Опыт работ по ликвидации заколонных перетоков на нагнетательных скважинах ПАО «Газпром нефть»

Р. Н. Хасаншин, к. т. н., Руководитель направления УВР, ООО «Газпромнефть НТЦ», Khasanshin.RN@gazpromneft-ntc.ru

Журнал «Нефть. Газ. Новации»

Современное состояние большинства нефтяных месторождений на территории Российской Федерации характеризуется высокой обводненностью добываемой продукции и снижением добычи нефти на поздней стадии разработки месторождений. Одной из причин обводнения скважин является появление заколонных перетоков за эксплуатационной колонной. Кроме того, заколонные перетоки зачастую выявляются на нагнетательных скважинах. Для качественного планирования и выбора технологии ремонтно-изоляционных работ необходимо понимание интервала и характера заколонного перетока. В процессе работ по ликвидации заколонных перетоков на нагнетательной скважине были проведены исследования с применением метода ИННК. Данные исследования позволили выявить интервалы ухода жидкости по межпластовому перетоку и оценить качество выполненных ремонтно-изоляционных работ.

Ключевые слова: ремонтно-изоляционные работы, ликвидация заколонных перетоков, промыслово-геофизические исследования

На успешность ремонтно-изоляционных работ по ликвидации заколонных перетоков во многом влияют результаты промыслово-геофизических исследований (ПГИ), на основании которых происходит выбор технологии ремонтно-изоляционных работ. Появление заколонных перетоков в скважинах происходит по различным причинам:

- проведение различных геолого-технических мероприятий – кислотные обработки, перфорационные работы;

- нагнетание жидкостей при гидроразрыве пласта;

- низкое качество первичного цементирования эксплуатационной колонны;

- высокое забойное давление закачки в нагнетательных скважинах.

ПГИ качественно могут определить интервалы поступления водопритока в добывающих скважинах или ухода жидкости в нагнетательных скважинах, однако не могут выявить характер перетока - по заколонному пространству из-за трещин в цементном камне за эксплуатационной колонной (рисунок 1), внутрипластовый переток (рисунок 2), по трещине гидроразрыва пласта (рисунок 3), а также детализирующих интервал перетока.

С высокой успешностью выполняются работы по ликвидации заколонных перетоков по негерметичному цементному кольцу (рисунок 1), с низкой успешностью работы по ликвидации перетоков по трещинам ГРП (рисунок 3). Чем больше толщина глинистой перемычки между продуктивным и соседними непроектными интервалами, тем обычно выше успешность работ по ликвидации ЗКЦ. Поэтому для принятия решения с целью выбора технологии проведения работ необходимы качественно выполненные геофизические исследования, обеспечивающие однозначность заключения о выявленной проблеме. Особенно это актуально при проведении ремонтно-изоляционных работ на нагнетательных скважинах, характеризующихся высокими рабочими забойными давлениями при эксплуатации.

Кроме того, при длительной работе скважины с заколонным перетоком трудно качественно оценить эффект проведения РИР. Но как объективно убедиться в эффективности выполненных ремонтов?

Зачастую процесс охлаждения интервалов перетока и поглощения воды вследствие его масштабности при ЗКЦ может приводить после прекращения непроизводительного ухода холодной воды к длительному сохранению на термограммах характерных «переточных» аномалий. Опыт проведения повторных ПГИ в компании «Газпром нефть» (после проведения РИР по изоляции ЗКЦ) показывает, что стандартный комплекс ПГИ, основанный на термозамерах - с этой задачей не справляется и даже опытные интерпретаторы могут продолжать «фиксировать» эффекты последствий от ЗКЦ.

В этой связи на стадии оценки эффективности РИР встает вопрос об использовании более надежного метода определения ЗКЦ.

1.png

Рисунок 1 – Заколонный переток по негерметичному цементному камню

2.jpg

Рисунок 2 – Внутрипластовый заколонный переток

3.png

Рисунок 3 – Поступление воды по трещине ГРП

На рисунке 4 приведены результаты промыслово-геофизических исследований, проведенные с помощью метода термометрии на нагнетательной скважине до и после ремонтно-изоляционных работ. Результаты исследований при этом не дали однозначного результата о прекращении заколонной циркуляции. Причина – видимая в статике на планшетах в течение длительного времени после прекращения ЗКЦ отрицательная термоаномалия (рисунок 4), возникшая в зоне межпластового перетока за длительный период действия закачки холодной воды (на рисунке интервал записей термометрии правда не охватывает весь интервал ЗКЦ). Данная термоаномалия достаточно инерционна и нужен продолжительный срок после прекращения ЗКЦ, чтобы она полностью расформировалась.

4.png

Рисунок 4 - Замеры термометрии (статика и фоновая статика – правая панель), выполненные в интервале продуктивных толщин за разные даты: 22.03.2018 (фон до закачки МВ - закачка МВ выполнена 24.03.2018) и последующие: 08.04.2018 (сразу после РИР), 04.05.2018г. Другие панели планшета (слева направо): глубина (м), конструкция ствола, записи ГИС-открытый ствол (ПС и ИК), ГК и локатора муфт (в условных единицах).

На основании результатов исследований экспертами Научно-Технического Центра ПАО «Газпром нефть» был разработан алгоритм проведения ремонтно-изоляционных работ:

1) Отсыпка существующего интервала перфорации;

2) Спуск и посадка пакерного оборудования на глубине 2740 метров;

3) Закачка состава расширяющегося тампонажного материала (РТМ) – 1 этап (объем состава уточнялся по результатам приемистости перед проведением РИР);

4) Ожидание затвердевания цементного раствора (ОЗЦ);

5) Разбуривание цементного стакана;

6) Перфорация спец. отверстий в интервале 2880-2881 м;

7) Определение приемистости при давлении 10.0 МПа;

8) Спуск и посадка пакерного оборудования на глубине 2720 м.

9) Опрессовка эксплуатационной колонны по затрубному простраству;

10) Закачка состава расширяющегося тампонажного материала (РТМ) – 2 этап (объем состава уточнялся по результатам приемистости перед проведением РИР);

11) Ожидание затвердевания цементного раствора (ОЗЦ);

12) Разбуривание цементного стакана.

С целью ликвидации заколонных перетоков работы проводились в два этапа. На первом этапе работы проводились с применением расширяющегося тампонажного материала (РТМ-75 ПВ) плотностью 1.91 г/см3 через специальные отверстия в колонне. Перед закачкой тампонажного материала была определена приемистость интервала изоляции, которая составила 385 м3/сут при давлении 10.0 МПа. В интервал изоляции было закачано 4.0 м3 состава РТМ. Конечное давление продавки составило 14.0 МПа.

На втором этапе работы проводились с применением утяжеленного тампонажного материала (РТМ-75 ПВ) плотностью 2.0 г/см3. Перед закачкой тампонажного материала была определена приемистость интервала изоляции, которая составила 442 м3/сут при давлении 10.0 МПа. В интервал изоляции было закачано 2.0 м3 состава РТМ. Конечное давление продавки составило 16.0 МПа.

На этой нагнетательной скважине с целью повышения информативности на данной скважине проведены геофизические исследования с замером ИННК как до мероприятия РИР, так и после РИР. На рисунке 5 приведены результаты исследований. В процессе проводилась закачка меченого вещества в виде пачек жидкости на основе растворов NaCl с последующим контролем эффекта от закачки стационарным или импульсным нейтрон нейтронным методом каротажа (ННК или ИННК). На верхней панели при нормировке кривых (фоновой ИННК и после закачки МВ от 24.03.2018) хорошо прослеживается весь интервал заколонной циркуляции выше интервала перфорации, на нижней панели нормировка записей ИННК показала расхождение записи (10.04.2018), выполненной после РИР, с фоном только в районе перфорационных отверстий. Следовательно, пространство ЗКЦ после РИР полностью изолировано и рассматриваемая нагнетательная скважина может быть переведена в эксплуатацию.

5.png

Рисунок 5 - Пример с сопоставлением записей ИННК (условные единицы) в выявленном интервале ЗКЦ: верхняя панель – до проведения РИР, нижняя панель – после выполнения РИР; расхождения между фоном и повторным ИННК оттенены (прочие пояснения в тексте).

По результатам второго РИР заколонный переток был ликвидирован, что подтверждается результатами исследований ИННК от 10.04.2018г.

Выводы

Таким образом, временные исследования с применением метода ИННК с использованием технологии закачки меченого вещества на основе раствора с аномально поглощающими тепловые нейтроны химическими элементами (в данном случае - хлор) позволили:

а) оценить характер и интервал заколонного перетока,

б) принять правильное решение о выборе технологии проведения ремонтно-изоляционных работ,

в) однозначно убедиться в успешности проведенного в скважине РИР (в отличие от традиционно используемых замеров термометрии, которые сразу не дали однозначного ответа об эффективности выполненного РИР).

Список литературы:

1) Ипатов А.И., Кременецкий М.И., Каешков И.С., Колесников М.В., Михайлов С.А., Хасаншин Р.Н. - Решение проблем оценки непроизводительной закачки воды в нагнетательных скважинах и эффективности ремонтно-изоляционных работ на основе гидродинамико-геофизических исследований, // Журнал «Геофизика» - 2019 - №1- стр 41-48

Возврат к списку