Введение к работе
Актуальность проблемы. Интенсивное обводнения добывающих сква-snH целого ряда месторождений нефтегазодобывающих регионов страны, црезде всего Западной'Сибири, связано не только с особенностями их . геологического строения и методов разработки,но и качеством строп -телъства сква*шн. Заколоннне проявления и перетоки остаются одной из главных причин больших материальных затрат на строительство и эксплуатацию скваянн.
Ванным резервом в этой области является разработка и применение новых технических средств для улучшения качества разобщения плас -тов.что позволяет не только повысить производительность скважин, уменьшить количество их ремонтов,но и сократить капитальные влояе -ния на строительство дополнительных сооружений для обезвоживания нефти,т.е. решает в комплексе весьма актуальную проблему обеспечения роста добычи нефти и газа при снижении их себестоимости.
Зарубежный и отечественный опыт последних лет показал эффек -тивность применения при креплении скважин заколонных гидравлических проходных пакеров,позволяющих в значительной степени влиять на изолирующую способность крепи. Все большее внимание исследователей в СССР и за рубежом привлекают специальные технические средства, позволяющие при минимальных затратах создавать в определенных,заранее заданных малых интервалах затрубного пространства высокопроч -ные перемычки,выдерживающие значительные перепады давления меаду разобщаемыми зонами.
Рассмотрение и анализ результатов разработки и использования в промышленности указанных технических средств.показывает,что. ак -туальна и необходима дальнейшая,более детальная и глубокая прора -ботка вопросов оперативного улучшения изоляции пластов при креп-
ленЕЕ скважин.
Цель паботы. Исследование и разработка технологии и техниче ких средств,обеспечивав/.их оперативное регулирование свойств лаке ных и тампонажних перемычек в заданных зонах затрубного простраг: ства после окончания процесса цементирования скважины.
Основные задачи работы.
Исследование и обоснование, основных принципов оперативного улучшения изоляции пластов при креплении скважин.
Исследование факторов,влияющих на герметичность контакта уш кительного элемента гидравлического пакера со стенкой скважины.
Разработка и исследование многократно регулируемого заколот го гидравлического проходного пакера.
Разработка специального инструмента для формирования з зако; ном пространстве сква-кин "поясов" материала с улучшенныгли герлеті .рующими свойствами и рукавно-цет.:ентных перемычек.
Разработка,промышленные испытания и внедрение усовершенстзої ней технологии разобщения пластов заколонными гидравлическими прс ходними пакерами.
Методы решения поставленных задач.
Поставленные задачи решались путем:
лабораторно-стендовых исследований(с использованием как ориги нальных, ""ак и известных методов и оборудования) по созданию новій технико-технологических средств; обобщения результатов исследова ний;
промысловых исследований влияния заколонного гидравлического пакера на обводненность добываемой продукции в различных геолого технических условиях по результатам эксплуатации полных совокушн тей скважин, пробуренных на конкретные эксплуатационные объекты( использованием автоматизированной системы сбора данных и обработі резулвтатов на персональном компьютере типа IBM/AT);
5*.
анализа и обобщения известных и разработки на уровне изобретений ювых технико-технологических решений, реализующих цель работы.
Научная новизна.
Принципиально раскрыта общая динамика изменений давления внутри уплотнительного элемента пакера и в смежных зонах затрубного пространства скважины в процессе формирования структуры кольца цемент-юго камня.
Выявлены и изучены особенности ограничения водопритока в сква-шны при установке заколонного пакера.
Определены закономерности уменьшения начального контактного іавления заколонного гидравлического пакера на стенку скважины под іействием различных геолого-технических факторов с учетом конструктивных особенностей (жесткости) уплотнительного рукава.
Предложен и обоснован критерий герметизирующей способности па-сера.
Определены методические возможности выполнения допакеровки ікважин для сохранения герметичности пакерных перемычек в заколон-jom пространстве.
На основе стендовых исследований разработаны функциональные и сонструктивные принципы клапанной системы заколонного гидравлического пакера, регулируемого при освоении и эксплуатации скважины.
Определены и классифицировании основные технологические принципа повышения эффективности применения заколонных пакеров и специн-:трумента для разобщения пластов.
На основе скважинных исследований разработана методика геофи-шческого контроля за срабатыванием заколонного гидравлического па-сера после его установки в стволе скважины.
Практическая ценность.
Разработаны необходимые технические решения на уровне изобрете-шй для осуществления технологических принципов оперативного регули-
ровашш свойств разобщающих перемычек в заданных зонах заколонного пространства скважины.
Выполнены лроектно-конструкторские и опытно-промышленные работы по созданию размерного ряда заколонных проходных гидравлических пакеров,регулируемых при освоении и эксплуатации скватан и не имеющих аналогов за рубеноы.
В процессе промысловых испытаний и опытно-промышленного применения созданного пакера доказана его существенная эффективность по сравнению с серийно выпускаемыми заколонными проходными гидравличес кими пакерали типа ПШ при разобщении пластов.
На основе сквакинных экспериментов отработана технология при -менення заколонного гидравлического пакера,регулируемого при освоении и эксплуатации сквакины.
Предложен порядок экономического стимулирования применения спе циалышх технических средетв,повышающих качество скважин при их стр ительстве.
Результаты работы отражены в приказах по объединениям "Ноябрьскнефтегаз ", "Сургутнефтегаз " и ''Нижневартовскнефтегаз" "О .дальнейшем повышении эффективности использования заколонных пакеров" и утвержденных технологических регламентах ряда объединений Западной Си бири.
Реализация работы в промышленности.
В 0П0 "Карпатнефтемаш" внедрены в серийное производство шесть тшго-размеров разработанных пакеров типа ПГПМ.
В 1988-1930 г.г. применено более 500 пакеров типа ПГПМ-в объе
динениях Западной Сибири. ,
Экономическая эффективность от применения пакеров типа ПГПМ зависит от конкретных геолого-технических условий.В объединении "Ноябрьскнефтегаз",где осуществляется массовое применение заколонных гидравлических пакеров в наиболее слояных геолого-технических условиях, годовой экономический эффект на I пакер составил 7,6 тыс.
7.
рублей, а средний экономический эффект по отрасли - 3,8 тыс.руб.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы должены и обсуждены на встрече работников Мингазпрома "Основные направления в развитии техники и технологии крепления газовых скважин'Ч г.Москва,ВдНА, ІУЬ4г.},на конференции молодых ученых и специалистов ВНИИЬТ(г.Москва, 1Уз5г.),на совместных семинарах ВДИИЬТ и комбината "Нефть и газ'ЧгЛ'омерн,і'дР,ІЬЬЬ,І^ЬУг.г.),на семинаре "Состояние и совер-неиствование цементирования сквакинї(г.Киев,1^ь7г.),на отраслевых координационных совещаниях по креплению скважин(г.Краснодар,19ь7, 1ЬЬЬг.г.),на семинаре "Проблемы совершенствования конструкций глубоких разведочных скзажк на нефть и газ"(г.Киев,ІУЬЬг.) ,на семинаре "Совершенствование крепления скважин и качества разобщения продуктивных пластов"(г.Сургут,Itb«r.),на Всесоюзном совещании по проблеме "Создание,совершенствование,производство и использование пакеров, обеспечивающих повышение производительности нефтяных и газовых скважин и охрану недр'Чг.КалушДУЬОг.).
Публикация работы.
Основное содержание работы изложено в 1о печатных работах,в том числе в одном руководящем документе, 5 авторских свидетельствах СССР на изобретение, одном зарубежном патенте и У статьях.
аакеры типа ііГи.. экспонировались на.ВДНХ, авторы награждены серебрянными медалями."
Объем работы.
диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, насчлтывающвго 141 нименовакие и У приложений.
Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит Ы рисунок, ІУ таблиц.
8.