Геолого-технические условия применения водоизоляционных композиций
на основе модифицированных цементов
Сеноманские залежи месторождений Западной Сибири
представляют собой чередование песчаных и алевролито-глинистых
пластов с различной фациальной изменчивостью. Проницаемость
коллекторов сеноманских залежей изменяется от 100·10-3 до
6000·10-3мкм2,
пористость – от 25 % до 40 %.
Валанжинские отложения на месторождениях Западной Сибири
представлены среднеи мелкозернистыми песчаниками и алевролитами.
Проницаемость коллекторов валанжинских отложений
изменяется в широких пределах: проницаемость – от 1·10-3до
500·10-3мкм2,
пористость – от 9 % до 21 %.
Технические характеристики применяемых материалов, реагентов и
оборудования
Для изоляции пластовых вод в газовых скважинах
при пластовых давлениях ниже гидростатического рекомендуется
применять облегченные тампонажные составы на основе
портландцемента ПЦТ 1-50 по ГОСТ 1581 плотностью 1300 кг/м3,
стабилизированные и пластифицированные, например, реагентом «Полипласт
СП-1» по ТУ 5870-005-58042865-2005 [2] или аналогичным реагентом
и модифицированные добавкой микрокремнезема, например, Мк-85 по
ТУ 5743-048-02495332-96 [3] или добавкой с аналогичными
свойствами.
Модифицированная тампонажная сухая смесь содержит портландцемент ПЦТ
1-50 в количестве 60 % (по массе) и микрокремнезем конденсированный в
количестве 40 % (по массе).
Для регулирования времени загустевания и
сроков схватывания при температуре испытания 20 С
в качестве жидкости затворения модифицированного
тампонажного состава рекомендуется применять водный раствор
CaCl2(плотностью
1065 кг/м3)
по ГОСТ 450.
Для снижения фильтрации модифицированного тампонажного
состава рекоменду-
ется использовать понизитель водоотдачи в количестве 0,8 %
(по массе) от жидкости затворения, например, натросол 250
EXR по ТУ 2231-001-21095737-2005 [4] или аналогичный
реагент.
Для регулирования реологических характеристик, уменьшения
вязкости и предельного напряжения сдвига модифицированного
тампонажного состава рекомендуется применять пластификатор в
количестве 2 % (по массе) от жидкости затворения, например,
суперпластификатор «Полипласт СП-1» по ТУ
5870-005-58042865-2005 [2] или аналогичный реагент.
Учитывая возможность воздействия на камень облегченного
модифицированного состава дополнительных деформаций
растяжения-сжатия, следует предусматривать ввод в состав
раствора армирующих добавок в количестве 0,04 % (от массы
сухой смеси). В качестве армирующей добавки рекомендуется
применять полипропиленовые волокна, например, Ф-1 по ТУ
2272-001-44340211-2000 [5] или компоненты с аналогичными
свойствами.
Для изоляции пластовых вод в газовых скважинах
при пластовых давлениях, равных гидростатическому или выше,
рекомендуется применять тампонажные составы плотностью 1810 кг/м3на
основе ПЦТ 1-50 по ГОСТ 1581 в количестве 98 % (по массе),
стабилизированные и пластифицированные, например, реагентом «Полипласт
СП-1» по
ТУ 5870-005-58042865-2005 [2] или аналогичным реагентом,
модифицированные добавкой микрокремнезема в количестве 2 % (по
массе), например, Мк-85 по ТУ 5743-048-02495332-96 [3] или
добавкой с аналогичными свойствами.
Для снижения фильтрации модифицированных тампонажных
составов рекомендуется использовать понизитель водоотдачи в
количестве 0,8 % (по массе) от жидкости затворения,
например, натросол 250 EXR по ТУ 2231-001-21095737-2005 [4]
или аналогичный реагент.
Для регулирования реологических характеристик
модифицированного тампонажного состава при температуре от
20 С
до 30 С
рекомендуется применять пластификатор в количестве 0,5 % (по
массе) от жидкости затворения, например, суперпластификатор
«Полипласт СП-1» по ТУ 5870-005-58042865-2005 [2] или
аналогичный реагент.
Для изоляции пластовых вод в газоконденсатных скважинах
рекомендуется применять тампонажные составы на основе
портландцемента ПЦТ 1-100, стабилизированные и
пластифицированные регуляторами реологических свойств, например,
Окзил-СМ по ТУ 2454-335-05133190-2004 [6] или добавкой с
аналогичными свойствами, модифицированные добавкой
микрокремнезема, например, Мк-85 по ТУ 5743-048-02495332-96 [3]
или добавкой с аналогичными свойствами.
Модифицированная тампонажная сухая смесь содержит портландцемент
ПЦТ 1-100 в количестве 98 % (по массе) и микрокремнезем
конденсированный в количестве 2 % (по массе).
Для регулирования времени загустевания и
сроков схватывания при температуре испытания 75 С
в качестве жидкости затворения модифицированного
тампонажного состава рекомендуется применять воду.
Для регулирования реологических свойств рекомендуется
применять пластификатор в количестве 0,4 % (по массе) от
жидкости затворения, например, Окзил-СМ по ТУ
2454-335-05133190-2004 [6] или аналогичный реагент.
Для снижения фильтрации рекомендуется применять понизитель
водоотдачи в количестве 0,8 % (по массе) от жидкости
затворения, например, натросол 250 EXR по ТУ
2231-001-21095737-2005 [4] или аналогичный реагент.
Стабилизированные и пластифицированные тампонажные составы,
модифицированные добавкой микрокремнезема, рекомендуется
готовить в следующем порядке:
смешать портландцемент ПЦТ и микрокремнезем в смесительной
машине, например, 2СМН-20, сухую смесь хорошо перемешать;
добавить в полученную сухую смесь армирующую добавку,
например, полипропиленовые волокна Ф-1, и вновь хорошо
перемешать;
провести двухразовую перебункеровку для получения однородной
сухой смеси из одной смесительной машины в другую;
Примечание – Приготовление сухой смеси допускается проводить
в условиях базы производственного обслуживания или на устье
скважины.
приготовить раствор СаС12плотностью
1065 кг/м3с
помощью цементировочного агрегата, например, УНП 2-32040
или УНУ 16040;
Примечание – Расчетное количество СаСl2первоначально
растворяется в небольшом объеме воды в мернике
цементировочного агрегата, а затем разбавляется водой и
доводится до плотности 1065 кг/м3.
растворить в растворе СаС12пластификатор,
например, «Полипласт СП-1» или
«Окзил-СМ» при перемешивании в течение не менее 15 мин;
добавить в полученный раствор понизитель водоотдачи,
например, натросол 250 EXR и продолжить растворение в
течение не менее 20 мин;
приготовить тампонажный раствор подачей сухой смеси из
смесительной машины в
приготовленный раствор СаС12с
пластификатором и понизителем водоотдачи, находящийся в
цементировочном агрегате, в течение не менее 3 мин.
Рекомендуемая температура тампонажного раствора в
зимнее время не более 20 С.
Зависимость температуры тампонажного раствора от температуры
окружающей среды и жидкости затворения приведена в таблице 6.1
[7].
Физико-механические свойства модифицированных
тампонажных составов и камня при температуре 20 С
и 75 С
приведены в таблице 6.2.
При проведении работ по изоляции водопритока с
применением модифицированных тампонажных составов рекомендуется
применять цементировочные агрегаты типа УНП2-32040,
УНУ-16040
и смесительную машину 2СМН-20, технические характеристики
которых приведены в приложении Б, либо их аналоги.
Таблица 6.1 – Зависимость температуры жидкости затворения от температуры
окружающей среды
Температура жидкости затворения, С
Температура цементного раствора (С),
приготовленного при температуре воздуха
минус 60
минус 50
минус 40
минус 30
50
25
28
31
34
40
18
21
24
26
30
11
14
16
19
20
4
6
9
12
10
-4
1
2
7
Таблица 6.2 – Характеристики модифицированных тампонажных составов и
камня
Примечание – Пластификаторы (СП-1, окзил) и понизитель
водоотдачи (натросол 250 EXR) взяты в процентах от жидкости
затворения. Допускается использование других пластификаторов
с аналогичными свойствами.
Технико-технологические решения по изоляции притока пластовых вод
водоизоляционными композициями на основе модифицированных цементов
Подготовительные работы
Перед проведением работ по изоляции притока пластовых вод
модифицированными тампонажными составами в соответствии с
СТО Газпром РД 2.1-140 следует:
транспортировать оборудование и бригаду КРС на скважину;
провести анализ геолого-технического состояния скважины;
провести ГИС в соответствии с РД 153-39.0-072-01 [8] с
целью определения интервала и характера притока
пластовых вод;
определить профиль притока в скважине;
установить емкостной парк;
смонтировать ФЛ, задавочную линию (при необходимости);
разместить цементировочные агрегаты, провести их
обвязку;
опрессовать задавочную линию на полуторакратное, а ФЛ –
на 1,1 от максимально ожидаемого давления на устье в
соответствии с ПБ 08-624-03 [1];
приготовить необходимый объем жидкости глушения и
блокирующую композицию;
оставить скважину на технологический отстой не менее чем
на 12 ч в соответствии с СТО Газпром РД 2.1-140;
смонтировать специальную технику (ППА и др.) и
оборудование на устье скважины по схеме, приведенной в
приложении В;
демонтировать елку ФА, смонтировать ПВО;
определить приемистость пласта (при низкой приемистости
следует провести работы по ее увеличению, при поглощении
жидкости – по снижению приемистости);
извлечь из скважины лифтовую колонну;
Примечание – В процессе спуска и подъема труб
осуществляется контроль за уровнем рабочей жидкости в
скважине.
приготовить расчетные объемы
модифицированных тампонажных составов (расход реагентов
на приготовление 1 м3приведен
в приложении Г), а также расчетные объемы буферной и
продавочной жидкостей.
Изоляция притока пластовых вод в газовых скважинах
Изоляцию притока пластовых вод в газовых скважинах
рекомендуется проводить в следующей последовательности:
спустить колонну НКТ или промывочных труб (в дальнейшем
– колонну труб) до кровли обводненного интервала
продуктивного пласта со скоростью не более 0,5 м/с;
при закрытом затрубном пространстве закачать через
колонну труб в скважину технологические растворы в
следующей последовательности:
а) расчетный объем технологической жидкости, например, ВМР,
для повышения динамического уровня жидкости в скважине (при
необходимости);
г) верхнюю пачку буферной жидкости в объеме, равном
суммарному объему колонны труб и нагнетательной линии;
в стволе скважины в интервале изоляции притока пластовых
вод установить цементный мост из модифицированного
тампонажного состава высотой не менее 2 м выше ГВК;
приподнять колонну труб над цементным мостом на высоту
не менее 50 м;
провести срезку излишков цементного раствора и
промывание колонны труб от остатков модифицированного
тампонажного состава;
закрыть скважину на ОЗЦ (время ОЗЦ в соответствии с СТО
Газпром РД 2.1-140 устанавливается по данным
лабораторных исследований модифицированного тампонажного
состава);
провести доспуск колонны труб для определения
местоположения головы цементного моста;
провести испытание цементного моста на прочность
разгрузкой колонны труб весом не более 30 кН в
соответствии с СТО Газпром РД 2.1-140;
провести промывание скважины не менее двух циклов;
при необходимости после завершения периода ОЗЦ
доразбурить цементный мост до глубины не менее чем на 2
м выше ГВК;
при необходимости провести шаблонирование
эксплуатационной колонны, промывание, проработку
скребком и последующее промывание скважины;
при необходимости провести повторную перфорацию
эксплуатационной колонны в интервале продуктивного
пласта.
Примечание – Для предотвращения разрушения цементного
камня за эксплуатационной колонной перфорация проводится
в щадящем режиме, например, методом гидропескоструйной
перфорации, щелевой разгрузкой и т.д.;
провести восстановление продуктивности пласта обработкой
ПЗП фтороводородной кислотой;
провести вызов притока из пласта, отработать скважину на
факельное устройство в соответствии с СТО Газпром РД
2.1-140.
В сильно дренируемых участках залежи рекомендуется в
интервале перфорации установить цементный мост, а после
завершения периода ОЗЦ разбурить его, оставив цементное
кольцо, перекрывающее интервал перфорации и препятствующее
дальнейшему загрязнению ПЗП.
Далее следует провести изоляцию притока пластовых вод в
обводненной части продуктивного пласта по 7.2.1 с
обязательной повторной перфорацией и кислотной обработкой
интервала перфорации в газоносной части продуктивного пласта
в соответствии с СТО Газпром 2-3.3-080.
После проведения водоизоляционных работ следует провести
вызов притока из пласта и отработку на факельное устройство
до выхода скважины на рабочий режим в соответствии с СТО
Газпром РД 2.1-140.
В условиях АНПД изоляцию притока пластовых вод рекомендуется
проводить с использованием безмуфтовой длинномерной трубы
установкой цементных мостов из моди-
фицированных тампонажных составов с добавлением компонентов,
снижающих вязкость и текучесть.
Объем и плотность модифицированного тампонажного состава и
продавочной жидкости следует контролировать с помощью
станции контроля, например, СКУПЦ-К.
Изоляцию притока пластовых вод в газовых скважинах
рекомендуется проводить модифицированными тампонажными
составами, указанными в таблице 6.2, и применять:
состав 1 для высокопроницаемых пластов с низкими пластовыми
давлениями;
состав 2 для сильно дренированных пластов;
состав 3 для низкопроницаемых пластов с гидростатическим пластовым
давлением.