Нарушение сплошности крепи вследствие проведения технологических операций

Вытеснение бурового раствора цементным

Одной из причин низкого качества изоляции затрубного пространства можно считать недостаточное вытеснение глинистого раствора из цементируемого интервала.

Исследователи указывают на образование фильтрационных каналов в затрубном пространстве в результате неполного вытеснения бурового раствора тампонажным и их физико-химического взаимодействия.

Как правило, во всех исследованиях процесс замещения одной жидкости другой делится на две фазы: 1) фаза вытеснения, наступающая с момента начала течения жидкости до появления границы раздела в концевом сечении; 2) фаза вымыва, которая начинается сразу же за фазой вытеснения и заканчивается полным освобождением канала от вытесняемой жидкости. Степень вытеснения оценивается коэффициентом вытеснения, представля­ющем собой отношение объема жидкости, вытесненной к концу первой фазы, к объему канала, из которого происходило вытесне­ние. Он высок при структурном и турбулентном режимах течения вытесняющей жидкости и достигает 0,8—0,9, а при лами­нарном режиме равен 0,5.

Коэффицент вытеснения зависит от следующих факторов: средней скорости движения растворов, их реологических свойств, разницы плотностей, режима течения, зазора между обсадной колонной и стенками скважины, эксцентричности колонны, угла наклона скважины.

Основные методы увеличения степени вытеснения сводятся к следующим:

1) Подготовка ствола скважины;

2) Реализация рационального режима течения (турбулентного, пробкового) жидкостей;

3) Применение буферных жидкостей,

4) Применение различного рода разделителей (ВУС).

Значительная часть исследователей едины в том, что нарушение целостности крепи обусловлены образованием продольного зазора между обсадной колонной и цементным кольцом при проведении технологических операций, в частности, при опрессовке колонны после ОЗЦ и проведения перфорации, и связывают это, в основном, с повышенной хрупкостью тампонажного цементного камня

Величина образующихся зазоров составляет 3-5мкм на 1МПа избыточного давления, в некоторых может достигать 100 и более мкм. В дальнейшем такие зазоры увеличиваются за счет эрозионного разрушения мигрирующими пластовыми флюидами.

Более высокое давление в обсадной колонне имеет место при гидроразрыве пород, что может привести к разрушению цементного кольца. а также при создании избыточного внутреннего давления расширяющийся в радиальном направлении цементный камень сжимает фильтрационную корку, в результате чего она уплотняется и обезвоживается. После снятия давления образуются продольные зазоры между цементным камнем и породами.

Наиболее опасным является проведение кумулятивнои и пулевой перфорации. При этом разрушается цементное кольцо не только в зонах перфорации, но и на прилегающих участках протяженностью до 100м и более

Кроме того, цементное кольцо подвержено растрескиванию и разрушению бурильным инструментом в процессе бурения и СПО [111].Это особенно актуально для глубоких и сверхглубоких скважин.

Следовательно, создание высокопрочного цемента в затрубном пространстве не является панацеей от нарушения герметичности затрубного пространства.

Снизить опасность разрушения цементного камня можно проводя опрессовку во время ОЗЦ, а не после, при проведении перфорации в ранние сроки твердения, использованием щадящих методов перфорации, а также при наличии в заколонном пространстве облегченного цемента, т.е. пониженной прочностью и хрупкостью

Исходя из накопленного опыта отечественные и зарубежные исследователи рекомендуют разнообразные мероприятия по предотвращению затрубных газопроявлений и нефтеводоперетоков. Эти мероприятия позволяют существенно повысить качество разобщения пластов, полностью решить эту проблему не удалось. Причина этого – сложность некоторых из предлагаемых мероприятий, невозможность применения того или иного мероприятия по геолого-техническим причинам, а также применение каждого мероприятии в отдельности, а не в комплексе с остальными. При этом большинство методов, направлены лишь на устранение факторов некачественного крепления, а не на устранение причины. Не возможно получить герметичное заколонное пространство, при существующей гидравлической связи скважины и пластов

Дата добавления: 2015-07-13