Технология крепления паронагнетательных скважин с аномально-низкими пластовыми давлениями

 

Нашей компанией успешно завершены опытно-промысловые работы по применению облегченных термостойких цементов серии «ТермоЛайт» при цементировании эксплуатационных колонн, паронагнетательных скважин Усинского месторождения, ООО «ЛУКОЙЛ-Коми». Подробнее об этом можно узнать перейдя по ссылке в раздел Новости.

При цементировании паронагнетательных скважин, с циклически-изменяющимися температурами (до 350°С) осложненными наличием в разрезе, пластов с аномально-низкими пластовыми давлениями и низкими температурами, оператор по цементированию сталкивается с несколькими серьезными задачами:

1. Тампонажный камень  формируется в условиях низких температур, при твердении в которых, должен набирать необходимую и достаточную для продолжения работ в скважине прочность.

2.  При этом, тампонажный раствор должен иметь низкую плотность (вплоть до 1,0 г/см3) для недопущения в процессе цементирования поглощений технологических жидкостей, потери циркуляции.

3. Тампонажный раствор для цементирования скважин с циклически-изменяющимися температурами должен обладать термостойкостью, исключающей старение тампонажного камня при воздействии на него повышенных температур. 

 

Влияние 10 циклов нагрев – охлаждение, на тампонажный камень на базе портландцемента ПЦТ-I-50

 

 

Таким образом, тампонажный цемент для цементирования паронагнетательных скважин, с циклически-изменяющимися температурами (до 350°С), с аномально-низкими пластовыми давлениями и низкими температурами должен иметь плотность от 1,0 г/см3до 1,5 г/см3, прочность на изгиб при плотности 1,0 г/см3 и температуре твердения 22°С не менее 0,7 МПа, при этом, тампонажный камень под воздействием высоких температур (до 350°С ) не должен разрушаться.

Для получения сверхлегких тампонажных растворов с удельными весами менее 1,0 г/см3 на сегодняшний день существуют следующие технологические решения:

1. Использование инженерных микросфер серии Granuligt и 3М.

2. Использование пеноцементов.

При этом, применение пеноцементов не всегда оправданно, так как у данного подхода есть ряд существенных недостатков:

  • Неконтролируемые параметры (объем, удельный вес, реология ) тампонажного раствора как при затворении, так и в баротермальных условиях скважины.
  • Дифференцируемость теплопроводности по глубине скважины.
  • Сложность контроля процесса цементирования - усложнение технологии.

 

Влияние давления на тампонажно-технологические характеристики аэрированных тампонажных цементов полученных с применением воздухововлекающих добавок.

 

Так же к недостаткам тампонажных систем на основе газововлечения можно отнести, то что: существующие методы определения и оценки свойств сверхлегких цементов на основе микросферы не позволяют корректно оценивать аэрированные тампонажные цементы.

- Таким образом не прогнозируется плотность аэрированного тампонажного камня непосредственно в скважине. Колебания плотности могут составлять от 1,03 г/см3 на устье до 1,90 г/см3 в скважине.

- Сложность приготовления раствора с заданной плотностью в промысловых условиях, т.к. требуется нормирование типов применяемого оборудования для создания перемешивания с требуемой интенсивностью и, соответственно, требуемого вовлечения воздуха, а также продолжительности перемешивания.

- Учитывая сжимаемость аэрированного тампонажного раствора и отсутствие достоверных данных по реологическим свойствам в условиях скважины, наличия сжимаемой системы с переменной плотностью (от 1,23 г/см3 до 1,72 г/см3) очень сложно провести гидравлический расчет цементирования и определить график изменения давления, в том числе и ожидаемые давления на слабые пласты и вероятность их гидроразрыва.

- За счет разной плотности тампонажного камня в затрубном пространстве – имеем в скважине тампонажный камень с переменными сроками схватывания, прочностью , проницаемостью.

 

Сравнение пеноцементной и традиционной технологий крепления скважин

 

 

Таким образом, принимая во внимание имеющихся недостатки пеноцементов, для обеспечения качественного крепления паронагнетательных скважин с аномально-низкими пластовыми давлениями в ООО «СпецЦементСервис» была разработана линейка сверхлегких и облегченных тампонажных растворов с удельным весом от 0,9 г/см3 до 1,5 г/см3.

Данные составы разработаны на базе теплоупорного вяжущего, обеспечивающего термостойкость цементов при высоких температур и одновременно набор необходимой прочности при температурах около 20°С, и инженерных микросферах серии Granulight и 3М, что позволяет добиться стабильных тампонажных растворов плотностью 0,9 г/см3 - 1,0 г/см3, с прогнозируемыми тампонажно-технологическими характеристиками, как на устье так и в баро-термальных условиях скважины.

Тампонажно-технологические характеристики разработанных ООО "СпецЦементСервис" сверхлегких и облегченных цементов для крепления паронагнетательных скважин

 

Основные преимущества от использования тампонажного цемента плотностью 0,9 г/см3, на базе стеклянных микросфер 3М, теплоупорного вяжущего и комплексных добавок Granulight:

 

Влияние 10 циклов нагрев – охлаждение, на тампонажный камень на базе теплоупорного вяжущего