящее время компания сотрудничает на постоянной основе с нефтяными компаниями Пермского региона, Удмуртии, Башкортостана, Татарстана, Западной Сибири, Республики Коми, Казахстана и Узбекистана.
