Если вы скопируете книгу или главу книги, Вы должны незамедлительно удалить ее сразу после ознакомления с содержанием. Копируя и сохраняя его Вы принимаете на себя всю ответственность, согласно действующему международному законодательству. Любое коммерческое и иное использование кроме предварительного ознакомления запрещено. Публикация данной книги не преследует никакой коммерческой выгоды, но документ способствуют быстрейшему профессиональному росту читателей и являются рекламой бумажных изданий таких документов. Все авторские права сохраняются за правообладателем. В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуюсь убрать указанные книги

Глава VIII.
ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ,
ИЗЫСКАНИЕ СПОСОБОВ ВЫЯВЛЕНИЯ
И УСТРАНЕНИЯ ПЕРЕТОКОВ В ЗОНЕ
ЗАЛЕГАНИЯ ПРЕСНЫХ ВОД
С созданием Управлений по повышению нефтеотдачи пластов и капитальному ремонту скважин расширились возможности проведения мероприятий в целях охраны недр и окружающей среды.
Основные положения, требования и необходимые мероприятия для работы с фондом скважин по обеспечению сохранности запасов вод питьевого и хозяйственного назначения разработаны на базе специальных работ по выявлению и устранению перетоков за кондукторами скважин, проведенных Лениногорским УПНП и КРС совместно с трестом Татнефтегеофизика и Тат-НИПИнефть в 1972—1974 гг. [21, 40].
Особенности размещения пресных вод и естественной фильтрации флюидов
в приповерхностной зоне на территории юго-востока Татарской АССР
Основными требованиями при выборе и оценке качества воды для питьевого назначения по ГОСТ 2761—57 являются:
а) величина сухого остатка не более 1000 мг/л,
б) содержание сульфатов не более 500 мг/л;
в) содержание хлоридов не более 350 мг/л.
Воды для хозяйственных нужд подлежат охране так же, как и питьевые. (В последующем изложении те и другие условно объединяются понятием «пресные»).
Вопрос об окончательной пригодности воды для тех или иных нужд, как и нормы качества воды, устанавливаются местными или отраслевыми органами надзора (санитарного, ветеринарного, технических видов надзора).
В нефтяных районах Татарской АССР пресные воды, отвечающие по минеральному составу требованиям питьевого и хозяйственного назначения, содержатся в четвертичных и верхнепермских отложениях, причем основные залежи находятся в верхнеказанском горизонте. Средняя минерализация вод нижнепермских отложений колеблется в пределах 2000—17500 мг/л.
Расположение залежей подземных пресных вод на конкретных участках и площадях определяется развитием перечисленных стратиграфических комплексов на данной площади, условия-
107
ми их водообмена с поверхностью и особенностями литологи-ческого контакта верхнепермских отложений с нижнепермскими.
Рельеф эрозионной поверхности, определяющий развитие или размыв тех или иных отложений, обусловливает приуроченность пресных вод казанских отложений к водораздельным пространствам, четвертичных — к районам надпойменных речных террас.
На водоразделах напорный уровень вышележащих отложений устанавливается на более высоких отметках по сравнению с подстилающими горизонтами. Водообмен с поверхностью, создающийся при перепаде давления, способствует удалению солей из фильтрующих воду отложений и постоянному опреснению циркулирующих вод. Степень опреснения зависит от активности водообмена, а она — от расположения отложений (по мощности и в пространстве) относительно современного эрозионного вреза.
Верхнепермские отложения на территории нефтяных районов Татарии входят преимущественно в зону активного водообмена Однако уфимские и частично нижнеказанские отложения оказываются в зоне затрудненного водообмена, если они расположены вдали от долин, либо ниже уреза воды Водообменом с поверхностью объясняется и наличие отдельных участков залегания пресных вод в нижнепермских отложениях — там, где эти отложения находятся близко к поверхности
Степень минерализации вод нижнепермских и верхнепермских отложений может быть обусловлена их взаимосообщением вне прямой зависимости от водообмена с поверхностью. Воды уфимских и, частично, казанских отложений засолоняются снизу в результате растворения подстилающих соленосных отложений кунгурского яруса, а также фильтрации вод верхнего и среднего карбона через зоны развития пермских долин и на участках, осложненных дизъюнктивными нарушениями. Точно так же за счет фильтрации сверху вниз в зонах развития карста образуются участки с залеганием пресных вод в нижнепермских отложениях
Накопленный фактический материал далеко недостаточен для достоверной оценки запасов вод питьевого и хозяйственного назначения на тех или иных нефтяных и разведочных площадях Кроме того, разработка нефтяных залежей существенно повлияла на отдельных участках на режим фильтрации и состав воды. Поэтому одной из важнейших задач предприятий, занимающихся строительством, эксплуатацией и ремонтом различных типов и категорий скважин, является систематический сбор информации по анализу вод различных горизонтов верхней Перми на отдельных площадях и участках с тем, чтобы уже в ближайшем будущем стало возможным уточнение запасов и составление карт залегания пресных вод различного качества по площадям
108
Условия возникновения
и особенности внутрискважинных перетоков, вызывающих разрушение залежей пресных вод
Перепад напорных уровней различных водоносных горизонтов и гидродинамическая связь между ними обусловливает возможность перетока между этими горизонтами Если при обычной литологической экранированности толщ эта фильтрация происходит весьма медленно, то при нарушении экрана (тектоническая трещиноватость, карст, внутриформационные размывы) интенсивность перетоков резко возрастает. Это выражается в утечке пресных вод четвертичных и верхнепермских отложений в нижнепермские (на водоразделах) и в засолонении вод верхнепермских и четвертичных отложений минерализованными сульфатными артезианскими водами нижнепермских или каменноугольных отложений.
Возникновение подобных явлений возможно и при искусственном нарушении малопроницаемого раздела скважинами с оставлением необсаженного ствола или незацементированного кольцевого пространства в интервале возможного перетока.
Значительное число скважин объединения по различным причинам пробурено с недостаточной высотой цементирования эксплуатационной колонны, кондуктора и без цементирования кондуктора. Отдельные скважины пробурены с недостаточной глубиной спуска кондуктора (недоперекрыты верхнепермские отложения).
Наличие перетоков с утечкой или засолонением пресных вод по открытому стволу бурящихся и экспериментальных скважин, а также по кольцевому пространству за колонной (кондуктором) нефтяных, нагнетательных и экспериментальных скважин установлено термометрией и расходометрией [21, 40]. Засоло-нение пресных вод через стволы скважин выявляется также непосредственным анализом вод засолоненных родников и прокачкой растворов-индикаторов между заколонным пространством и загрязненным водоисточником
Перетоки жидкости из горизонта, находящегося под воздействием нагнетания, приводят к повышению величины пластового давления в других, неэксплуатирующихся горизонтах. В результате создаются условия для возникновения перетоков и в окружающих скважинах.
Это происходит как следствие закачки сточных вод через поглотительные скважины в намюрские и фаменские отложения, несвоевременного обнаружения дефектов колонн в действующих нагнетательных и поглотительных скважинах, длительного простаивания дефектных нагнетательных скважин в ожидании ремонтных работ при наличии перетока между высоконапорными пластами девона и кольцевым пространством через нарушение в колонне.
109
Утечка вод, закачиваемых в нагнетательные и поглотительные скважины, способствующая возникновению и повышению интенсивности перетоков, устанавливается по термометрии, радиометрии, регистрации излива пластовых жидкостей верхних горизонтов по кольцевому пространству между колонной и кондуктором в скважинах с аномальными высотными отметками устьев, интенсивности излива, тенденции повышения средних отметок изливающих скважин, а также химическим анализом сточных вод, изливающихся из кольцевого пространства нагнетательных и эксплуатационных скважин
Утечка сточных вод через дефекты колонн поглотительных и нагнетательных скважин в интервале залегания верхнепермских отложений, вне зависимости от состояния кольцевого пространства дефектных и окружающих скважин, приводит к заводнению прилегающих участков верхнепермских отложений, разрушая в них залежи пресных вод.
Подобно засолонению залежей пресных вод минерализованными артезианскими или сточными водами, но, очевидно, в меньшей степени происходит проникновение в эти залежи по кольцевому пространству нефти из каменноугольных и девонских отложений.
О наличии подобных явлений свидетельствуют факты излива девонской нефти из расположенных на небольшой глубине нарушений эксплуатационных колонн, значительных скоплений нефти между колонной и кондуктором, истечения газа и углеводородов из родниковых склонов и т. д.
В приповерхностный интервал кольцевого пространства нефть поступает из верхних продуктивных горизонтов, не перекрытых цементом при бурении скважины, из эксплуатирующегося скважиной горизонта перетеканием из фильтра за колонну через нарушение, а также стекает с поверхности при разливах нефти на устье.
Фактором, значительно снижающим распространение перетоков по кольцевому пространству за незацементированными кондукторами, является закупорка этого пространства обвалами перекрытых кондуктором пород (возможно с частичным эффектом пакеровки муфты, устанавливавшейся в «башмаке» кондукторов при спуске их без цементирования).
Особенно широкое развитие подобный эффект «самоизоляции» получил на водоразделах, где в разрезе, перекрываемом кондуктором, наиболее полно представлены рыхлые песчаники и глины отложений верхней перми.
Закупорку кольцевого пространства за кондуктором обвалами пород устанавливают следующими наблюдениями а) отбивкой акустическим и ГГК — цементомерами плотного вещества за колонной; б) неудачными попытками вызова циркуляции за незацементированным кондуктором; в) фактами отсутствия излива за кондуктором при наличии излива между колонной и кондук-
110
тором, г) безуспешными попытками извлечения незацементированных кондукторов; д) предотвращением обвалов глин на забой бурящейся скважины после установки кондуктора.
Фактором, осложняющим изучение и решение проблемы перетоков за колонной и кондуктором, которые приводят к сокращению запасов пресных вод, является наличие на многих скважинах цементных «сальников», устанавливавшихся ранее в приустьевой зоне пространства между колонной и кондуктором и за кондуктором.
Предотвращая излив пластовой жидкости незацементированных за колонной горизонтов на поверхность и попадание посторонних предметов с поверхности в кольцевое пространство, установка «сальников» вместе с тем приносит значительный вред: невозможно обнаружить возникновение перетока пластовой жидкости вверх по кольцевому пространству; в незацементированном заколонном пространстве создаются условия для постепенного накопления в нем давления, способствующего уходу жидкости, изливающейся из одного горизонта в другой горизонт; усложняются проведение (ремонтов по наращиванию цементного кольца за колонной, обратное цементирование, ремонт кондукторов, герметизация колонны свинчиванием и пр. Под «сальниками» создаются скрытые скопления нефти и газа, находящиеся иногда под повышенным давлением, которое возникает при гидродинамической связи кольцевого пространства с выожонапорным пластом, сообщении со стволом скважины, заполненным тяжелым раствором, либо после проведенных ранее работ по наращиванию цементного кольца с оставлением на время ОЗЦ под давлением. Это не только увеличивает ремонтные затраты, но и резко повышает опасность проведения работ, вообще, и по удалению «сальника», в частности.
Непосредственными наблюдениями и исследованиями на скважинах установлены следующие основные типы перетоков в зоне расположения пресных вод, ведущих к разрушению залежей этих вод.
Тип I. Переток пластовой или закачиваемой жидкости (минерализованной, сточной воды или нефти) из горизонтов, расположенных по разрезу ниже перекрытых кондуктором отложений верхней перми, вверх по кольцевому пространству между колонной и кондуктором с изливом на поверхность и инфильтрацией с поверхности в отложения, содержащие грунтовые воды. (Сокращенно— излив жидкости за колонной на поверхность).
Тип П. Переток пластовой или закачиваемой жидкости (минерализованной, сточной воды или нефти) из горизонтов, расположенных по разрезу ниже перекрытых кондуктором отложений верхней перми, вверх по открытому или негерметичному кольцевому пространству за кондуктором с частичным или полным поглощением перетекаемой жидкости породами верхней перми, иногда с частичным изливом жидкости на поверхность за кон-
111
дуктором, за направлением на определенном расстоянии от устья скважины (грифонами). (Сокращенно — переток из нижних горизонтов за кондуктор через «башмак»).
Тип III. Переток пластовой или закачиваемой жидкости (минерализованной, сточной воды или нефти) из горизонтов, расположенных по разрезу ниже отложений верхней перми, перекрытых частично зацементированным или заваленным кондуктором, вверх по кольцевому пространству между колонной и кондуктором с перетоком через нарушение в кондукторе за кондуктор и частичным или полным поглощением породами, расположенными в зоне нарушения и открытого (или негерметичного) кольцевого пространства за кондуктором. (Сокращенно — переток из нижних горизонтов за кондуктор через нарушение в нем).
Тип IV. Переток сверху вниз или снизу вверх по открытому или негерметичному кольцевому пространству за кондуктором между двумя или более горизонтами (зонами), один из которых содержит воду повышенной минерализации. Эта вода может принадлежать уфимским и нижнеказанским отложениям, расположенным в зонах замедленного водообмена и на контакте с галогенной толщей, или подойти по напластованию со стороны дефектных поглотительных или нагнетательных скважин. (Сокращенно — перетоки между горизонтами с пресной или минерализованной водой, перекрытыми кондуктором).
Тип V. Переток пластовой или закачиваемой жидкости (минерализованной, сточной воды или нефти) из горизонтов, расположенных по разрезу ниже отложений верхней перми, вверх по кольцевому пространству между эксплуатационной колонной и стенками скважины с частичным или полным поглощением пе-ретекаемой жидкости верхнепермскими отложениями, насыщенными пресной водой и не перекрытыми кондуктором. (Сокращенно— переток из нижних горизонтов в верхнепермские отложения, не перекрытые кондуктором).
Более детальная классификация перетоков предлагается в табл. 30.
Развитие различных типов перетока может быть кратко охарактеризовано по данным исследования за 1975 г.
Исследованы на наличие перетоков за кондукторами 114 скважин. Изливы (I тип перетока) в анализ не включены. Наличие перетоков различной интенсивности устанавливается в 37 из этих скважин (32,4% из числа обследованных).
В подавляющем большинстве скважин переток происходил снизу вверх. Преобладали перетоки II и III типов.
Высотные отметки устьев 17 скважин с перетоками (63% от всего их числа) составили менее 200 м; 37% скважин с перетоками в интервал кондуктора имели высотные отметки 200— 320 м. Таким образом, исходя из [21], значительную долю составляют перетоки, обусловленные дефектами системы нагнетания.
112
Лишь в трех скважинах зарегистрирован переток между горизонтами, перекрытыми кондукторами (IV типа переток).
На 19 скважинах с обнаруженными перетоками, согласно материалам строительства скважин, кондуктор был зацементирован.
Из 58 скважин с незацементированными кондукторами перетоки обнаружены на 18 скважинах.
Оценка степени целесообразности
проведения специальных мероприятий по предотвращению, выявлению и ликвидации перетоков в различных условиях
Поскольку в значительной части скважин с незацементированными кондукторами перетоки за кондуктором отсутствуют или исключены и, вместе с тем, нередко имеют место перетоки в скважинах где кондуктор был зацементирован, сам факт цементирования кондуктора еще не может быть определяющим в вопросе о выборе объектов для проведения специальных мероприятий то охране недр в приповерхностной зоне.
Было бы нерационально также исследовать наличие перетоков в каждой скважине. Все это потребует выполнения большого объема работ и принесет значительный ущерб добыче нефти.
Поэтому на текущем этапе единственно возможным и рациональным является выделение территориальных зон и категорий скважин, где наиболее вероятно существование перетоков, ведущих к разрушению залежей пресных вод, с последующими обследованием скважин на этих участках и ликвидацией выявленных перетоков.
В таких условиях находятся.
а) участки с низкими высотными отметками устьев скважин (до 150—180 м);
б) территории, на которых расположены населенные пункты,
в) участки с обнаруженными фактами засолонений или неф-тепроявлений в поверхностных источниках и водотоках;
г) участки вблизи расположения поглотительных скважин, которые закачивают сточную воду в горизонты, не перекрытые цементом в окружающих скважинах,
д) участки, прилегающие к нагнетательным и поглотительным скважинам с нарушенной или предположительно нарушенной колонной,
е) скважины с негерметичной колонной (кондуктором) или с подозрением на ее негерметичность;
ж) скважины с изливом жидкости на поверхность по зако-лонным пространствам;
з) скважины с не перекрытыми кондуктором отложениями верхней перми.
Зак 735 ИЗ
Фактор
Условие
Тип перетока
Вариант
1234567
9 10
11 12 13 14
Условия перекрытия кондукто ром пресных вод
Кондуктор
Колонна
Кольцевое пространство между колонной и стенками скважины
Кольцевое пространство между колонной и кондуктором
Перекрыты отложения с пресной водой
Перекрыты отложения как с пресной так и некондиционной водой
Отложения с пресной водой недоперекрыты
Кондиционность воды всех перекрытых горизонтов неизвестна
Нарушен, через нарушение идет устраняемый переток
Цементировался при бурении или самоизолирован обвалами
Нар\шена через нарушение идет устраняемый переток
Уровень цемента не ниже 300—400 м от башмака кондуктора
Уровень цемента 500— 1400 м ниже башмака кондуктора
Имеются не перекрытые цементом продуктивные горизонты
Имеется одна изливающая (noi лощающая) зона
Имеется две и больше изливающих (поглощающих) зон
Входит в зону влияния разработки соседней залежи по верхним горизонтам
Свободно или имеет устранимый сальник
Имеет сверху глубокий неустранимый сальник
У башмака — уровень цемента за колонной или цементные пробки
Изливает на поверхность
+
+
114
Таблица 30
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 23
29 30 31 32 33 34
35 36 3/ 38 39 40
115
Фактор
Условие
Тип перетока
Вариант
123456789 10
11 12 13 14
Кольцевое пространство между направлением и кондуктором
Результат закачки в нарушение колонны
Результат закачки жидкости между колонной и кондуктором с устья
Результат закачки между направлением и кондуктором
Свободно или имеет устранимый сальник
Имеет глубокий трудноустранимый сальник
Изливает на поверхность
Циркуляция с выходом на поверхность между колонной и кондуктором То же за кондуктором
Циркуляция без выхода на поверхность с охватом зоны перетока
Циркуляция за кондуктор с выходом на поверхность
Циркуляция за кондуктор без выхода, но с охватом зоны перетока
Равновеликий уход за кондуктор и ниже его башмака
Уход под башмак кондуктора (ниже остаются перетоки)
Поглощение ниже башмака кондуктора (ниже нет перетоков)
Движение жидкости, по меньшей мере, до второй снизу зоны поглощения
Не принимает
Циркуляция за направлением с выходом на поверхность
Поглощение под башмаком направления
Жидкость уходит вниз, охватывая основную зону перетока
Жидкость доходит до башмака кондуктора или ниже
+ +
116
Продолжение табл 30
Ill
IV
15 16 17 18 19 20 21
+
+
+
+
22 23 24 25 26 27 23
+
29 30 31 32 33 34
35 36 37 38 39 40
+
+
+
117
Фактор
Условие
Тип перетока
Вариант
1 23456789 10
I I
II 12 13 14
Методика
устранения
перетока
Герметизация устья
Цементирование через нарушение колонны до башмака кондуктора
То же в интервале перетока
Цементирование через специальные отверстия в колонне до башмака кондуктора
Цементирование через специальные отверстия в интервале перетока
Обратное цементирова-'ние с закачкой за кондуктор через башмак
Обратное цементирование с продавкой до башмака кондуктора
Обратное цементирова ние с продавкой до нижней зоны поглощения
Обратное цементирова ние через нарушение в кондукторе
То же через специальные отверстия в кондукторе
Цементирование между направлением и кондуктором с устья
Цементаж через нарушение (специальные отверстия) с перекрыти ем зоны излива (поглощения)
2'
1"
Примечание -f- существуют эти условия или вариант справедлив и Д^я чает «влияние данных условий несущественно», 1, 2 3 — последовательность различных циклов, 1, 2, 21 — два различных технологических цикла с однотипной начальной one
118
Продолжение табл. 30
11 III IV V
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 23 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
1 1 1 г
1"
]' 1
] 2 1
1 1' 1' I' 1 1 1 1
— — 1 — — — — — — 1 — — I — I — — — — 1 — 1 —
0 г, Q, 9' 9 9 1 0
с т 1
1 | 1 1 2п
------ ___ _____ 2', __ 1 _____ 1 2 2' _ _ 2'
— 2" — 2" 2" — — — — — — — — — 1 2 — — — — — — -- —
9' 9 1
— — Г — — — — — — — — — — — — — — — — -
этих условий —указанные условия не имеют места (исключены) пропуск знака озна Й одного гехно1огического цикла 1 II III —операции Разных технологических
119
И лишь в пределах выделенных зон и категорий скважины с незацементированными кондукторами могут быть первоочередными для проверки.
Из выделенных типов перетоков лишь переток IV типа при его выявлении может не устраняться, если имеются достоверные данные о незначительной разнице в минерализации сообщающихся горизонтов и расположении участка в зоне наиболее активного водообмена с поверхностью (происходит постоянная фильтрация между горизонтами).
В остальных случаях при выявлении всех выделенных типов перетоков работы по их устранению должны быть проведены непосредственно после выявления.
Организация выявления и устранения перетоков в приповерхностной зоне в действующем фонде скважин
Работы по выявлению и устранению перетоков в пробуренном фонде скважин, как правило, проводят силами ремонтных предприятий или подразделений по заявкам НГДУ.
Объем работ в скважинах определяется графиками или заданиями, предлагаемыми или утвержденными объединением.
Выбор объектов и определение последовательности работ на площадях, участках, скважинах проводит НГДУ, исходя из приведенных рекомендаций и специфики текущего состояния работ с фондом скважин.
На прочих участках и скважинах ведут обычный комплекс исследований по контролю за разработкой и техническим состоянием скважин, а перетоки в верхнепермских отложениях выявляют лишь при возникновении соответствующей информации либо если дополнительные исследования совмещаются в общем комплексе и не требуют сколько-нибудь значительных дополнительных затрат.
Для удобства выбора объектов, систематизации накопленных данных и наглядности проводимого комплекса мероприятий на территории, находящейся в ведении НГДУ, строят обзорную карту проведения мероприятий по охране пресных вод.
Зоны и скважины, законченные проверкой и мероприятиями по устранению имевшихся перетоков, обследуются затем в общем порядке. Участки и скважины, где в результате проведенных исследований и ремонтных работ отсутствие перетока или факт его устранения определенно не установлены, повторно включаются в график специального обследования на следующий год.
При изливах воды на поверхность по кольцевым пространствам за колонной или кондуктором и определении интервала изливающего горизонта обязателен отбор проб выходящей воды и ее полный химический анализ.
120
При бурении новых скважин и ремонте стволов скважин, пробуренных в приповерхностной зоне, необходимо максимально использовать благоприятные технологические и организационные ситуации для опробования на приток и определения качества вод, насыщающих горизонты верхнепермских отложений на различных участках
Накапливающаяся информация о качестве и характере притока вод регистрируется в специальной документации.
Непосредственно влияют на успешное предотвращение потерь запасов пресных вод прочие мероприятия по охране недр, ликвидация дефектов эксплуатационных колонн, перекрытие цементом верхних продуктивных горизонтов и т. д. Необходимо не только расширять работы в этом направлении, но при любом ремонте колонны и заколонного пространства стремиться производить максимальное наращивание цементного кольца за колонной независимо от характера непосредственного осложнения и главной цели текущей работы на скважине При этом одновременно будет решаться целый ряд задач, перекрытие верхних продуктивных горизонтов, предотвращение перетоков в интервал кондуктора и излива на поверхность, перетоков в интервале между башмаком кондуктора и уровнем цементного кольца за колонной, а также предотвращение активной коррозии эксплуатационной колонны.
Несмотря на большую стоимость и продолжительность подобного ремонта, экономическая эффективность этого направления не вызывает сомнения ввиду исключения значительного объема монтажно-подготовительных работ при сокращении числа ремонтов и простоев скважины перед новыми ремонтами.
Выявление перетоков, охватывающих зону залегания пресных вод, контроль при проведении мероприятий по их устранению и оценку качества выполненных работ проводят по методике, разработанной в Лениногорском УПНП и КРС совместно с Ленино-горской промыслово-геофизической конторой и изложенной в [40].
Выявление перетоков за кондуктором, прослеживание закачиваемой за колонну жидкости и отбивку цемента за кондуктором методом термометрии можно проводить не только по колонне и по межтрубному пространству между колонной и кондуктором, но и внутри насосно-компрессорных труб, спущенных внутрь колонны. В этом случае также обязательны условия простаивания скважины перед замером в течение 48 ч и обеспечения уровня в колонне выше интервала исследования.
Для исключения установки цементного моста в колонне для обеспечения высокого положения уровня при этих исследованиях замеры внутри насосно-компрессорных труб выполняют с установленным в стволе пакером, который спускают на тех же, заглушенных снизу насосно-компрессорных трубах.
121
При благоприятном расположении естественного статического уровня исследования можно проводить без установки подъемного сооружения в фонтанных, контрольных, нагнетательных скважинах и скважинах, эксплуатирующих ЭЦН.
Если при оценке результатов вторичного цементирования кондуктора имеются сомнения, отбивает ли полученная термоаномалия цемент за кондуктором, а не за колонной, в зоне расположения кондуктора, необходимо в комплексе с термометрией выполнить замер акустическим цементомером по колонне. Наличие или отсутствие сцепления цемента с 'колонной в зоне расположения кондуктора поможет решить поставленную задачу.
В связи с отмечающимися случаями скоплений нефти и газа под «сальниками», а также аномального давления в межтрубном пространстве, разрушение «сальников» для последующих работ по выявлению и устранению перетоков при отсутствии необходимой информации и состоянии заколонного пространства следует проводить с предварительным выпуском жидкости и газа, содержащихся под «сальником», до свободного истечения воды. Нефть и газ выходят через отверстия в «сальнике», кондукторе (снаружи) или колонне (изнутри), созданные гидропескоструйным методом.
Для уточнения наличия нефти в пространстве между колонной и кондуктором экспериментально могут быть использованы замеры по колонне кислородным методом.
Учитывая возможность существования аномального давления под «сальником», прострел колонны в зоне расположения кондуктора перфораторами на кабеле для этих целей не допускается.
Методы устранения перетоков в зоне залегания пресных вод
В связи с многообразием условий методы устранения и предотвращения перетоков в приповерхностной зоне также разнообразны. Среди них могут быть выделены подвиды по ряду признаков: по принципу устранения перетоков (ликвидация первопричины, изоляция горизонта — источника перетока, изоляция горизонта — поглотителя перетока, установка преграды на пути перетока); по способу закачки тампонирующего материала (в колонну, между колонной и кондуктором, между кондуктором и направлением); по способу создания циркуляции (через башмак, через нарушение, спецотверстие), по типу тампонирующей смеси и пр. Детализация условий перетока и рекомендуемых разновидностей методов приведена в табл. 30.
Ниже даны основные критерии выбора метода работ и краткая характеристика самих методов применительно к выделенным типам перетоков.
122
I тип перетока — излив жидкости за колонной на поверхность Обследованием скважин (характер изливающейся жидкости, ее минеральный состав), снятием термограммы по стволу, при необходимости проверкой герметичности колонны с вызовом циркуляции устанавливают наличие сообщения с заколонным пространством При обнаружении нарушений проводят работы по герметизации колонны, по возможности с максимальным наращиванием цемента за колонной.
При изливе жидкости за ненарушенной колонной после записи термограммы во время излива герметизируют кольцевое пространство на устье и снимают дополнительные термограммы при перекрытом устье, а также с закачкой воды в пространство между колонной и кондуктором
В результате могут быть выявлены принципиально отличные условия для проведения работ, определяющие методику ремонта.
1. Уровень цемента за колонной расположен не ниже 300— 400 м от башмака кондуктора, по термограмме, снятой с перекрытием излива на устье, устанавливается нормальный термоградиент; жидкость, закачиваемая с устья в кольцевое пространство, за кондуктор не идет.
Ремонт может быть проведен способом обратного цементирования из расчета тампонажа кольцевого пространства в зоне излива (поглощения) с установкой уровня цемента не выше 10—20 м над башмаком кондуктора.
Оставление свободного межтрубного пространства в зоне кондуктора важно для облегчения возможных последующих работ в этом интервале. Цементирование шрибашмачной части кондуктора во внутреннем пространстве допускается в основном из опасения оголения башмака, так как зацементировать точно под обрез кондуктора практически невозможно.
Если закачка жидкости за колонну с устья не удается (при давлении, допустимом на кондуктор, скважина не принимает) либо нерационально задерживать на скважине бригаду, скважина может быть оставлена с загерметизированным устьем до повторного замера термоградиента через несколько месяцев. Оставление скважины без цементирования при недопущенном кондукторе запрещено.
2. Уровень цемента за колонной располагается от 500 до 1300 м ниже башмака кондуктора; жидкость, закачиваемая в кольцевое пространство с устья, за кондуктор не идет.
Методика ликвидации излива в этих условиях должна оцениваться в комплексе с решением других задач охраны недр. При отсутствии таковых и нормальной кривой термоградиента по стволу (с перекрытием излива на устье) эти условия приравниваются условиям 1.
Если перспективные продуктивные горизонты, не перекрытые цементом, в скважине отсутствуют, но скважина попадает в зону
123
влияния намечаемой к разработке залежи или по стволу прослеживается два и более поглощающих и изливающих горизонтов и закачиваемая с устья жидкость достигает по меньшей мере второй снизу поглощающей зоны, то тампонаж может быть выполнен методом обратного цементирования
В остальных случаях (имеются неперекрытые продуктивные горизонты, жидкость, закачиваемая с устья, уходит недалеко от башмака кондуктора, оставляя внизу существующие или возможные вредные перетоки) необходимо выполнять работы через специальные отверстия в ко тонне по изоляции продуктивных горизонтов, попутно перекрывая зону излива
Если в условиях 1 и 2 при перекрытии изтива на устье ити закачке в кольцевое пространство пластовая или закачиваемая жидкость идет за кондуктор, работы по устранению или предотвращению этого ухода проводят по методике ликвидации перетоков II и III типа (с учетом прочих задач охраны недр)
II тип перетока — переток из нижних горизонтов за кондуктор через его башмак Предварительными исследованиями уточняются условия перетока, определяющие методику проведения работ не перетекает ли за кондуктор жидкость из ствола через нарушение в колонне, возможно ли создание циркуляции через башмак кондуктора закачкой жидкости в межтрубное простран LTBO с >ciL/i (или это прос!рансгво в интервале кондуктора за-дементировано), происходит ли движение закачиваемой ^а колонну с устья жидкости ниже башмака кондуктора и в каком интервале, насколько высоко за кондуктором поднимается закачиваемая под башмак кондуктора жидкость или существует ли свободная циркуляция с выходом за кондуктором на поверх ность"-1
Если переток происходит через нарушение в колонне, необходимо совместить цементирование нарушения с наращиванием цемента вверх При напичии глубоких неустраняемых цементных пробок между колонной и кондуктором (закачка за колонну с устья невозможна) и выходе перетекаемэи жидкости за кондуктором на устье тампонаж через нарушение необходимо рассчитывать и проводить с продавкой цементного раствора на поверхность При отсутствии выхода циркупяции необходимо исследовать возможность ухода цементного раствора ниже нарушения, чтобы в этом спучае предварительно затампонировать эту зону поглощения (не закрывая нарушение), а второе цементирование рассчитать на тампонаж кольцевого пространства за колонной и кондуктором в интервале перетока
Если переток происходит за ненарушенной колонной, существуют глубокие неразрушаемые «сальники» между колонной и кондуктором и выход перетока за кондуктором на поверхность, необходимо герметизировать пространство между кондуктором и направлением и выявить интервал движения жидкости, зака чиваемой за кондуктор с устья Есчи закачиваемая жидкость
124
доходит до башмака кондуктора или идет ниже, необходимо цементировать кольцевое пространство закачкой цементного раствора за кондуктор с устья Если выход перетока на поверхность отсутствует или жидкость, закачиваемая за кондуктор, идет недостаточно глубоко, в тех же условиях приходится устранять переток цементированием через специальные отверстия, создаваемые в колонне Глубину прострела колонны выбирают, учитывая попутно возможность решить другие задачи охраны недр Однако при наличии информации о существовании зон интенсивного поглощения за колонной специальные отверстия располагают б чиже к башмаку кондуктора, чтобы в случае преимущественного движения цементного раствора вниз цементированием был охвачен интервал нижнепермских отложений
Если цементные пробки в пространстве между колонной и кондуктором расположены в зоне башмака, кондуктор цементируют через специальные отверстия в нем, создаваемые малогабаритным направленным перфоратором, спускаемым в межтрубное пространство с устья [21]
При наличии циркуляции за кондуктор жидкости, закачиваемой с устья между колонной и кондуктором, переток (или возможность перетока) устраняют закачкой цементного раствора в межтрубное пространство с устья (обратным цементирова нием) Предварительным исследованием термометрией с закачкой воды за колонну могут быть выявлены следующие особенности циркуляции закачиваемая жидкость идет преимуществен но за кондуктор (с выходом или без выхода на поверхность), распространяется за кондуктор и ниже его башмака, идет преимущественно ниже башмака, поглощаясь нижними горизонтами
В первых двух случаях сразу рассчитывают и проводят цементирование кондуктора, взяв избыточное количество цемента на уход ниже башмака В третьем случае делают двухэтапную заливку первой цементируют с максимальной продавкой цемента до зоны попощения ниже башмака кондуктора, второй — цементируют кондуктор
При необходимости проведения в один подход бригады наращивания цемента за колонной для решения других задач охраны недр и невозможности сделать это одной операцией тампонажа вначале наращивают цемент до башмака кондуктора, затем цементируют кондуктор
При тампонаже кондуктора (устранении перетока) обратным цементированием также рекомендуется оставлять цемент в межтрубном пространстве не выше 10—20 м над башмаком кон дуктора
III тип перетока — переток из нижних горизонтов за кондук тор через нарушение в нем По условиям и методике проведения работ III тип перетока подобен II типу Осложняющим обстоятельством является то, что в этом стучае необходимо цементи
125
ровать значительный интервал пространства между колонной и кондуктором При свободном выходе перетока за кондуктором значительная часть кондуктора ниже нарушения может остаться не охваченной цементированием, поэтому можно рекомендовать герметизировать пространство между кондуктором и направлением (с патрубком для закачки и излива) и после выхода из патрубка цемента на устье заглушить патрубок и продолжить закачку цемента под давлением
Одним из способов устранения этого вида перетока является отвинчивание кондуктора с заменой дефектного участка (применяется в практике Лениногорского УПНП и КРС).
Если предполагается, что существует переток не только через нарушение в кондукторе, но и через его башмак, то рекомендуется наращивать цемент за колонной до кондуктора, а затем це ментировать кондуктор, так как поглощение через нарушение не позволит эффективно провести цементирование через башмак
IV тип перетока — перетоки между горизонтами с пресной и минерализованной водой, перекрытыми кондуктором При обнаружении по термометрии перетока между горизонтами, перекрытыми кондуктором, необходимо установить, не насыщен ли один из горизонтов, участвующих в перетоке, минерализованной водой Естественная повышенная минерализация вод уфимских отложений встречается нередко Достаточно сказать, что из числа пробуренных в 1973—1974 гг на Абдрахмановской площади специальных гидрогеологических скважин для изучения перетоков ни одна не встретила в отложениях уфимского яруса вод, удовлетворяющих ГОСТ 2761—57 на питьевые воды Все скважины имели воду с минерализацией более 3000 мг/л
Поэтому для устранения перетока за кондуктор недостаточно зацементировать кольцевое пространство за колонной до баш мака кондуктора Если в зоне свободного кольцевого простран ства за кондуктором расположены горизонты с пресной и минерализованной водой, необходимо цементировать кондуктор
При расположении скважины (с перетоком IV типа) рядом с поглотительной гамма-методом можно установить, не связан ли переток с подходом по напластованию сточных вод от дефек та в поглотительной скважине
При перетоке IV типа обычно отсутствует циркуляция через башмак кондуктора Поэтому переток устраняют закачкой цемента через специальные отверстия в кондукторе При отсутствии между колонной и кондуктором глубоких «сальников» и пробок цемента выше интервала перетока специальные отверстия создают малогабаритным направленным гидроперфоратором, спускаемым по кольцевому пространству Если это сделать невозможно, то приходится отвинчивать колонну и перфорировать кондуктор, простречивать кондуктор с колонной или закачивать цементный раствор между кондуктором и направчением с ^стья
126
Если создается циркуляция под башмак кондуктора, то ремонт проводят так же, как и при перетоке II типа
V тип перетока — переток из нижних горизонтов в верхнепермские отложения, не перекрытые кондуктором, встречается довольно редко из-за небольшого числа таких скважин Но именно это обстоятельство обусловливает необходимость незамедлительного их выявления (по геологической документации скважин) и цементирования кольцевого пространства в интервале не перекрытых кондуктором отложений с возможными залежами пресных вод независимо от того, существует ли переток на момент исследования
Цементирование производят либо закачкой в кольцевое пространство с устья, если предварительные исследования с закачкой воды показали ее движение ниже подошвы интервала предполагаемого цементирования, или через специальные отверстия в колонне подъемом цемента с учетом других задач охраны недр
При всех видах перетоков и методах их устранения необходимо помнить, что поскольку отмечены перетоки за первоначально зацементированными кондукторами, то большое внимание необходимо сосредоточить на расширении работ по наращиванию цемента за эксплуатационными колоннами и устранении первопричины перетоков в процессе разработки нефтяных месторождений — своевременно обнаруживать и устранять дефекты колонн, сокращать (прекращать) сброс сточных вод в поглотительные скважины, усиливать контроль за заводнением верхних горизонтов
Требования охраны запасов пресных вод при строительстве, консервации и ликвидации скважин
Мероприятия по охране запасов пресных вод, осуществляемые при строительстве скважин, необходимо предусматривать в проекте и геолого-техническом наряде на бурение
При изливе подземных вод в процессе бурения в зоне расположения залежей должны быть отобраны пробы на полный химический анализ пластовой воды
При отсутствии излива в процессе бурения на территории населенных пунктов и в зонах развития перетоков перед спуском кондуктора должны быть определены наличие и интервал перетока (расходомером РЭИ, термометром), а при обнаружении излива — отобраны глубинные пробы из интервала перетока
Цементирование кондуктора следует вести из расчета подъема цемента до устья (с подливом цементного раствора за кондуктор при недостижении проектного интервала цементирования)
127
Необходимы сведения о герметичности зацементированного кольцевого пространства при продавке со стороны башмака кондуктора
Для подобной проверки можно рекомендовать разбуривание цементного стакана после ОЗЦ кондуктора с оголением башмака, но оставлением цементного забоя, с последующей опрессов-кой и снижением уровня При расположении башмака в слабопроницаемых породах положительные результаты испытаний явятся и известной гарантией герметичности кольцевого пространства над башмаком кондуктора
При поглощении жидкости под кондуктор следует выполнить термометрию Если зона поглощения воды окажется выше башмака, цементирование кондуктора необходимо повторить
Оборудование устья скважины при ее сдаче из бурения долж но обеспечивать удобство и безопасность последующих работ в межколонном пространстве (наблюдения за притоком, уровнем, закачкой жидкости, опрессовкой, спуском шаблона, а при значительном зазоре — и малогабаритными приборами).
Может быть рекомендовано три варианта оборудования устья
Первый — межколонное пространство должно обвязываться съемной герметичной головкой с вертикальным проходным патрубком, оборудованным заглушкой и отводом (краном)
Второй — обваривание колонны с кондуктором, также с патрубком, заглушкой и краном
Третий — оставление межколонного пространства открытым, однако для исключения или сокращения огневых работ в период эксплуатации скважины кондуктор на поверхности должен оканчиваться муфтой с резьбой
Перед консервацией скважин рекомендуется дополнительное их обследование на наличие перетоков в интервал кондуктора, если они находятся в условиях, способствующих возникновению перетоков или усугубляющих их вред
Такое обследование необходимо проводить в скважинах
а) с незацементированным кондуктором,
б) с первоначальным цементированием кондуктора, (если он недопущен, в населенных пунктах, в зонах, где уже обнаружены перетоки),
в) находящиеся в других специфических условиях, указывающих на повышенную вероятность перетока
Если в период консервации необследованной скважины она попадает в неблагоприятные условия, обследование перетоков (а при их выявлении и ремонтные работы) проводят в консервированной скважине
При ликвидационных работах в обсаженной скважине перед установкой мостов в ко тонне должен быть снят замер термопра-диента с охватом приповерхностной зоны При наличии перетоков за колонной (кондуктором) они должны быть устранены
128
Если в скважине кондуктор установлен выше проектной пу-бины, нарушен или скважина расположена в зоне активных перетоков, то, несмотря на отсутствие перетока в момент проведения ликвидационных работ, рекомендуется зацементировать зону в интервале 50—200 м непосредственно ниже башма ка кондуктора
При отсутствии приемистости в заколонное пространство с устья может быть рекомендовано отвинчивание эксплуатационной колонны на 100—200 м ниже отложений, содержащих пресные воды, и установка цементного моста в открытом стволе над «головой» эксплуатационной колонны с перекрытием 20 м при-башмачной части кондуктора
Если отвинчивание эксплуатационной колонны невозможно или осложняется по техническим причинам, производят прострел колонны с цементированием 100—200 м кольцевого пространства под башмаком кондуктора
Если часть разреза, перекрытого незацементированным кондуктором, насыщена минерализованной или подошедшей от дефектной скважины сточной водами, то необходимо выполнить дополнительные работы то цементированию кондуктора для предотвращения поглощения минерализованных вод отложениями, содержащими пресную воду, в результате последующего перетока по кольцевому пространству При отсутствии циркуляции под башмак кондуктора простреливают кондуктор на контакте отложений с водами различной минерализации Перфорацию проводят с предварительным отвинчиванием колонны, через две колонны, либо гидропескоструйным направленным малогабаритным перфоратором—по межтрубному пространству Затем закачивают расчетное количество цементного раствора с оставлением цементного моста против созданных отверстий в стволе или кольцевом пространстве
При ликвидации мелких необсаженных скважин для повышения надежности разобщения отложений с залежами пресной воды от нижележащих можно рекомендовать вначале зацементировать ствол с перекрытием горизонтов, содержащих минерализованные воды, и, лишь убедившись в наличии притока пресной воды, проводить заключительные ликвидационные работы
9 Зак 735
На главную страницу