Отдаленность месторождений от основных транспортных магистралей накладывает дополнительные временные и материальные затраты по предупреждению и ликвидации осложнений на скважинах.
Рис 1. Образцы газоцемента Alfacem. Плотность, соответственно, слева направо: 757,923 и 1170 кг/м3
Анализ применяемых технологических решений показывает, что основная часть проблем, возникающих при строительстве скважин, связана с поглощениями технологических жидкостей. Так, при бурении соленасыщенными растворами, используемыми для предупреждения размыва солевых пластов, на ряд проходимых интервалов создается высокая репрессия, что приводит к поглощениям и прихватам. Основными методами предупреждения и ликвидации поглощений является намыв наполнителей различных фракций, закачка полимерных вязко-упругих составов, установка цементных мостов, изменение глубины спуска обсадных колонн. При цементировании использование облегченных тампонажных растворов на основе алюмосиликатных полых микросфер, вермикулита.
Разработанный компанией ПСК Буртехнологии комплексный подход направлен на повышение качества строительства скважин и снижение случаев осложнений, связанных с поглощениями. При этом снижаются временные и материальные затраты.
Анализ геологических условий бурения на месторождениях Берямба, Салаирское, Оморинское, Верхнейгинское определил требования к используемым технологическим жидкостям:
- возможность регулирования плотности в пределах 700-1100 кг/м3;
- устойчивость к соленасыщению,
- устойчивость к кальциевой агрессии.
С учетом перечисленных требований была разработана система соленасыщенного бурового раствора на основе микропузырьков «Vialonix», которая предупреждает размыв солевых пластов. Для защиты от воздействия ангидритов раствор обрабатывается рядом химических реагентов для повышения pH и нейтрализации ионов кальция.
Для цементирования в данных условиях разработан газоцементный тампонажный раствор Alfacem, с плотностью от 1000 до 1500 кг/м3. Газоцементный состав получают генерацией газа in situ, где основная часть пузырьков формируется в течении ОЗЦ, что позволяет получить расширение цементного камня и как следствие более плотный контакт в затрубном пространстве, одновременно с этим предупреждается прорыв газа через твердеющий тампонажный раствор.
Общей особенностью растворов Vialonix и Alfacem является устойчивость системы во всем объеме от влияния глубины, температуры до 60°С и давления. Это достигается благодаря равномерно распределенным в системах микропузырьках размером от 25 до 100 мкм, которые создают двухфазную пену называемой гетеросептой. Размер пузырьков с высоким поверхостным натяжением не позволяет им схлапываться и сжиматься при воздействии на них даже большого давления. Микропузырьки настолько стабильны, что даже не слипаются при касании и такое свойство определяет стабильность плотности растворов. Неоспоримым достоинством таких растворов является низкая водоотдача, высокая вязкость фильтрата и практически мгновенное свойство образовывать кольматационный экран в высокопроницаемых поглощающих породах. Благодаря тиксотропным свойствам присущим аэрированным системам, растворы обладают хорошими вытесняющими свойствами и имеют небольшую зону перемешивания.
Основные параметры растворов, полученных в лаборатории:
Таблица 1. Система соленасыщенного бурового раствора Vialonix
Тип
раствора Плотность, г/см3 Условная вязкость, с Пластическая вязкость, мПа Динамическая вязкость, фунт/100фут2 Гель, фунт/100фут2 через 10с/10мин
Vialonix 0,87 капает 50-55 470-480 25/33
Раствор в состоянии покоя в течение года сохранял свои свойства, что подтверждает его стабильность. Загрязнение раствора гипсами, моделирование наработки твердой фазы до 20 кг/м3 показало его стабильность.
Таблица 2. Облегченный высокостабильный тампонажный раствор Alfacem
Название раствора В/Ц Плотность, Начало газообразования, мин Сроки схв., час при 22°С Время загустевания, час Прочность на изгиб, МПа/см2 через 5 суток
г/см3 начало конец
Alfacem 0,57 1,2 5 6-45 7-20 3-30 2,2
На сломе балок четко прослеживается равномерное распределение пузырьков газа во всем объеме затвердевшего образца, что показывает стабильность системы даже в атмосферных условиях. В образцах с плотностью цементного камня 750 кг/м3 размер самых больших пузырьков газа не превышает 0,5-1 мм.
Разработанный комплекс, включающий систему Vialonix и тампонажный состав Alfacem, является перспективным технологическим решением для бурения скважин на месторождениях Восточной Сибири:
1. Основное преимущество технологии в том, что для получения газонаполненных облегченных систем не требуется дополнительное оборудование для введения газовой фазы.
2. Благодаря эффекту образования прочных микропузырьков в системах важным условием эффективности является стабильность и однородность систем, как в движущемся потоке, так и в состоянии покоя.
3. Использование газонаполненных систем позволяет дополнительно эффективно кольматировать зоны поглощения благодаря образованию массивного блока с высокими тиксотропными свойствами.
4. Невысокая стоимость применяемых реагентов, с регулированием плотности в широком диапазоне позволяет предупредить поглощения жидкостей в процессе бурения скважин, что существенно снизит общие временные и материальные затраты на отдаленных объектах.
5. Для получения облегченного тампонажного раствора не требуется доставка на объект сравнительно дорогих алюмосиликатных или стеклянных микросфер.
6. Тампонажный состав Alfacem благодаря низкой теплопроводности и низкому тепловыделению в процессе гидратации применим для цементирования интервалов ММП.
ООО «ПСК «БУРТЕХНОЛОГИИ»
614000, г. Пермь, ул. Газеты «Звезда», д. 12, офис 301
Тел.: +7 (342) 218-21-90, 218-21-91
Факс: +7( 342) 218-21-93
e-mail: pskbt@permoline.ru
www.pskbt.narod.ru
