Внедрение технологическиx решений по предотвращению возникновения межколонных давлений при строительстве скважин Астраханского ГКМ
ВВЕДЕНИЕ
Основной задачей при строительстве скважин является обеспечение надежной изоляции нефтяных, газовых и водоносных пластов с точки зрения обеспечения безаварийной, надежной работы объектов добычи, охраны окружающей среды. Присутствие в продукции скважины агрессивных и токсичных компонентов еще более ужесточает требования к повышению надежности скважины, как инженерного сооружения. Высокое содержание сероводорода (Н2S) отмечено в пластовом флюиде Астраханского газоконденсатного месторождения (АГКМ), где создание герметичного изоляционного комплекса в значительной степени осложнена одновременным присутствием в разрезе скважин нескольких газо-нефте-водо- проявляющих отложений, имеющих аномально высокое пластовое давление (АВПД).
СОДЕРЖАНИЕ
З А Д А Н И Е 3
АННОТАЦИЯ 4
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 5
СОДЕРЖАНИЕ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1. ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АГКМ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1 Геологическое строение Астраханского ГКМ 9
1.1.1 Литолого-стратиграфическая характеристика разреза 13
1.1.2 Тектоническое строение региона 17
1.1.3 Нефтегазоносность отложений Астраханского свода 20
1.2 Гидрогеологические условия и характеристика режима водонапорного бассейна месторождения 23
1.3 Физико-химические свойства пластовых флюидов и технологических жидкостей, применяемых на АГКМ 27
1.4 Актуальность использования современных технологий для повышения качества крепления скважин и постановка задач исследования 32
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ МЕЖКОЛОННЫХ ДАВЛЕНИЙ (МКД) В СКВАЖИНАХ АГКМ 34
2.1 Особенности строительства и конструкции эксплуатационных скважин Астраханского ГКМ 34
2.2 Основные причины возникновения МКД в скважинах АГКМ, законченных строительством 38
2.2.1 Причины возникновения флюидопроводящих каналов в межколонном пространстве (МКП) скважин 40
2.2.2 Негерметичность обсадных колонн и скважинного оборудования 48
2.3 Потенциальные напорные источники межколонных давлений в скважинах Астраханского ГКМ 52
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МЕТОДОВ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ МКД И МЕЖПЛАСТОВЫХ ПЕРЕТОКОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН 62
3.1 Методы повышения качества крепления скважин 62
3.2 Технологические решения по предотвращению возникновения межколонных флюидоперетоков в скважинах при первичном цементировании 64
3.2.1 Установка заколонных пакеров 65
3.2.2 Использование вязкоупругих составов при цементировании колонн. 66
3.3 Определение пустотного пространства при опрессовке межколонного пространства скважин. 70
ГЛАВА 4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ МКД НА АСТРАХАНСКОМ ГКМ. 75
4.1 Результаты применения модификаций поликатионных систем «КАТБУРР» при бурении скважин АГКМ 76
4.2 Анализ эффективности технологических мероприятий по предотвращению возникновения МКД, внедренных при строительстве скважин АГКМ 86
4.3 Оценка эффективности и предложения по изменению конструкции скважин АГКМ. 92
4.4 Расчет предельно-допустимого давления для цементного кольца эксплуатационных скважин Астраханского ГКМ 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 99
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 101
ПРИЛОЖЕНИЯ 103
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
О недрах: федеральный Закон РФ, утв. Президентом РФ 03.03.95 г.
О промышленной безопасности опасных производственных объектов: федеральный Закон РФ, утв. 21.07.1997г. № 116-ФЗ
Булатов А.И. Формирование и работа цементного камня в скважине. / М.: Недра, 1990. С. 131-149.
Горбачева О.А. Разработка и внедрение методов контроля и исследований скважин с межколонными давлениями на Астраханского ГКМ: автореферат дисс. канд. техн. наук – Уфа, 2012. – 25 с.
Фаттахов З.М. Разработка методов предупреждения, исследования и контроля межколонных проявлений на скважинах Астраханского ГКМ: автореферат дисс. канд. техн. наук – Уфа, 2001. – 25 с.
Фаттахов З.М. Разработка методов контроля и предупреждения межколонных проявлений на скважинах Астраханского ГКМ // Наука и технология углеводородных дисперсных систем: Материалы II Международ.симпозиума. – Уфа, 2000. - С. 80 - 81.
Данюшевский В.С., Алиев Р.М., Толстых И.Ф. Справочное руководство по тампонажным материалам. М.: Недра, 1987. 373 с.
Крепление высокотемпературных скважин в коррозионно-активных средах /Кравцов В.М. и др.//. М.: Недра, 1987. 190 с.
Материалы научно-технического совещания по проблеме межколонных давлений на Астраханском ГКМ.//Астрахань: ИПЦ Факел, 2002. 88 с.
Горбачева О.А. Методы контроля и исследования скважин с межколонны-ми давлениями на Астраханском ГКМ» // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов». ИПТЭР, 2012. Вып.1 (87) - С.18-26.
Предотвращение каналообразований и заколонных проявлений при цементировании скважин / Макаренко П.П. и др. // НТЖ Газовая промышленность. 1995. №10. С.9-10.
Предупреждение, обнаружение и ликвидация газонефтеводопроявлений/ Аветисов А.Г. [и др.]. Краснодар:ООО «Просвещение-Юг», 2003.- том 1, с. 9-187.
Разработка и внедрение технико-технологических мероприятий по повышению качества строительства скважин на АГКМ / Отчет о НИР / АстраханьНИПИгаз. – Астрахань, 1995. – 61 с.
Основными причинами МКД на АГКМ явились: недостаточная адаптированность конструкции скважин, устьевого оборудования, технологии бурения и крепления, при наличии источников с аномально высокими пластовыми давлениями в геологическом разрезе.
Исследователями [4,5,6] было установлено, что необходимыми условиями для «появления МКД являются:
-наличие в геологическом разрезе скважины, в составе ее конструкции источника давления, абсолютное значение которого выше гидростатического на абсолютной отметке его местоположения;
-наличие гидродинамической связи источника с устьем скважины».
Источники МКД разделяют [5,6] на «естественные напорные и техногенные источники. Естественными напорными источниками МКД являются газо-нефте-водо-насыщенные пласты-коллекторы в геологическом разрезе скважины».