Введение к работе
з
Актуальность проблемы. Развитие топливно-энергетической базы нашей страны невозможно без поиска новых и освоения уже открытых месторождений природных углеводородов. Большинство газовых и газоконденсагных месторождений открытых в районах Крайнего Севера, характеризуются наличием в геологическом разрезе многолетнемерзлых горных пород (ММП), высокопроницаемых пластов и пластов с низкими градиентами гидроразрыва. Применяемые традиционные технологии бурения и заканчивания скважин в этих условиях не всегда обеспечивают надежности их разобщения. Отмечаются следующие осложнения: ледоспуск обсадных колонн до проектных глубин, недоподъем тампонажного раствора до устья, негерметичность крепи, смятие обсадных труб и др. В результате нередко возникают заколонные газопроявления, грифонообразования и открытые фонтаны, наносящие огромный трудно-восполнимый ущерб экологии данного района и требующие дополнительные материальные затраты на их ликвидацию или проведение восстановительных работ.
Это свидетельствует о том, что вопросы разработки и совершенствования технологии крепления скважин в криолитозонах являются актуальными на сегодняшний день.
Цель работы. Обеспечение надежности крепления скважин в интервалах низких положительных и отрицательных температур криолитозоны, путем со-
вершенство-ания конструкции их крепи, улучшение физико-механических свойств и модификаций применяемых тампонажних композиций. Основные задачи исследований
-
Исследование и обоснование причин возникновения осложнений при креплении скважин в интервале криолитозоны и способы их предупреждения.
-
Оптимизация крепи скважин в интервале ММП.
-
Анализ процессов твердения тампонажных растворов при низких температурах окружающей среды. Обобщение и разработка требований к формирующемуся в этих условиях цементному камню.
-
Разработка состава облегченного, гидравлически активного при низких температурах твердения тампонажного материала и раствора на его основе.
5. Исследование и регулирование технологических и физико-
механических свойств раствора и камня на основе разработанного материала.
6. Разработка нормативной документации. Анализ результатов опытно-
промышленного внедрения.
Научная новизна. Научно обосновано возникновение локальных сминающих давлений на обсадные колонны в интервалах ММП при обратном промерзании водных суспензий в заколонном пространстве скважин. Уточнена методика расчета сопротивления крепи скважин смятию.
Разработаны требования к прочностным свойствам цементного камня, формирующегося в заколонном пространстве скважин криолитозоны.
Теоретически обоснована и экспериментально доказана целесообразность применения для цементирования обсадных колонн в интервалах низких положительных и отрицательных температур облегченных, безгипсовых, гидравлически активных тампонажных цементов.
Практическая ценность. По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны:
методика и программа расчета величин напряжений в обсадной колонне при воздействии сминающих локальных нагрузок в затрубном пространстве, позволяющая производить обоснованный выбор обсадных труб при проектировании обсадных колонн и тампонажных материалов для их крепления;
требования к свойствам применяемых тампонажных материалов, растворам на их основе для разобщения ММП, способствующие предупреждению смятий обсадных колонн, осложнений приустьевой части ствола скважин;
рецептура облегченного тампонажного раствора с повышенной гидравлической активностью при низких положительных и отрицательных температурах окружающей среды;
руководящие и нормативные документы, позволяющие регламентировать крепление скважин в криолитозоне.
Внедрение результатов в промышленности. Основные результаты проведенных исследований, выводы и рекомендации по ним внедрены при строительстве скважин на месторождениях Арктического побережья и севера Тю-
6 менской области, разбуриваемых ПО «Арктикморнефтегазразведка» и филиалом «Тюменбургаз» ДООО «Буровая компания».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на: Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы совершенствования технологий строительства скважин и подготовки кадров для Западно-Сибирского нефтегазодобывающего комплекса» (г. Тюмень, 2000 г.); заседаниях кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» Тюменского государственного нефтегазового университета (г. Тюмень, 1999-2000 гг.), научно-технических советах ОАО «Газпром» (г. Москва, 1998, 2001 гг.).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 7 печатных работах, поданы материалы в Госпатент РФ на получение двух патентов.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложения. Работа содержит 121 страниц машинописного текста, включает 21 таблицу и 21 рисунок.
Похожие диссертации на Разработка и совершенствование технологий крепления скважин в криолитозоне
