Введение к работе
.^.V "і
"Л
і-і;і \ Актуальность проблемы. В ряду главных задач современных
нефтегазодобывающих отраслей всего мира находятся те, которые
связаны с обеспечением экологической безопасности сооружаемых промышленных объектов. В их числе одно из первых мест занимает [ проблема обеспечения герметичности скважин, эксплуатирующих нефтяные и газовые пласты, особенно с аномально высокими пластовыми давлениями (АВПД) и агрессивными пластовыми флюидами.
Заколонные проявления наблюдаются на месторождениях всех стран мира. К их числу относится и газовое месторождение Джбеси в Сирийской Арабской Республике, где давление на глубине -ИЗО ы достигает 50 МПа. На этом месторождении из 38 зацементированных обсадных колонн только в" II скважинах (29) отмечено удовлетворительное качество цементирования. В остальных же "скважинах наблюдаются перетоки флюидов по гаколонному пространству.
Причины заколонных перетоков многообразны. Они изучаются много лет и сегодня в общем известны. Но природа некоторых наиболее сложных процессов формирования фильтрационных потоков в заколонном пространстве изучен»неполно. Дээтому эффективность методов их прогнозирования и предупреждения низка.
К таким процессам относятся прежде всего те, которые протекают в так называемый период ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ), когда под влиянием осаждения твердой фазы цементной суспензии, структурообразования и объемных изменений происходит уменьшение давления столба цементного раствора в скважине на пластовый флюид, что приводит к его притоку в скважину, разрушению еще слабой структуры раствора и заколонным водонефтега-зопроявлениям.
Цель работы. Исследования процессов взаимодействия столба цементного раствора с водо-, газо- и нефтеносными пластами для углубления представления об их природе и разработки методов прогнозирования к предупреждения водонефтегаэопроявлений в период ОЗЦ.
Основные задачи исследований.
-
Разработка методики исследования процесса формирования порозого давления и перетоков в цементном растворе при взаимодействии его с проницаемыми пластами.
-
Исследование влияния пластового давления и типа пластового флюида на пространственно-временное распределение поро-вого давления столба цементного раствора в период ОЗЦ.
-
Оценка возможности использования известных математических моделей для разработки методов прогнозирования и среду-преддения нефтегазоводопроявлений в период СЗЦ.
-
Исследование влияния типа пластового флюида, дисперсности цемента, солевых, полимерных и тонкодисперсных добавок на тампонирующие свойства цементных растворов.
Научная новизна.
-
Установлены основные закономерности формирования норового давления столба цементного раствора в скважине в период ОЗЦ. Впервые показано влияние на форму эпюр порового давления, его кинетику и массообмен между скважиной к пластом типа пластового флюида.
-
Впервые определены значения эмпирических характеристик цементного раствора, входящих в математическую модель процесса формирования его порового давления н определены пределы приме-
нимости и точность расчета с помощью этой модели процесса мас-сообмена мезду скважиной и пластом в период ОЗЦ.
-
Впервые исследовано влияние типа пластового флюида на тампонирующие свойства цементных растворов.
-
Проведена сравнительная оценка эффективности различных методов регулирования нефтегазоводоизолирущей способности цементных растворов.
Основные защищаемые положения. На защиту выносятся:
- результаты экспериментальных исследований процесса фор
мирования порового давления столба цементного раствора при вза
имодействии его с моделями водо- и газоносного пластов;
- результаты экспериментальной оценки области применения аналитических методов расчета процесса массообмена мезду скважиной н пластом в период ОЗЦ;
- результаты экспериментальной оценки эффективности раз
личных методов повышения нефтегазоводоизолярующей способности
цементных растворов.
Практическая ценность.
Экспериментально подтверждена возможность практического применения теории прэгнознрэвания н предупрездения нефтегазо-водопроявлений в скважшах в период ОЗЦ я установлены границы ее использования с заданной -точностью.
Показана возможность практического регулирования зодо-нефтегазоизолярущей способности цементных растворов с помзцьэ различных методов. Определены значения фильтрационных и суф-фозионных характеристик ряда обычных и специальных цементных растворов при фильтрации через них нефти, газа и веды.
- б -
Публикации. lb теме диссертации сданы на депонирование во ВНИИЭгазпром 4 статьи.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Она написана на 189 страницах машинописного текста, включает 80 рисункег, 15 таблиц, список использованной литературы - 142 наименований советских и зарубежных авторов. Приложения даны на 43 страницах.