Применение тампонажной смеси для бурения нефтяных скважин
Ликвидация катастрофических поглощений при бурении
- Определяется место поглощения и его интенсивность.
- В предполагаемую зону поглощения спускаются бурильные трубы.
- Последовательно закачивается в зону поглощения суспензия реагента ЛП-4С в дизельном топливе или нефти в количестве 400…700 кг (объём дизельного топлива составляет 2…4 м3) и пресная вода в объёме внутреннего пространства бурильных труб + 2…4 м3.
- После продавки необходимого объёма воды (объём бурильных труб + 2 - 4 м3) закачка композиции останавливается и скважина оставляется на реагирование сроком на 4…6 часов.
- Восстанавливается циркуляция и определяется интенсивность поглощения, в случае наличия поглощения операция повторяется.
Ликвидация поглощений в трещинах и кавернах.
Данный вид осложнения ликвидируется особенно тяжело, т.к. не известна степень раскрытия трещин (каверн), их протяжённость и, соответственно их объём. Для ликвидации такого вида осложнений необходим материал, который имеет плотность равную плотности воды, полимеризуется в течение короткого времени (5 - 10 мин), образуя твёрдое или упругое тело. Этим условиям может отвечать несколько известных химических веществ: жидкое стекло, органические смолы . При этом для уменьшения времени полимеризации и отверждения во всём объёме закачиваемой системы, жидкое стекло и органические смолы необходимо закачивать использую двух трубную систему, т.к. эти вещества быстро полимеризуются только при больших количествах катализатора. На данный момент, более перспективным и технологичным способом ликвидации такого вида осложнений, остаётся применение ЛП-4С.
Исключая механические способы ликвидации поглощения (установка профильных перекрывателей и пр.), можно сказать, что все эти работы сводятся к созданию каркаса в зоне поглощения с последующим намывом наполнителя и установкой цементного моста. Для создания каркаса используются разнообразные материалы, вплоть до разворачивающихся в зоне поглощения металлических пружин. Этот процесс достаточно долговременный и не всегда приводит к положительному результату.
Для создания каркаса в зоне поглощения, используется тампонажный материал ПБС. Технология его закачки следующая:
- Определяется статический уровень бурового раствора (воды) в скважине;
- Открытый конец бурильных труб устанавливается над зоной поглощения на расстоянии равном - глубина зоны поглощения минус величина статического уровня, т.е. если поглощение возникло на глубине 1200 м, а статический уровень находится на глубине 400 м, то открытый конец бурильных труб устанавливается на глубине 800 м, как вариант, можно установить открытый конец бурильных труб на высоту от зоны поглощения равной объёму продавки в бурильных трубах;
- В бурильные трубы через тройник одновременно закачивается суспензия материала ЛП-4С из расчёта 3 м3 (1 м3 дизельного топлива + 400 кг материала ПБС) и 5 м3 технической воды с рН не более 8. Продавка производится технической водой в объёме внутреннего пространства бурильных труб;
- После вытеснения суспензии ПБС с водой производится технический отстой в течение 2 часов. При этом ЛП-4С набирает в себя воду и сшивается, превращаясь в резиноподобную упругую массу (полимерную пробку);
- После технологического отстоя восстанавливается циркуляция. При этом в затрубном пространстве увеличивается уровень жидкости, увеличивается гидростатическое давление, которое продвигает эту полимерную пробку вниз в зону поглощения. В случае выхода циркуляции, закрыть превентор и продавить полимерную пробку в зону поглощения. Объём продавки должен быть равен объёму скважины от зоны поглощения до открытого конца бурильных труб. Если после продавки циркуляция есть, то рекомендуется установить в зону поглощения цементный мост, в противном случае повторить операцию до восстановления циркуляции.
Закачка тампонажной смеси ЛП-4С в скважину в случае неопределённого нахождения зоны поглощения
При закачке ЛП-4С в скважину в случае неопределённости нахождения зоны поглощения или вскрытия нескольких зон закачку смеси можно производить сверху (при наличии превентора) или снизу (в случае отсутствия превентора). Для этого используется следующая схема закачки.
Закачка материала ЛП-4С в скважину сверху.
- Определяется статический уровень бурового раствора (воды) в скважине;
- Открытый конец бурильных труб устанавливается над предполагаемой верхней зоной поглощения в обсадной колонне или в стволе скважины на расстоянии не мене 200 м от верхней зоны или на расстоянии, которое будет перекрыто объёмом жидкости не менее чем 7 м3
- В бурильные трубы через тройник одновременно закачивается суспензия материала ЛП-4С из расчёта 3 м3 (1 м3 дизельного топлива + 400 кг материала ПБС) и 5 м3 технической воды с рН не более 8. Продавка производится технической водой в объёме внутреннего пространства бурильных труб.
- После вытеснения суспензии ПБС с водой производится технический отстой в течение 2 часов. При этом ПБС набирает в себя воду и сшивается, превращаясь в резиноподобную упругую массу (полимерную пробку).
- Далее заполняется затрубное пространство до выхода циркуляции, закрывается превентор и, начинается продавка полимерной пробки вниз по стволу до снижения давления, при этом по объёму закачанной жидкости можно определить глубину верхней зоны поглощения. При падении давления возможны два варианта: первый – пробка зашла в зону поглощения, и поглощает следующий интервал, второй – пробка не зашла в зону поглощения, опустилась ниже – поглощает этот же интервал.
- Готовится вторая пробка, заполняется затрубное пространство до выхода циркуляции, закрывается превентор и, начинается продавка пробки вниз по стволу до снижения давления. Если снижение давления произошло при том же объёме закачанной жидкости, то первая зона поглощения не ликвидирована. В данном случае необходимо доспустить открытый конец бурильных труб до предполагаемой зоны поглощения и произвести закачку суспензии ЛП-4С в эту зону. После реагирования в течение 6 - 8 ч восстановить циркуляцию. После этого возможно два варианта: первый – установить в этой зоне цементный мост с его последующей разбуркой или при закрытом превенторе продавливать обе пробки до следующей зоны поглощения с проведением аналогичных работ.
Закачка материала ПБС в скважину снизу.
- Доспустить открытый конец бурильных труб до забоя ниже предполагаемой нижней зоны поглощения.
- В бурильные трубы через тройник одновременно закачать суспензию материала ЛП-4С из расчёта 3 м3 (1 м3 дизельного топлива + 400 кг материала ПБС) и 5 м3 технической воды с рН не более 8. Продавка производится технической водой в объёме внутреннего пространства бурильных труб.
- После вытеснения суспензии ПБС с водой производится технический отстой в течение 2 часов. При этом ПБС набирает в себя воду и сшивается, превращаясь в резиноподобную упругую массу (полимерную пробку).
После тех. отстоя, на малой производительности цементировочного агрегата начать закачку воды в бурильные трубы, определить давление. При наличии давления, полимерная пробка движется по стволу вверх. В случае отсутствия давления – зона поглощения находится в районе забоя скважины, при этом, либо приготовленная пробка ушла в эту зону и перекрыла её, тогда поглощает следующая зона, либо она не перекрыла эту зону, в этом случае необходимо приготовить ещё одну полимерную пробку по этим же пунктам и закачать её в зону поглощения с последующим технологическим отстоем в течение 5…6 ч.
Проведение изоляционных работ без остановки процесса бурения
Данная технология предусматривает использование тампонажного материала ЛП-4С в процессе бурения скважины.
До предполагаемой зоны поглощения бурение скважины производится в обычном режиме стандартными компоновками. При подходе к предполагаемой зоне поглощения производится подъём инструмента, и компоновка сменяется на роторную. Из долота вынимаются все насадки, и компоновка спускается на забой. Бурение продолжается ротором и ведётся контроль за уровнем раствора в ёмкостях. При первых признаках поглощения останавливаются насосы и через манифольд, агрегатом ЦА-320, в колонну бурильных труб закачивается суспензия материала ЛП-4С в объёме 1 – 2 м3 (дизельное топливо и 70 – 120 кг материала ПБС). После ввода суспензии включается буровой насос и проводится продавка суспензии на забой. При этом процесс бурения продолжается и постоянно контролируется уровень раствора в ёмкостях. Затем через 30 - 40 мин процесс повторяется. В случае катастрофического поглощения, объём суспензии и количество материала увеличивается в 2 раза. При попадании в зону поглощения материал ЛП-4С смешивается с буровым раствором (при этомрН бурового раствора не должен превышать 8), увеличивается в объёме и закрывает каналы поглощения. Увеличение объёма (1 кг. материала связывает до 10 литров воды) происходит в течение 10 - 20 мин, а прочность, данная система набирает через 2 часа. При этом углубление скважины продолжается без остановок. С течением времени (6 - 7 ч) данная система превращается в резиноподобную массу, которая полностью закупоривает все каналы.