Способи тампонування ненаскрізних каналів

Ненаскрізні канали пов'язані, в основному, із з'єднувальними вузлами експлуатаційних колон.

Під негерметичними з 'єднувальними вузлами експлуатаційних ко­лон розуміють різьові з'єднини обсадних труб, стикувальних вузлів секцій колони та муфти ступінчастого цементування, котрі мають флюїдопровідні канали, через які виникає сполучення між колонним та заколонним просто­рами. Причинами негерметичності з'єднувальних вузлів експлуатаційних колон є незадовільна якість виготовлення в поєднанні зі створеним осьовим навантаженням, порушення в технології збирання тощо. Канали перетікань флюїдів, наприклад, у негерметичних різьових з'єднинах труб являють собою щілинні зазори розміром- десяті та соті частки міліметра, про­тяжністю від декількох десятків сантиметрів до декількох метрів [168].

Негерметичність з'єднувальних вузлів експлуатаційної колони вияв­ляється або під час опресування колони труб, або за проявами міжколон-них тисків у процесі освоєння чи експлуатації свердловини. Флюїдопро-

відні канали в з'єднувальних вузлах (різьових з'єднинах) експлуатаційних колон мають пропускну здатність по воді меншою Іл/с, що відмічається зменшенням тиску під час опресування колони за допомогою цементу­вального агрегату; в деяких випадках негерметичність з'єднувальних вузлів експлуатаційних колон можна виявити тільки в разі опресування колони газом. Через низьку пропускну здатність глибину розміщення негерметичних різьових з'єднин важко визначити термометрією, витрато-метрією та резистивиметрією. Більше надаються для цієї мети гідродина­мічні методи дослідження, які полягають у поінтервальному опресуванні негерметичної колони стиснутим газом або в'язкою рідиною [278, 579].

Хоч на даний час маємо значне вдосконалення техніки та технології кріплення свердловин, але все-таки виникає потреба у великих витратах часу і засобів для виконання ремонтів свердловин через негерметичності різьових з'єднин труб обсадних колон і низьку якість розмежування пла­стів. Такі дефекти, як правило, виявляються в процесі експлуатації сверд­ловин, а це пов'язано із втратами обсягів видобутку нафти і необхідністю виконання трудомістких та дорогих ремонтних робіт [7]. Одним із найпо­ширеніших дефектів обсадних колон, який може бути зумовлений як порушеннями технології кріплення, так і тривалістю експлуатації сверд­ловини, - негерметичність їх різьових з'єднин. У результаті проникання в заколонний простір пластових флюїдів та особливо газу створюються умови для виникнення нафтогазоводопроявів, грифоноутворень та інш.

Складність робіт з герметизації дефектів різьової з'єднини пов'язана перш за все із значними витратами часу на їх виявлення в колоні. Окрім того, внаслідок невеликих розмірів каналів, що зумовлює негерметич­ність з'єднин, необхідно використовувати такі тампонувальні матеріали, які можна було б вільно пропомповувати через цей канал. Використовувані для цих цілей розчини (цементні, синтетичних смол, глинистих та інших тампонажних сумішей, які тверднуть) мають істотні недоліки. Низька ефективність використання цих матеріалів (зокрема, цементних розчинів) зумовлена обмеженою здатністю їх до проникання в канали, а бар'єр, що утворюється в торцях різьових з'єднин у вигляді цементної кірки, є недов­говічним. Так, за промисловими даними по Самотлорському родовищу довговічність ізоляції цього типу не перевищує в середньому 1, 5 місяці. Аналогічну картину спостерігали при використанні тампонажних сумішей із наповнювачами, частинки яких за розмірами співвимірні із каналами в негерметичних з'єднинах.

Використання для герметизації з'єднин обсадних колон синтетичних смол і твердіючих глинистих розчинів утруднено внаслідок необхідності точного дозування їх компонентів, а також неможливості попередження змішування таких розчинів як з рідиною, що використовується для про-

тискування, так і з рідиною, котра знаходиться у свердловині. Змішування розчинів з іншими рідинами призводить до різкого зниження ефективності використання тампонажних матеріалів. Крім того, при використанні цементних і полімерних розчинів існує небезпека прихоплення насосно-компресорних труб, по яких ці суміші запомповують у свердловину, у зв'язку із обмеженими термінами їх тужавіння. Такі недоліки виклю­чаються при використанні в'язкопружної суміші як ізоляційного матеріалу.

Використання цементних розчинів для ізоляції вказаних дефектів в обсадних колонах галузевими документами забороняється [168, 579].

Тампонажними матеріалами в даному випадку можуть бути фільтрівні полімерні речовини, які утворюють у граничному стані газоне­проникний тампонувальний камінь (твердіючі речовини) або гель (геле-утворювальні речовини). Використання цементних розчинів у даному випадку є недопустимим, а допускається використовувати тампонажні речовини на основі мінеральних в'яжучих матеріалів, фільтрат яких твердне або утворює гель. Тампонування негерметичних з'єднувальних вузлів обсадних колон полімерними сумішами здійснюється за наявності або відсутності дрібнодисперсного наповнювача [168]. Використання фільтрівних полімерних сумішей забезпечує ізоляцію флюїдопровідних ка­налів у негерметичних різьових з'єднинах.

В'язкопружні суміші, деформаційні властивості котрих вивчено на реогоніометрі Вейсенберга з використанням робочих органів типу „конус-площина" при швидкостях зсуву 1, 1210" ²с^_1 та температурі 22-23°С, виявились придатними для ізоляції таких каналів, оскільки завдяки вели­ким пружним деформаціям при зсуві в них виникають значні нормальні напруження, які збільшуються в часі [7]. Ця особливість суміші - суттє­вий фактор, що визначає ефективність використання її для герметизації різьових з'єднин обсадних труб у свердловині. Крім того, в'язкопружна суміш добре пропомповується через канали будь-яких розмірів, оскільки не містить частинок, розміри яких є більшим за надмолекулярні утво­рення полімеру, і не змішується з протискувальною та витіснювальною рідинами, а також абсолютно безпечна щодо ймовірності прихоплення насосно-компресорних труб. Оцінка можливості використання в'язко-пружної суміші для повторної герметизації різьових з'єднин на спеціаль­ному устаткованні, яке моделює найбільш несприятливі реальні умови, підтвердила, що в'язкопружна суміш є ефективним засобом для усунення негерметичності різьових з'єднин.

Основні способи ізоляції ненаскрізних каналів такі: а) ковзне тампо­нування; б) тампонування із залишенням пробки (моста); в) встановлення полімерного пакера в затрубному просторі фонтанних свердловин без демонтажу гирлового обладнання [168, 278, 579].

Канали негерметичності з'єднувальних вузлів взагалі всієї обсадної колони і в муфтах ступінчастого цементування колони ліквідують тампо­нуванням під тиском. Цей спосіб застосовують тоді, коли негерметич-ність характеризується лише падінням тиску в ході опресування, а без­перервне пропомповування тампонувальної рідини за допустимих тисків для даної колони є неможливим. В інших випадках застосовують методи ліквідації наскрізних каналів обсадної колони.

Перед тампонуванням інтервал перфорації ізолюють за допомогою цементної пробки (моста), тампонажну суміш запомповують у НКТ, а негерметичність обсадної колони усувають або подальшим запомпову-ванням суміші в зону негерметичності, або пропомповуванням („ковзан­ням") суміші (у випадку невстановленого місцезнаходження негерметич­ності) по затрубному простору {спосіб ковзного тампонування).

Як різновид способу ковзного тампонування застосовується метод протискування тампонажної суміші (до 0, 5 м³) робочим газом у затрубний простір газліфтних свердловин у режимі експлуатації [168, 574].

Дрібнодисперсний наповнювач у разі ковзного тампонування здатний частково проникати в канали, які піддаються ізоляції, а це запобігає витісненню незатверділої тампонажної суміші із дефекту протискуваль­ною рідиною.

На практиці застосовують найпростіший спосіб ізоляції, що полягає в послідовному пропомповуванні в'язкопружної суміші при опущених у свердловину трубах по всій довжині обсадної колони або по її частині. З цією метою необхідний об'єм в'язкопружної суміші, відповідний 200-300 м висоти стовпа в кільцевому просторі, через насосно-компресорні або бу­рильні труби запомповують у кільцевий простір та створюють надлишковий тиск для нагнітання суміші в канали, які зумовлюють негерметичність колони. Якщо через 1-2 год. надлишковий тиск не знижується, то його зменшують і пропомповують суміш для герметизації з'єднин у наступному інтервалі. Потім знову створюють надлишковий тиск і повторюють опера­цію з герметизації. Таким чином, в'язкопружну суміш можна пропомпо-вувати від вибою до гирла. Після того, як буде встановлено падіння над­лишкового тиску в затрубному просторі, що свідчить про нагнітання суміші в канал, який зумовлює негерметичність, свердловину залишають під тиском на 24 год. Після цього надлишковий тиск „скидають" і свердловину промивають для видалення залишку в'язкопружної суміші.

Може бути застосовано також спосіб, за якого весь кільцевий простір заповнюють в'язкопружною сумішшю, а вище зони фільтра встанов­люють пакер. У затрубному просторі створюють надлишковий тиск і протягом 24 год. свердловину залишають під тиском. Після зменшення надлишкового тиску, як і в першому випадку, свердловину промивають

для видалення в'язкопружної суміші. Якість герметизації оцінюють шляхом опресування колони.

Використання в'язкопружної суміші при виконанні робіт з герметизації різьових з'єднин обсадних колон виключає необхідність пошуку місця негерметичності та встановлення цементного моста, спрощує техноло­гію, значно скорочує витрати часу.

Найбільшою ефективністю характеризується метод тампонування із залишенням пробки (моста) за наявності відомостей про глибину дефекту (95-100 %), а ефективність методу ковзного тампонування змінюється в межах 70-85 % [168].

Найпростішими є метод встановлення гелеподібного пакера в за-трубному просторі та метод протискування тампонажної суміші робочим газом у газліфтних свердловинах, однак тривалість ефекту в цих випадках визначається стійкістю гідрогелю до розпадання, яка, як правило, за тем­ператури у свердловині 60-80°С обмежується терміном до 1 року [168].

Вибір тампонажного матеріалу і технології ізоляційних робіт у залежності від геолого-технічних умов експлуатації свердловини показано в табл. 4.10 [168].

Приклад вибирання тампонажної суміші та методу ізоляції негер-метичних різьових з'єднин [168]: у процесі ізоляції газліфтної свердловини з тиском робочого газу в затрубному просторі 10 МПа виявлено появу тиску в міжколонному просторі 2, 0 МПа. У заглушеній свердловині міжколонний тиск відсутній. Методом поінтервального опресування експлуатаційної колони газом встановлено глибину знаходження дефекту 550-590 м. Статична температура у свердловині під час експлуатації 85°С. Таким вхідним даним відповідає рядок 3 табл. 4.10. Ремонт колони належить виконувати із використанням суміші ГТМ-3 або Ремонт-1 методом тампонування під тиском із залишенням моста.