Применение быстросхватывающихся смесей при изоляции зон поглощений на месторождениях Республики Татарстан

Поглощения бурового раствора на месторождениях Республики Татарстан связаны с пористыми, трещиноватыми известняками и кавернозными зонами выщелачивания в отложениях пермской системы, верхнего и нижнего отделов каменноугольной системы и верхнего отдела девонской системы.
Одним из основных недостатков традиционных материалов, применяемых при изоляции зон поглощений, является их длительное время загустевания (более 130 мин) и продолжительный интервал между началом и концом схватывания (более 90 мин), что способно привести к частичному или полному размытию тампонажного камня [1].
Гипсоцементные смеси применяются при креплении скважин в зоне многолетнемерзлых пород, где к ним предъявляется ряд схожих требований, как и при поглощениях [2]. Отличие быстросхватывающейся гипсоцементной смеси (БСС) от других быстросхватывающихся смесей заключается в том, что после осуществления первичного намыва бурового раствора с наполнителем приготовленный и доставленный в поглощающий интервал раствор за счет комплексного вяжущего и модифицирующих добавок быстро начинает набирать структуру, закупоривающую каверны и трещины в скважине [3].
Результаты тестов БСС, проведенных в лаборатории крепления скважин института «ТатНИПИнефть», представлены в табл. 1 и на рис. 1, 2.

Сравнивая диаграммы консистенции, изображенные на рис. 1 и 2, отмечаем, что с учетом скважинных условий БСС достигает консистенции 100 е. к. (не прокачиваемый тампонажный раствор) за 2,5 ч, а гельцемент с добавлением ускорителя схватывания – (2 % CaCl2) после 3 ч испытания достигает консистенции 4 е. к.
Технология приготовления и закачки быстросхватывающейся гипсоцементной смеси на трех скважинах была идентичной базовой технологии изоляции поглощения (закачка под пакер, рис. 3) и предполагала использование стандартной техники, необходимой для установки цементного моста (рис. 4).
Результаты опытно-промышленных работ (ОПР) представлены табл. 2.
Из табл. 2 видно:
1. Установка гипсоцементного моста для изоляции поглощений (6 т БСС на 1 поглощение) на скважинах № 1 и № 3 с использованием гидромеханического пакера произведена успешно с получением 100 % циркуляции (до изоляции при бурении зоны – полное поглощение), на скважине № 2 – 95 % (до изоляции циркуляция при бурении зоны – 30 %).
2. На скважине № 1 совместно с поглощением было изолировано проявление из Серпуховского горизонта с интенсивностью 12 м³/ч.
3. По результатам гидродинамических исследований на скважине № 2 коэффициент приемистости, определенный до момента изоляции зоны поглощения, составил величину – 7. Изоляция зоны поглощения проводилась без предварительного намыва наполнителя, давление при продавке не превышало 2 МПа. Было принято решение оставить скважину на ОЗЦ под пакером на 4 ч. Перед разбуриванием цементного моста была проведена опрессовка ствола скважины с получением резкого увеличения давления. Последующее разбуривание цементного моста было произведено со 100 % циркуляцией. После разбуривания моста циркуляция составила 95 %.
4. На скважине № 3 зона осложнения имела коэффициент приемистости 10,7 и характеризовалась полным уходом. Область применения БСС (отраженная в программе ОПР) не позволила полностью провести изоляцию этой зоны поглощения с указанными характеристиками. При дальнейшем бурении в интервале наличия гипсоцементного стакана 1150–1207 м наблюдалась 100% циркуляция, с глубины 1207 м – циркуляция 60 %, с глубины 1246 м – циркуляция 0 %. В связи тем, что БСС был весь израсходован (это была последняя скважина), дальнейшую дополнительную изоляцию провели по стандартной технологии с 15 т гельцемента, не получив положительного эффекта. Скважина была пробурена до проектного забоя без циркуляции на технической воде и зацементирована в две ступени с использованием МСЦ (муфты ступенчатого цементирования).
5. Разработана линейка БСС с плотностями от 1540 до 1870 кг/м³ и временем загустевания от 90 до 180 мин, что существенно расширило область применения при изоляции различных зон поглощений бурового раствора.
Технико-экономическая эффективность от применения БСС представлена в табл. 3.

Выводы
1. ОПР проведены в полном объеме и получены положительные результаты в соответствии с указанной областью применения согласно утвержденной программе работ.
2. Получен технологический эффект от применения БСС, заключающийся в подтверждении заявленной эффективности технологии согласно утвержденной программы ОПР:
– экономия времени 4 ч ОЗЦ (с использованием БСС) в сравнении с 8 ч (при использовании гельцемента с ускорителем);