ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТАМПОНАЖНЫХ СОСТАВОВ НА ПОЛИМЕРНОЙ ОСНОВЕ ПРИ РЕМОНТНО-ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТАХ В СКВАЖИНАХ (НА ПРИМЕРЕ ЮРУБЧЕНО-ТОХОМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ)
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Анализ мирового опыта применения тампонажных материалов
в скважинах с трещиноватыми коллекторами 10
2 Результаты фильтрационных исследований 16
3 Расчет необходимого объема составов 21
3.1 Алгоритм расчета водо- газоизоляционных работ в вертикальных
скважинах 24
3.2 Алгоритм расчета водо- газоизоляционных работ в горизонтальных
скважинах 26
4 Разработка дизайна для скважин Юрубчено-Тохомского месторождения 29
4.1 Изоляция прорыва воды в скважине Юр22 29
4.2 Изоляция одновременного прорыва воды и газа в скважине Юр202 36
4.3 Изоляция прорыв воды в скважине Юр235 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 49
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 50
Приложение
Нефтегазоконденсатное Юрубчено-Тохомское месторождение - одно из крупнейших в Восточной Сибири, входит в число приоритетных проектов ПАО НК Роснефть. Месторождение открыто в 1982 г.. Извлекаемые запасы категории С1 основного подготовленного к разработке продуктивного объекта Р11-2 юрубченской залежи составляют около 100 млн. т, категории С2 - 71 млн. т. Коллектор представлен древнейшими рифейскими карбонатными отложениями. Массивная газовая шапка по толщине сопоставима с нефтяной зоной (средние толщины составляют соответственно 44 и 41 м) и играет значительную роль в пластовой энергии [1].
По своим характеристикам месторождение уникально и не имеет аналогов в России и мире. Пористость пород-коллекторов по различным оценкам составляет от 0,5 до 2 % и не выходит за рамки диапазонов погрешности методов геофизических исследований скважин (ГИС). При этом в породах рифейского природного резервуара широко развиты трещиноватость и кавернозность. Как и для всех карбонатных коллекторов, для рифейского резервуара характерна сильная изменчивость фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) по разрезу и латерали, что, возможно, является причиной резких различий продуктивности близко расположенных скважин. Совокупность перечисленных геологических и технологических факторов определяет высокую сложность освоения этого месторождения [2].
К основным геологическим особенностям месторождения, влияющим на технологические решения по разработке и возможность их оптимизации, относятся:
- низкие пустотность коллектора и плотность запасов, что не позволяет применять плотную сетку скважин из-за малой накопленной добычи на скважину;
- хорошая гидродинамическая связь по продуктивной площади месторождения, обусловленная развитой трещиноватостью, что обеспечивает большую зону дренирования скважин и дает возможность размещать скважины на расстоянии связности, подтвержденной гидропрослушивания (около 1 км), без рисков потери извлекаемых запасов;
- обширная газовая шапка;
- наличие водоносного горизонта на всей площади месторождения;
- вертикальная трещиноватость, что определяет резкое загазовывание или обводнение при увеличении депрессии;
- сложный геологический разрез с солевыми пластами и твердыми вулканическими породами, трещиноватый пласт с сильными поглощениями раствора при бурении, что обусловливает определенные требования к технологиям бурения и заканчивания скважин [1].
В 2002 г. впервые на месторождении пробурена вертикальная скважина Юр-89 с применением современных технологий отбора керна, что обеспечило его практически 100 %-ный вынос. Хотя скважина оказалась непродуктивной, впервые были выявлены новые принципиальные особенности рифейского резервуара. В процессе первичного описания и последующего детального изучения керна зафиксированы субвертикальные трещины. Они соединяют редкие для этой скважины кавернозные зоны, циклически повторяющиеся в разрезе и имеющие субгоризонтальное направление. Такие кавернозные зоны представляют собой узкие своеобразные щелевидные пустоты. Во вскрытом данной скважиной рифейском разрезе выделены три уровня развития подобных интервалов. Несмотря на то, что число субгоризонтальных кавернозных зон в разрезе оказалось невелико, их фиксация и идентификация позволили во многом пересмотреть представления о строении рифейского природного резервуара.
В 2010 г. в пределах Юрубченской залежи, в наиболее продуктивной зоне (район скв. Юр-5) были пробурены две скважины с применением технологии изолированного отбора керна. Особенности рифейского резервуара, впервые отмеченные в скв. Юр-89, полностью подтвердились. Здесь также зафиксированы субгоризонтальные уровни развития каверн и щелевидных пустот (до 10-15 уровней), которые пересекаются вертикальными трещинами.
Очевидным для рифейского резервуара фактором, определяющим ФЭС, является трещиноватость. Для оценки параметров трещин в скважинах проводились исследования с помощью специальных приборов FMI (азимутального электрического имиджера), UBI (ультразвукового имиджера) и Sonic Scanner (многозондового прибора трехмерного акустического сканирования). По данным UBI и FMI в пределах Юрубченской залежи выделяются две основные системы преимущественно субвертикальных трещин. Углы падения трещин в среднем изменяются на 70 до 800, раскрытость - от 100 до 400 мкм, в среднем около 300 мкм, хотя раскрытость отдельных трещин может достигать 3 мм. При пересчете на горизонтальную плоскость линейная густота трещин по скважинам колеблется от 1,2 до 12,2 м-1, в среднем 2,3 м-1.
По результатам выполнения данной магистерской работы получены следующие результаты.
1. Согласно проведенному анализу мирового опыта проведения газо- и водоизоляционных работ в карбонатных коллекторах, на скважинах применяются цементы и микроцементы, составы на основе ПАА различной степени сшивки, суперабсорбент, полимер-дисперсные композиции, пеногелевые композиции, безводные пены.
2. Лабораторные исследования показали, что преимущество в выборе следует отдавать составам, обладающим высокими факторами остаточного сопротивления по ограничиваемой фазе (вода, газ), а также имеющим по ней высокий критический градиент давления, и не имеющим такового по нефти:
- для изоляции водопритока составу Бонпак и аналогичным селективным составам на углеводородной основе; полимер-дисперсному составу в исследованной рецептуре и аналогичным составам, составам на основе ПАА в исследованных рецептурах и аналогичным составам;
- для изоляции газопритока полимер-дисперсному составу в исследованной рецептуре и аналогичным составам, составам на основе ПАА в исследованных рецептурах и аналогичным составам (в меньшей степени).
3. Предложена методика расчета требуемого объема тампонажного состава, исходя из ФЕС пласта, характеристик скважины и свойств тампонажного состава. Для трех скважин Юрубчено-Тохомского месторождения (одной вертикальной и двух горизонтальных) приведены варианты обработок различными составами с целью водо- и газоизоляции.
Проведенные исследования являются основой для проведения опытно¬промышленных работ на скважинах Юрубчено-Тохомского месторождения для изоляции водо- и газопроявлений.
