Введение к работе
Актуальность проблемы. Анализ промысловых данных по основным нефтегазодобывающим регионам показывает, что число скважин, особенно газовых, в которых возникают межколонные флюидопроявления, очень велико. Особую актуальность проблема обеспечения герметичности межколонного пространства (МКП) скважин приобретает на газовых и газоконденсатных месторождениях, шгастовый флюид которых содержит агрессивный и токсичный сероводород. Между тем количество открытых и разрабатываемых сероводо-родсодержащих месторождений неуклонно возрастает. Так, только в северной бортовой зоне Прикаспийской впадины находится более десятка крупных месторождений углеводородного сырья с высоким содержанием сероводорода.
При разработке подсолевых залежей нефти и газа Прикаспийской впадины особо опасным следует признать негерметичность МКП скважин с гидродинамической связью устья и продуктивных отложений. Появление в МКП скважин пластового флюида со значительным содержанием токсичных и коррози-онно-активных компонентов (H^S и С02) может привести к коррозии обсадных труб, снижению их механической прочности, т.е. к возникновению аварийной нерегулируемой ситуации, что следует рассматривать как весьма серьезную экологическую угрозу.
Наибольшее содержание H2S отмечено в пластовом флюиде Астраханского газоконденсатного месторождения (АГКМ). Предупреждение, контроль и ограничение интенсивности межколонных флюидопроявлеинй изоляционного комплекса скважин АГКМ является важнейшим звеном в решении проблемы обеспечения эколого-безопасных условий функционирования скважин.
Актуальность темы диссертации подтверждается результатами выполненной в 1997 г. РАО «Газпром» «Экспертизы технического состояния, определения остаточного ресурса и условий безопасной эксплуатации скважин, трубопроводов и промыслового оборудования Астраханского ГКМ», согласно которым вопрос крепления скважин и предупреждения межколонных давлений (МКД) на АГКМ не решен.
Цель работы
Целью работы является повышение надежности скважин и охрана окружающей среды от загрязнения при миграции пластовых флюидов по межколонному и заколонному пространствам.
Задачи работы
-
Установление основных факторов, определяющих появление межколонных давлений на скважинах АГКМ.
-
Обоснование и разработка технико-технологических мероприятии по предупреждению межколонных давлений.
-
Разработка комплексной технологии исследований и контроля межколонных флюидопроявлений при строительстве и эксплуатации скважин.
ІІаучпап новизна
-
Впервые на основе статистического анализа геолого-технологических условий и параметров строительства, цементирования, освоения, эксплуатации скважин и промыслового материала по состоянию МКП установлены факторы, определяющие возникновение МКД на скважинах АГКМ. Выявлена прямая связь наличия и значения МКД с глубиной спуска 244,5мм технической и эксплуатационной колонн. Выявлено, что значимое влияние на возникновение МКД оказывают механические воздействия на обсадную колонну.
-
Доказано, что применяемая конструкция скважин на АГКМ не обеспечивает полной изоляции нефтяных, газовых и водоносных пластов и приводит к возникновению осложнений в виде межколонных флюидопроявлепнй и высоких МКД.
-
Обоснованы требования к технологии и материалам, используемым при первичном цементировании и обеспечивающим предупреждение миграции пластового флюида по МКП; разработан состав вязкоупругой герметизирующей смеси (ВУГС) и способ цементирования, обеспечивающий долговременную герметизацию МКП скважин.
-
Впервые разработаны критерии предельного состояния изоляционного комплекса скважин АГКМ и принципы классификации скважин с МКД но степени опасности. Установлено, что надежным способом оценки степени опасности МКП, а также условием правильного выбора метода воздействия на МКП с высокими давлениями и сложным составом межколонного флюида, является определение емкостно-фильтрационных характеристик источника давления и структурных особенностей системы проводящих путей МКП.
Практическая ценность. Полученные результаты статистической обработки данных объясняют причины МКД и позволяют разработать мероприятия по их предупреждению с учетом наиболее значимых факторов, влияющих па возникновение МКД на скважинах АГКМ.
Применение предложенной конструкции скважин способствует повышению надежности изоляции пластов с АВПД.
Разработанный способ цементирования эксплуатационной колонны с установкой ВУГС позволяет создать непроницаемый барьер для миграции пластового флюида по МКП.
Созданная в виде модели скважины специальная установка дает возможность проводить испытания герметизирующих составов в условиях, приближенных к скважинным.
Комплексное применение разработанной технологии исследований и контроля МКП позволяет уже па ранней стадии развития определить источник МКД, пути миграции межколонного флюида в МКП, получить информацию о физико-химическом состоянии столба межколонного флюида, измерить емко-стно-фильтрацпонные показатели, определить газопщродинамический тип источника притока и оперативно рекомендовать мероприятия по контролю, ликвидации и ограничению МКД.
Реализация работы в промышленности. Результаты проведенных исследований:
-
Использовались при проведении работ по исследованию, контролю, офапиченню и предупреждению МІСД на фонде скважин АГКМ (1993-2000 гг.) и на скважинак месторождения «Белый тигр» СП «Вьетсошіетро» (2000 г).
-
Позволили с достаточной степенью надежности обеспечить безопасное функционирование скважин с МКД.
-
Послужили основанием для внесення в проект разработки и освоения АГКМ мероприятий по контролю за охраной недр и окружающей среды, выполнения промыслово-исследовательских работ по установлению степени экологической опасности скважин, определения источников, интенсивности и состава межколонных проявлений, позволивших оцепить возможность эксплуатации скважин и обоснования комплекса ремонтло-восстановительных работ.
-
Использовались при разработке стандартов предприятия «Астрахань-Газпром» по исследованию, контролю и ограничению МКД.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались:
на научно-технической конференции «Проблемы экологически безопасных технолога» разведки, разработки и эксплуатации глубокопофуженных месторождений со сложным составом пластовой смеси» (Астрахань, 1991 г.);
на научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развитая нефтегазового комплекса России» (Москва, 1999 г.);
на конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию ВНИИГАЗа (Москва, 1999 г.);
на расширенном научно-техническом совещании ООО «Астраханьгаэ-пром» (протокол от 06.09.2000 г.);
на Международной конференции «Проблемы добычи и переработки нефти и газа в перспективе международного сотрудничества ученых Каспийского региона (Астрахань, 2000 г.);
на II Международном симпозиуме «Наука и технология углеводородных дисперсных систем» (Уфа, 2000 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, получено 1 авторское свидетельство на изобретение, 2 патента.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников, включающего 114 наименований, приложений. Изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 51 рисунок, I 7 таблиц.
Похожие диссертации на Разработка методов предупреждения, исследования и контроля межколонных проявлений на скважинах Астраханского ГКМ
