Особенности первичного вскрытия залежей, приуроченных к коллекторам Бажено-Абалакского нефтегазового комплекса

Введение в разработку месторождений и залежей, приуроченных к сложнопостроенным коллекторам, не рассматриваемых ранее, в виду малой изученности процессов, происходящих в них, связано в первую очередь со значительной выработкой и ухудшением запасов, так называемых традиционных коллекторов.

В настоящее время особый интерес разработчиков вызывают залежи углеводородов, приуроченные к залежам бажено-абалакского комплекса, в виду их значительного добычного потенциала и распространённости на территории Западной Сибири (рис. 1). Однако до сих пор в полной мере не изучены процессы, происходящие в них, что приводит к значительным экономическим рискам при бурении и разработке бажено-абалакского комплекса нефтегазового комплекса.

Для залежей абалакской свиты характерны следующие особенности с позиции геологического строения, это прослеживание карбонатизированных сложнопостроенных прослоев с вторичной пористостью, представленной кавернами и трещинами, с высокими фильтрационными свойствами. Общая толщина свиты колеблется в пределах 21,8-34 м, суммарная эффективная толщина (толщина плотных прослоев) достигает 6 м, составляя в среднем 34 м. При этом количество плотных прослоев изменяется от 3 до 10, в среднем составляя 4. Толщина единичных прослоев-коллекторов изменяется от 0,4 до 2 м и, как правило, редко превышает 1 м.

Рис. 1. Распространение бажено-абалакского нефтегазового комплекса в Западной Сибири.

Основной тип пород в разрезе баженовской свиты – микрослоистые битуминозные аргиллиты, представленные твёрдыми, неразмокающими, малопористыми породами преимущественно глинистого состава с различным содержанием органического вещества. Отличительной чертой баженовских аргиллитов является наличие трещин, заполненных карбонатным и углефицированным материалом, иногда с выпотами нефти. Толщина пласта колеблется от 15 до 44 м, пластовая температура – от 88 до 116оС, пластовое давление – 28 до 52,6 МПа. При этом коэффициент аномальности пластового давления достигает 1,82. Газовый фактор по отдельным скважинам составляет 100 м3/м3 и более [3].

Неоднородное сложное строение разреза, аномально высокие значения пластовых давлений и температур провоцируют ряд проблем при вскрытии продуктивных отложений баженово - абалакского комплекса: поглощение фильтрата бурового раствора и нарушение устойчивости стенок скважины.

Воздействовать на геологические факторы, обуславливающие нарушение устойчивости стенок скважины и поглощение технических жидкостей, невозможно, но управление технико - технологическими и физико-химическими факторами позволяет существенно уменьшить их негативное влияние. Основными принципами такого управления, то есть мерами предупреждения, являются:

• 1.    Правильный выбор конструкции скважины, когда интервалы, склонные к нарушению устойчивости, перекрываются обсадной колонной как можно быстрее.

• 2.    Оптимизация профиля ствола скважины с исключением резких изменений зенитного и азимутального углов.

• 3.    Правильный выбор типа и состава бурового раствора, который должен быть химически нейтральным к разбуриваемым породам.

• 4.    Оперативное регулирование и управление свойствами буровых растворов при бурении транспортного ствола.

• 5.    Применение специальных способов упрочнения стенок скважины при бурении.

• 6.    Долота, КНБК, режим бурения должны быть оптимизированы по критерию максимума рейсовой скорости или минимума времени бурения интервала опасного с точки зрения нарушения устойчивости ствола.

• 7.    Геофизический контроль за состоянием ствола: инклинометрия, кавернометрия, профиле-метрия.

Обобщая опыт разбуривания залежей бажено-абалакского НГК, стоит отметить, что наибольшие трудности по обеспечению устойчивости стенок скважины возникают при прохождении ствола через неустойчивые породы под зенитными углами свыше 30. Предварительные расчеты показали, что наиболее минимальный зенитный угол при прохождении ачимовских глин равен 70о, который позволит произвести набор параметров до проектных баженово-абалакских отложений с интенсивностью не более 1,5о/10 м, что позволит произвести спуск оснастки хвостовика для МСГРП.

Рис. 2. Вертикальная проекция профиля скважины.

Таблица 1

Параметры проводки стволов скважин по пласту и результаты освоения скважин Ульяновского месторождения

№ скважины	Проходка по пласту, м		Дебит нефти, т/сут		Текущее состояние скважины
	Горизонт.	Вертик.	При освоении	Текущий
1000Гр	140	31	30,1	3,3	скв. работает через осадок обрушения
1001Гр	290	30	17,6	4,3	скв. работает через осадок обрушения
1002Гр	116	16,1	2,5	б/д	новый ствол
1003Гр	75,3	5,3	16,7	5,1	С 11. 2010 г. новый ствол с фильтром
1004Гр	84,9	12,3	1,0	б/д	ствол обрушен

Чем меньше зенитный угол вскрытия проблемных интервалов юрских отложений, тем менее вероятно получение осложнения, для этого башмак технической колонны необходимо установить на 2– 3 м ниже кровли баженово-абалакского комплекса с зенитным углом не менее 85о, для дальнейшей проводки хвостовика в продуктивной части пласта в коридоре от 12 до 20 метров ниже кровли пласта (рис. 2) [2].

Несоблюдение проектных параметров профиля основного ствола повлечет за собой усложнение параметров забуривания «удлинения» ствола и до-хождения до проектного забоя «хвостовика» со специальным оснащением для проведения многосекционного гидроразрыва пласта вплоть до невозможности выполнения мероприятий по МСГРП.

Исходя из обобщенного опыта строительства скважин, на баженовскую свиту следует, что бурение горизонтальных скважин с открытым забоем является не эффективным. Примером является Ульяновское месторождение (табл. 1).

Опытные данные по Ульяновскому месторождению говорят о неэффективности окончания ствола скважины в виде открытого забоя, вследствие обрушения его незакрепленной части. В процессе эксплуатации во всех скважинах произошло обрушение незакрепленной горизонтальной части ствола. Скважины работают через осадок обрушения, как изначально с потерей продуктивности, так и с постепенной в результате заиливания осадка обрушения, представленного крупными обломками. Таким образом, на данном объекте целесообразнее и экономически эффективнее строительство горизонтальных скважин со стволом, обсаженным щелевым фильтром, так как снижается риск обрушения стенок скважины и невозможности дальнейшего освоения [4]. Стоит отметить, что для предотвращения поглощения бурового раствора в условиях АВПД и повышения стабильности стенок скважины при вскрытии пластов бажено-абалакского НГКМ возникает необходимость увеличения плотность бурового раствора.

При АВПД давления поглощения и ГРП приближаются к пластовому, что существенно осложняет процесс бурения и ремонта скважин в этих условиях.

Вследствие того, при бурении бажено - абалак-ских отложений возникает необходимость поддержания высокой плотности бурового раствора необходимо проводить анализ риска возникновения поглощений, по результатам такого анализа можно выявить потенциальные риски и пласты, на которых может возникнуть риск возникновения поглощений, поэтому, чтобы исключить такой вид осложнений на Пальяновском месторождении специалистами был разработан комплекс мероприятий по искусственному повышению градиента гидро- разрыва (Stress Cage), основанный на установке специальных смесевых составов на основе графита и фракционированного карбоната кальция.

Гидравлическая программа бурения предъявляет к буровым промывочным жидкостям жесткие требования. Например, для снижения потерь при передаче мощности к забою раствор должен иметь минимальное гидравлическое сопротивление (пониженную вязкость), а в кольцевом пространстве для эффективного выноса шлама или в приствольной зоне – повышенную вязкость. И здесь на передний план выходят безглинистые буровые растворы (ББР), содержащие природные органические полимеры – биополимеры и природные модифицированные полимеры.

Безглинистые полимерные системы наиболее полно отвечают требованиям промывки скважин, в том числе и с горизонтальными стволами, находя все большее применение в буровой практике. Данным системам свойственно изменение в широком диапазоне реологических свойств, что обеспечивает эффективную работу породоразрушающего инструмента за счет резкого снижения вязкости при высоких скоростях сдвига и высокой мгновенной фильтрации и в тоже время хорошую выносящую способность бурового раствора за счет тиксотропного восстановлении структуры в режиме низких скоростей сдвига [5, 6].

Для безаварийного разбуривания и обеспечения длительной устойчивости стенок скважин, особенно при их прохождении под большими зенитными углами, рекомендуются растворы на углеводородной основе (РУО).

Стоит так же сделать акцент на том, что одним из важных аспектов при строительстве скважин в сложных горно-геологических условиях немаловажную роль играет телеметрическое сопровождение скважины с целью определения кровли пласта. С целью сокращения сроков строительства горизонтальных скважин, сокращения времени влияния фильтрата бурового раствора на продуктивный пласт и, как следствие, искажения данных геофизический исследований ГИС предлагается привязку и выделение кровли пласта баженовской свиты осуществлять по данным телеметрической системы LWD-650, в состав которой входит датчик гамма-излучения (DGR) и модуль EWR, измеряющий удельное электрическое сопротивление пород, значения которых совпадают со значениями модуля ВИКИЗ при в составе комплекса АМАК «Обь». Так как эксплуатационная колонна спускается в кровлю продуктивного пласта, то с помощью параметров LWD-650 можно оперативно оценить насыщение пласта и принять решение о спуске технической колонны (рис. 3) [6].

Предлагаемая технология позволит сократить сроки строительства скважины за счет исключения промежуточного каротажа и снизить затраты на геофизические работы без потери информации.

Рис. 3. Определение кровли пласта по данным телеметрической системы LWD-650.

Резюмируя, можно сказать, что на основании анализа имеющейся информации о строительстве скважин на отложения бажено-абалакского НГК в несовместимых горно-геологических условиях, для эффективного строительства скважин на репрессии необходимо:

• -    формирование оптимальных профилей стволов скважин с целью исключения потери проходимости бурильной и обсадной колонн в неустойчивых породах, а также соблюдение всех рекомендаций и ограничений для спуска оснастки под проведение многосекционного ГРП;

• -    проводку горизонтального участка по траектории, близкой к проектной;

• -    устойчивости горизонтальных участков скважин по каждой отдельно взятой разбуриваемой залежи конкретного месторождения;

• -    совершенствование промывочных жидкостей и гидравлических программ, обеспечивающих снижение размеров блокирующих зон проникновения фильтратов и очистку ствола скважины от шлама.