Для решения этого вопроса традиционно устанавливается з
аколонный пакер ниже водо- и газоносных пластов (рис. 1). Расширяющийся элемент пакера направлен на обеспечение надежной изоляции между обсадной колонной и стенкой скважины. Однако применение пакера имеет ряд технических и технологических ограничений, таких как риски, связанные с неактивацией или ранней активацией пакера, приводящие к непроизводительному времени (НПВ). Также для установки пакера необходимо знать точный диаметр ствола скважины в интервале установки.В качестве альтернативного решения использованию заколонных пакеров в открытом стволе с целью изоляции продуктивного пласта от заколонных перетоков из вышележащих водо- и газоносных пластов на месторождении «НОВАТЭК» успешно применяют технологию закачки цементного раствора LockCem™ (рис. 2). Данная технология заключается в закачке резинополимерного цементного раствора в интервале открытого ствола над продуктивным пластом. Резинополимерный цементный состав LockCem™ обладает более высокой прочностью на сжатие, упруго-эластичными свойствами, низкой водоотдачей, отсутствием усадки в процессе гидратации, а также отсутствием свободной воды по сравнению со стандартными цементыми растворами.
Первичным/основным средством гидроизоляции является цементный камень. Заколонные пакеры рассматриваются только как вторичный заколонный барьер. Несмотря на то, что заколонные пакеры призваны выдерживать требуемое дифференциальное давление и эффективно предотвращать миграцию флюидов, они являются механическими устройствами, что влечет за собой вероятность их повреждения при спуске в скважину или нештатную активациию.
В качестве альтернативного решения использованию заколонных пакеров в открытом стволе с целью изоляции продуктивного пласта от заколонных перетоков из вышележащих водо– и газоносных пластов на месторождении «НОВАТЭК» успешно применяют технологию закачки цементного раствора LockCem™.
Предложенная компанией Halliburton технология заключается в закачке LockCem в интервале открытого ствола над продуктивным. Система LockCem является комплексным составом, состоящим из портландцемента, химических добавок и резинополимерного раствора и используется для улучшения качества сцепления между цементным камнем и обсадной колонной.Данная система позволяет эффективно изолировать продуктивную зону от миграции пластовых флюидов из вышележащих пластов и имеет ряд преимуществ перед использованием пакера. Она не ограничена диаметром ствола (величиной коэффициента кавернозности).
Первичным/основным средством гидроизоляции является цементный камень. Заколонные пакеры рассматриваются только как вторичный заколонный барьер. Несмотря на то, что заколонные пакеры призваны выдерживать требуемое дифференциальное давление и эффективно предотвращать миграцию флюидов, они являются механическими устройствами, что влечет за собой вероятность их повреждения при спуске в скважину или нештатную активациию.
Исследования, проведенные в независимых лабораториях, показали, что добавление резинополимерной составляющей в базовый цементный раствор позволяет:
• Снизить проницаемость в сравнении со стандартными цементными растворами, т.к. резинополимерная составляющая заполняет поровое пространство в цементной матрице (рис. 3 и 4).
• Улучшить механические свойства в сравнении со стандартными цементными растворами. На 26 % увеличилась прочность, на 10 % уменьшился модуль Юнга, на 10 % увеличился коэффициент Пуассона (табл. 1).
• Улучшить сцепление цементного камня с колонной. Увеличение интервалов спрошного контакта цементного камня с обсадной колонной составило в среднем 15 % в сравнении со стандартными цементными растворами.
Абсолютная проницаемость по газу образцов резинополимерного цементного камня, определенная путем лабораторных исследований, составляет порядка 0,015 мД при открытой пористости по газу около 22 %. Абсолютная проницаемость по жидкости в пластовых условиях по результатам лабораторных исследований отсутствует.
Данный резинополимерный цементный раствор создает надежный барьер, исключающий миграцию воды и газа из вышезалегающих пластов в продуктивный нефтяной пласт. Интерпретация предоставленных заказчиком данных АКЦ свидетельствует об улучшении сцепления, повышении сплошного контакта более чем на 15 % по сравнению со стандартными работами по цементированию. Компанией «НОВАТЭК» не были зафиксированы случаи перетоков пластовых флюидов в продуктивный пласт из вышележаших после закачки резинополимерного цементного раствора.
Предложенная технология в качестве альтернативы заколонному пакеру имеет ряд преимуществ:• Обеспечивает длительную изоляцию продуктивного пласта от миграции пластовых флюидов из вышележащих водо- и газоносных пластов за счет упруго-эластичных свойств.
• Коэффициент кавернозности, не является критичным фактором при изоляции резинополимерным цементным раствором (к сравнению, коэффициент расширения герметизирующего элемента пакера, как правило, не превышает 1,3 — 1,4).
• Мощность разобщаемого интервала и высота образуемого барьера не ограничена высотой пакера, т.к. возможно закачать любой объем резинополимерного цементного раствора, рассчитанный для конкретных скважинных условий в зависимости от требований и поставленных задач.
• Независимо от геометрии скважины, благодаря своей низкой вязкости он стремится заполнить пустоты и каверны.
• Исключает потенциальные технологические риски, связанные с неактивацией или преждеверменной активацией пакера.
• Позволяет снизить время на строительство скважин за счет исключения дополнительных операций установки и активации пакеров.
На данный момент на месторождениях «НОВАТЭК» было проведено почти 40 операций с использованием системы LockCem в качестве альтернативы заколонному пакеру. Резинополимерный цементный раствор с целью исключения миграции в продуктивный пласт применяется с 2017 г.
Применение резинополимерного цементного раствора создало надежный барьер, позволяющий предотвратить миграции жидкостей и газов в продуктивный коллектор. Улучшенные упруго–эластичные свойства резинополимерного цементного раствора помогли предотвратить повреждение цементного камня под воздействием знакопеременных нагрузок во время строительства и эксплуатации скважины.
Данный резинополимерный цементный раствор создает надежный барьер, исключающий миграцию воды и газа из вышезалегающих пластов в продуктивный нефтяной пласт. Интерпретация предоставленных заказчиком данных АКЦ свидетельствует об улучшении сцепления, повышении сплошного контакта на более чем 15 % по сравнению со стандартными работами по цементированию. Компанией «НОВАТЭК» не были зафиксированы случаи перетоков пластовых флюидов в продуктивный пласт из вышележаших после закачки резинополимерной цементного раствора, что позволяет судить об эффективности данного метода, позволяющего увеличить рентабельность вложений в строительство скважины за счет исключения затрат на стоимость пакера, временых затрат на его установку и активацию, а также проведение РИР в случае отсутствия герметизации затрубного пространства пакером.Применение резинополимерного цементного раствора позволило создать надежный барьер для предотвращения миграции жидкостей и газов в продуктивный пласт. Улучшенные упруго-эластичные свойства резинополимерного цемента обеспечили целостность цементного камня под воздействием знакопеременных нагрузок во время строительства и эксплуатации скважины. Введение резинополимерной составляющей в стандартный цементный раствор повышает прочность, снижает проницаемость по жидкости и газу, обеспечивая тем самым высокую эффективность барьера на пути миграции жидкости/газа. Применение этой системы позволило «НОВАТЭК» сократить (НПВ). На сегодняшний день LockCem является премиальным решением для обеспечения длительной изоляции затрубного пространства скважин.
