Опыт ликвидации катастрофических поглощений промывочной жидкости в трещиноватых и высокопроницаемых породах Волго-Уральского региона составом Аэрофрон ЦС

Elimination of catastrophic loss of drilling fluid in fractured and highly permeable rocks of the Volga-Ural region with «Aerofron CS» composition

M.S. PETROV1,
I.F. SALAHOV1,
L.I. Rakhmatullin1,
R.M. OSIPOV2,
A.V. ABAKUMOV2
1 «ALNEKO» LLC
Kazan, Republic of Tatarstan, 420100, Russian Federation
2 «Tatneft» PJSC
Almetyevsk, Republic
of Tatarstan, 423450,
Russian Federation

В статье рассматривается технология ликвидации катастрофических поглощений промывочной жидкости в трещиноватых и высокопроницаемых породах Волго-Уральского региона с применением состава «Аэрофрон ЦС», сверхоблегченного тампонажного раствора на основе ПАВ и модифицирующих добавок плотностью от 0,7 до 0,98 г/см3. В 2021 г. была изучена технология ликвидации поглощений с применением облегченного тампонажного состава на основе афронов, используемая специалистами филиала ООО «Алнэко». Авторами статьи дана предварительная положительная оценка экономической целесообразности проведения работ. Показано, что применение технологии и материала «Аэрофрон ЦС» эффективно при ликвидации полных поглощений в условиях развитой трещиноватости, осложненных АНПД.

How is the liquidation of catastrophic losses of drilling fluid in fractured and highly permeable rocks of the Volga-Ural region carried out using the «Aerofron CS» composition, an ultra-light cement slurry based on surfactants and modifying additives with a density of 0.7 to 0.98 g/cm3. In 2021, the lost circulation liquidation technology was studied using lightweight grouting compound based on aphrons, used by specialists of the branch of «Alneko» LLC. The authors of the article gave a preliminary positive assessment of the economic feasibility of the work. It is shown that the application of technology and material «Aerofron CS» is effective in the elimination of complete losses in conditions of developed fracturing, complicated by ANPD.

При строительстве скважин на месторождениях ПАО «Татнефть», в частности, на Северо-Альметьевской и Альметьевской площадях отмечаются участки высокой трещиноватости в интервалах Серпуховского горизонта, при вскрытии которых не представляется возможным экономически или технологически продолжить углубление скважины при отсутствии циркуляции. Также на данных площадях присутствуют интервалы развитых горизонтальных и вертикальных трещин, через которые осуществляется движение кольматирующих агентов и при этом наблюдается как поглощение промывочной жидкости, так и ее проявление, что существенно осложняет процесс ликвидации осложнения. Традиционные способы закачки наполнителей, тампонажного раствора, набухающих агентов имеют низкую эффективность из-за разбавления и размыва активного агента в ликвидирующем составе в процессе перетока жидкости из одного пласта в другой. В результате при низкоэффективном первоначальном способе ликвидации поглощения начинается процесс размыва перемычек разупрочненных горных пород, прилегающих к стволу скважины, что приводит к увеличению кавернозности ствола, развитию сети трещин и к дополнительному снижению эффективности последующих операций по ликвидации поглощения.
Специалистами ООО «Алнэко» проведен анализ вскрытия таких интервалов, в результате чего были разработаны критерии к тампонирующему составу и к самой технологии для эффективной ликвидации зон поглощений.
Обязательные требования к составу:
1. Конечные сроки схватывания.
2. Высокие тиксотропные свойства при относительно низкой пластической вязкости во время циркуляции и коагуляции тампонажного материала.
3. Низкая плотность в условиях АНПД.
4. За счет малого противодавления в трещинах относительно противодавления в стволе скважины тампонажный состав должен осуществлять объемное расширение как в вертикальных, так и в горизонтальных трещинах (до 0,5–1,5 %).
5. Достаточно высокая прочность для предотвращения прорыва промывочной жидкости в трещинах и минимальная прочность в стволе скважины для предотвращения образования второго ствола при разбуривании цементного моста в наклонно-направленном участке.
6. Необходимо отсутствие проницаемости тампонажного камня.
7. Следует исключить возможность образования седиментационных каналов.
При этом также поменялись критерии к технологии закачки состава для ликвидации поглощения:

В результате при низкоэффективном первоначальном способе ликвидации поглощения начинается процесс размыва перемычек разупрочненных горных пород, прилегающих к стволу скважины, что приводит к увеличению кавернозности ствола, развитию сети трещин и к дополнительному снижению эффективности последующих операций по ликвидации поглощения.

1. При закачке необходимо механически отсечь «принимающие» трещины от «проявляющих», что также способствует снижению гидростатического давления промывочной жидкости в поглощающий горизонт путем установки пакера над поглощающим горизонтом.
2. Следует улучшить структуру раствора тампонажной смеси (использование дополнительных перемешивающих устройств, увеличить время набора консистенции раствора).
3. Технология должна минимизировать гидростатическое давление на состав для повышения степени успешности операции.
В соответствии с данными критериями были проведены опытно-промышленные работы с применением сверхоблегченных тампонажных растворов на основе ПАВ и модифицирующих добавок. Тампонажная смесь «Аэрофрон ЦС» показала 90 % эффективности при ликвидации зон поглощений на Северо-Альметьевской и Альметьевской площадях. В результате данная технология взята на вооружение специалистами ПАО «Татнефть» и используется при бурении большинства скважин со схожими осложнениями.
Для проведения работ по изоляции поглощения в интервалах Серпуховского горизонта были предложены три рецептуры состава «Аэрофрон ЦС». Выполненные лабораторные и полевые исследования позволили подобрать оптимальный состав компонентов, включая армирующие и кольматирующие добавки.

В соответствии с данными критериями были проведены опытно–промышленные работы с применением сверхоблегченных тампонажных растворов на основе ПАВ и модифицирующих добавок. Тампонажная смесь «Аэрофрон ЦС» показала 90 % эффективности при ликвидации зон поглощений на Северо–Альметьевской и Альметьевской площадях. В результате данная технология взята на вооружение специалистами ПАО «Татнефть» и используется при бурении большинства скважин со схожими осложнениями.

Тампонажный камень, полученный на основе тампонажной смеси «Аэрофрон ЦС» с применением пеноцементной технологии, обладает повышенной трещиностойкостью, высокими тиксотропными свойствами при низкой пластической вязкости, высокой тампонирующей способностью в условиях «сообщающихся» сетью трещин разной направленности, безусадочностью, низкой плотностью.
Тампонажная смесь и технология «Аэрофрон ЦС» была использована при ликвидации поглощений на Серпуховском горизонте на семи скважинах на месторождениях ПАО «Татнефть».
При этом применялся оптимальный состав со следующими характеристиками (см. табл. и график):

Данные скважины осложнены тем, что имеют сложную архитектуру ствола, охарактеризованную средней и высокой интенсивностью искривления траектории. При этом цементный мост имел достаточную прочность для тампонирования каналов и не мешал разбуриванию, оставляя изначальную траекторию.
В отличие от классических технологий по применению пеноцементных технологий решения, разработанные ООО «Алнэко», позволяют минимизировать как экономическую, так и техническую составляющую за счет снижения количества применяемой техники и исключения компрессорного оборудования. Так, технология приготовления и закачки состава «Аэрофрон ЦС» по степени сложности и количеству единиц специальной техники не сильно отличается от классической закачки цементного раствора. При этом эффект образования пористости достигается за счет комплекса добавляемого ПАВ и технологии смешивания. Для минимизации гидростатического давления и отсечения пластов применяются разбуриваемые пакера в широком диапазоне диаметров. После закачки, в процессе ожидания реакции и затвердевания цементного состава, производится спускоподъемная операция с целью смены КНБК, что, в совокупности с пористой структурой цементного камня и его оптимальной твердостью, позволяет минимизировать риски отхода от проектной траектории ствола.

Выводы
Сравнительный анализ работ при строительстве данных скважин и ликвидации поглощений материалом «Аэрофрон ЦС» позволяет сделать вывод о том, что применение данной технологии способствует эффективному расширению тампонажного раствора в трещинах и кольматации афроновыми добавками высокопористой среды с дальнейшим предотвращением движения флюидов в разупрочненных горных породах. А низкая плотность тампонажного раствора в совокупности с техническими методами разобщения пластов позволяют закрепить трещиноватые перемычки серпуховского горизонта в условиях АНПД. Высокопористая среда и оптимальная жесткость цементного камня минимизируют риски отклонения от планового профиля ствола скважины в процессе разбуривания. Вышеописанные преимущества в сочетании с более низкой стоимостью работ позволяют повысить эффективность инвестиций и снизить эксплуатационные затраты заказчика при строительстве скважины.

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Петров М.С.

    Петров М.С.

    директор

    ООО «АЛНЭКО» г. Казань, Республика Татарстан, 420100, РФ

    Салахов И.Ф.

    Салахов И.Ф.

    главный технолог

    ООО «АЛНЭКО» г. Казань, Республика Татарстан, 420100, РФ

    Рахматуллин Л.И.

    Рахматуллин Л.И.

    заведующий исследовательской лабораторей

    ООО «АЛНЭКО» г. Казань, Республика Татарстан, 420100, РФ

    Осипов Р.М.

    Осипов Р.М.

    руководитель сектора цементирования и ликвидации осложнений Отдела заканчивания скважин Управления по строительству скважин

    ПАО «Татнефть»

    Абакумов А.В.

    Абакумов А.В.

    инженер-технолог сектора цементирования и ликвидации осложнений Отдела заканчивания скважин Управления по строительству скважин

    ПАО «Татнефть»

    Просмотров статьи: 1037

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru