Причины водопритоков в скважину и методы их изоляции

В настоящее время большая часть месторождений нефти и газа находится в эксплуатации более двадцати лет. Таким образом, основной фонд скважин - это скважины, срок службы которых давно преодолел десятилетний барьер. На данном этапе эксплуатация месторождений характеризуется тенденцией увеличения простаивающего фонда скважин по геологическим и техническим причинам. Большинство простаивающих в настоящее время скважин требует сложных длительных восстановительных работ, которые проводятся силами бригад капитального ремонта. Скорейшее восстановление и ввод в строй бездействующих скважин – задача огромной важности, так как количество скважин, требующих капитального и текущего (ранее подземного) ремонтов, часто превышает число действующих.

Особое значение при эксплуатации и освоении скважин имеют ремонтно-изоляционные работы. Нередко даже во вновь вводимых в эксплуатацию скважинах, наблюдаются межпластовые, заколонные перетоки флюидов, которые не позволяют эксплуатировать скважину на оптимальном режиме и получать качественную продукцию – безводную нефть. Немаловажное значение имеют и ремонты, направленные на ликвидацию аварий в нефтяных и газовых скважинах, возникающих в процессе эксплуатации, характеризующихся остановкой или прекращением технологических процессов. Анализ показывает, что подавляющее большинство аварий при бурении и эксплуатации скважин является следствием технологических нарушений субъективного фактора и только одна треть – за счет объективных причин (заводской дефект, осложнения в скважине).

Изоляционные работы, проводимые при восстановлении скважин, преследуют разнообразные цели. Первое, основное их назначение, исправление негерметичного цементного кольца с целью изоляции посторонней воды, поступающей к фильтру из нижележащих или вышележащих пластов. Второе назначение изоляционных работ состоит в том, чтобы устранить в эксплуатационной колонне дефекты, которые могут не только обусловить поступление воды в ствол, но и явиться причиной нарушения нормальной эксплуатации скважины. Третье назначение изоляционных работ – изоляция существующего фильтра скважины при возврате скважины на вышележащий или нижележащий пласт [3].

Сегодня нефтяные компании добывают три тонны воды на каждую тонну нефти, извлекаемой из истощающихся пластов. Более 40 миллиардов долларов тратится ежегодно на подготовку и утилизацию никому ненужной воды. Во многих случаях современные технологии ограничения водопритоков (ОВ) могут привести к значительному снижению затрат и увеличению добычи нефти. В мире ежедневно добывается порядка 33 млн. м3 воды вместе с каждыми 12 млн. м3 нефти. Исходя из этого, многие нефтяные компании можно назвать «вододобывающими» компаниями. Расходы на подготовку и утилизацию воды очень высоки: в сред- нем от 5 до более, чем 50 центов за 1 баррель воды, равный примерно 159 литрам. В скважине, работающей с обводненностью 80%, расходы на добычу и утилизацию воды могут доходить до 4 долларов за 1 баррель добываемой нефти. В некоторых частях Северного Моря добыча воды увеличивается со скоростью, равной падению добычи нефти.

Нефтяные компании стремятся к повышению эффективности добычи, и, как показывает практика, ограничение водопритоков является одним из самых быстрых и дешевых путей уменьшения эксплуатационных расходов и увеличения добычи углеводородов (УВ) одновременно. Экономические показатели добычи воды в ЦДВ зависят от большого количества факторов – суммарного дебита жидкости, дебита нефти, свойств жидкости, таких как плотность нефти и соленость воды, и, наконец, от методов утилизации подтоварной воды. Эксплуатационные расходы, включающие в себя подъем, сепарацию, фильтрацию, прокачку и закачку воды в пласт, неизбежно увеличивают суммарные затраты. В дополнение к вышесказанному, расходы на утилизацию подтоварной воды могут меняться в очень широких пределах. Как показывают отчеты, они варьируются от 10 центов за баррель при сбросе подтоварной воды в океан с офшорных платформ до 1,5 долларов за баррель при транспортировке воды цистернами на земле. Хотя ограничение водо-притоков само по себе сулит значительное сокращение затрат, его главное значение заключается в увеличении потенциально извлекаемых запасов нефти и текущей нефтеотдачи.

Девять основных типов проблем варьируются от самых простых до наиболее сложных:

• -    негерметичность обсадной колонны, НКТ или пакера;

• -    заколонные перетоки;

• -    движение водонефтяного контакта (ВНК);

• -    трещиноватость или разломы между нагнетательной и добывающей скважинами;

• -    трещиноватость или разломы, связывающие нефтяной и водяной пласты;

• -    конусо- или языкооборазование;

• -    низкий коэффициент охвата по площади;

• -    пласт, стратифицированный по насыщенности гравитационным разделением флюидов;

• -    обводненный пропласток с внутрипластовыми перетоками [2].

Применяемые материалы для изоляции.

В настоящее время при ремонтно - водоизоляционных работах в нефтяных и газовых скважинах используются следующие тампонажные материалы:

• 1.    Смеси на базе минеральных вяжущих веществ (тампонажный цемент, шлак, гипс и их модификации).

• 2.    Тампонирующие смеси на базе органических вяжущих материалов, полимерные тампонажные материалы (ПТМ).

• 3.    Тампонажные растворы, приготовленные на базе минеральных вяжущих тампонажных материалов с

• 4.    Многокомпонентные тампонажные смеси, приготовленные с помощью дезинтегратора (МТСД).

• 5.    Сжимающиеся тампонажные материалы (СТМ).

различными облагораживающими добавками (СПВС-ТР, ТЭГ, ТС10 и др.).

Оборудование, применяемое при ремонтно-изоляционных работах.

• 1.    Цементировочная арматура.

• 2.    Заливочные трубы

• 3.    Пакеры.

  • 3.1.    Извлекаемые пакеры.

  • 3.2.    Неизвлекаемые пакеры.

Таким образом, вовремя проведенные водоизоляционные работы позволят компенсировать снижающийся уровень добычи нефти на старых эксплуатационных объектах, а в некоторых случаях, и нарастить его.