Методы тампонирования

ЛЕКЦИЯ 15. Методы тампонирования Методы сухого тампонирвоания (оперативное тампонироваие) производятся с целью: - Устранения поглощения и водопритока - Закрепления раздробленных трещинноватых пород - Устранения межпластового перетока - Устройства мостов и перемычек для направленного бурения - Выполнения специальных работ и ликвидация скважины - Проведения ликвидационного тампонирования В интервал тампонирвоания доставляется БСС в сухом виде, происходит ее перемалывание, смешивание с жидкостью затворения. Плюсы: - Активация БСС непосредственно в интервале тампонирования - Быстрые сроки схватывания (до 15-20 минут) и возможность использования как оперативного метода тампонирования - Растекание смеси невелико (ТС формируется в непосредственной близости от ствола скважины) - Возможность использования "лежалых" цементов, потерявших свою активность Активация цемента в сухом виде: - перемалывание цемента в шаровых мельницах, с целью увеличения степени дисперсности - просеивание, удаление крупных фракций - электромагнитная обработка цемегнта Состав БСС для сухоготампонирвоания - Портланд цемент (55-60% CaO, 4-8% Al2O3) - Глиноземистый цемент (25-30% CaO, 35-40% Al2O3), алибастр - время схватывания - 10-15 минут Также используется БСС на основе цемента и полимерных веществ. Глиноземистый цемент 70-80% + полимер 15-25% - время схватывания - 15-25 мин. Рис.66. Схема расфасовок БСС Рис.67. Схема снаряда для сухого тампонирования При использовании ССК и КССК: Рис.68. Схема использования таблетированных БСС для устранения поглощения при бурении с использованием снарядов ССК, КССК Изготовление мостов и разделительных пробок: Рис.69. Схема снаряда для получения перемычек в скважине в виде мостов и пробок Выбор способа тампонирования: Способы тампонирования определяются: -видом и составом используемых ТС; -последовательностью выполнения технологических операций; -способом доставки ТС в интервал тампонирования. 1ая группа способов: Способы, основанные на доставке по стволу скважины, применяются при условиях: -если скважина неглубокая (разведочная до 200м, нефтегазовая до 2000м); -отсутствие пород склонных к обрушению; -отсутствие пород высокой проницаемости. 2ая группа способов: Предусматривает доставку тампонажного раствора по бурильным трубам. Применяются в условиях: -если скважина глубокая; -если есть высокопроницаемые пласты выше интервала тампонирования и присутствует поглощение. 3я группа способов: Способ основан на доставке ТС в контейнерах или тампонажных-устройствах 1- при изготовлении ТС на поверхности; 2- смешивание компонентов ТС непосредственно в интервале тампонирования. 4ая группа способов: Способ основан на снижении проницаемости интервала тампонирования Возможно за счет: -увеличения реалогических параметров; -введения наполнителей. Введение наполнителей осуществляется: - в буровой раствор при вскрытии интервала поглощения -намыв наполнителя в интервал поглощения; -ввод наполнителя в состав ТС; -метод мягкой пробки (густой глинистый раствор). Методы, обусловливающие снижение проницаемости поглощающего горизонта. Вводят наполнители по определенной технологической схеме. Этот способ применяется при раскрытии трещин более 0,6 мм. Наполнители позволяют уменьшить раскрытие каналов и снизить проницаемость. Используются следующие наполнители: гранулярные, волокнистые, чешуйчатые. Способы введения наполнителя: 1) ввод наполнителя в буровой раствор в процессе бурения; 2) намыв наполнителя в интервал поглощения; 3) способ «мягкой пробки» заключается в закачивании в интервал поглощения густого глинистого раствора; 4) ввод наполнителя в тампонажную смесь. Метод «Мягкой пробки». Метод применяется в том случае, если введение наполнителя в буровой раствор не позволило уменьшить проницаемость пласта и не произошло снижение интенсивности поглощения. Производимые операции: • Остановка процесса бурения; • Приготовление глинистого раствора, объемом 6-10 м3, с условной вязкостью 60-80 с; • Нагнетание раствора в интервал поглощения; • Выдержка 3-4 ч; • Перебуривание получившейся мягкой пробки (Если поглощение не ликвидировано, то готовят «пробку» + наполнитель) Метод намыва наполнителя Осуществляется в том случае, если раскрытие трещин больше 0,6 мм или диаметр канала больше 0,1 мм. где раскрытие трещин (90) Рис.70. Схема процесса намыва наполнителя. Рис.71. Образец индикаторной диаграммы до и после намыва наполнителя. где индекс давления поглощения; коэффициентпоглощающей способности; (91) Где дебет поглощения; (92) Где давление в скважине; давление поглощения. (93) (94) По способу доставки: 1) способ, предусматривающий доставку ТС по открытому стволу; 2) способ, основанный на доставке ТС по бурильным трубам или по насосно-компрессорным трубам: а) способ с открытой нижней частью бурильной колонны; б) способ с использованием пакера, который позволяет герметизировать нижнюю часть бурильной колонны, отделив интервал тампонирования от выше расположенной части скважины; 3) способ с использованием контейнеров или тампонажных устройств. Доставка по открытому стволу Условия применения: 1) неглубокая скважина (до 2000 м на нефть и газ; до 100-200 м разведочные скважины); 2) отсутствие интервала поглощения выше интервала тампонирования и отсутствие интервалов с повышенной проницаемостью. Рис.72. Схема способа тампонирования по открытому стволу. Сначала нагнетается ТС или по отводу или по бурильным трубам, затем продавочная жидкость. Доставка по бурильным трубам Условия применения: 1) скважина на нефть и газ глубиной более 2000 м, разведочные скважины – более 150 м; 2) когда требуется увеличить кол-во тампонирования. Условие равновесия: , (95) где - давление поглощения; – плотность продавочной жидкости; – высота столба продавочной жидкости. Тогда преобразовав, получим: , (96) где объем продавочной жидкости площадь поперечного сечения канала бурильной трубы, через которое производят продавливание бурового раствора. Тогда потребный объем продавочной жидкости составит: (97) Рис.73. Схема доставки продавочной жидкости по бурильным трубам Технология: 1) Опускаем бурильные трубы или насосно-компрессорные трубы, не доходя до кровли поглощающего горизонта на 30-40 см; 2) Определяем ; 3) Нагнетаем ТС; 4) Продавливаем ТС; 5) Постепенно извлекаем бурильные трубы; 6) Заполняем скважину промывочной жидкостью (для исключения прихвата); 7) Даем выдержку; 8) Разбуриваем; 9) Проверяем условия необходимости применения пробки:; 9 а) - радиус контура растекания тампонажного раствора Откуда: ; 0,5 - 2,5 м – условие надежности тампонирования , (98) где давление в скважине, которое гарантирует качество тампонирования 9 б) гидростатическое давление составного столба: – удельный вес тампонажной смеси, Н/м3; – удельный вес продавочной жидкости, Н/м3 Если , то пакер не нужен Если , то пакер нужен С использованием пакера , (99) Где перепад давления на насосе (100) Рекомендуемые способы тампонирования в зависимости от поглощающей способности: При а) тампонирование по открытому стволу без бурильных труб (устойчивые вышезалегающие породы, частичное поглощение и слабое водопроявления); б) по бурильным трубам без пакера (), (требуется исключение загрязнения ствола скважины; при наличии выше интервала тампонирования пород с высокой проницаемостью; более глубокие скважины); в) по бурильным трубам с пакером (). с 1 пакером проводят, если требуется минимальное загрязнение скважины; требуется более высокое качество тампонирования; с 2 пакерамипроводят, если при значительном расстоянии от забоя скважины до подошвы интервала поглощения; есть вероятность гидроразрыва пород в нижней части поглощающего горизонта; условие повторного цементирования. При Доставка ТС в контейнерах или тампонажных устройствах. • Поглощение высокой интенсивности; • Требуется раздельная доставка ТС и отвердителя; • Использование БСС. При Спуск в скважину тампонажного устройства, в состав которого входит перекрывающее устройство из эластичного непроницаемого материала. • Катастрофическое поглощение; • Интервалы, в которых диаметр каверн на много больше диаметра скважины (карстовые полости, технологические полости, заброшенные горные выработки). Ликвидационное тампонирование. Простой способ Специальный способ Заключается в закачивании в скважину ТС, которая выдавливает из скважины промывочную жидкость от забоя до устья (неглубокие скважины, невскрывшие геологический объект) Осуществляется с применением разделительных пробок, мостов и гидроизоляционных перемычек. Назначение: 1. устранение циркуляции подземных вод после извлечения обсадных труб из скважины; 2. недопущение смешивания вод различных горизонтов; 3. исключение понижения уровня подземных вод; 4. исключение прорыва подземных вод в горные выработки; 5. когда необходимо воссоздать природное равновесие в скважине. Материалы: цемент, БСС, глина, шламы, отработанный буровой раствор.