Техника и технология ремонтно-изоляционных работ.

При разработке нефтяных месторождений посторонняя вода может поступать в скважину в период ее освоения, по окончании бурения, после непродолжитель­ной или длительной эксплуатации скважины.

Причины прорыва посторонних вод: недоброкачественное цементирование эксплуатационной колонны, вследствие чего не достигается полного разобщения нефтеносных горизонтов от водоносных; нарушение цементного кольца в заколонном пространстве или цементного стакана на забое скважины; обводнение через соседнюю скважину, эксплуатирующую тот же горизонт; дефект в эксплуатацион­ной колонне вследствие недоброкачественности металла (наличие в теле обсадных труб трещин, раковин); разрушение колонны под воздействием минерализованных пластовых вод; нарушение колонны в процессе освоения скважины; повреждение колонны при текущем и капитальном ремонтах.

Ремонтно-изоляционным работам предшествует определение места дефекта, его характера и глубины расположения, что позволит определить вид РИР.

В зависимости от цели все РИР можно подразделить на три вида: ликвидация негерметичности обсадных колонн и цементного кольца; отключение отдельных пластов; отключение отдельных обводненных (выработанных) интер­валов пласта, независимо от их местоположения по толщине и характера обводнения (подошвенная вода, контурная, закачи­ваемая), а также регулирование профиля закачки воды в на­гнетательных скважинах.

Путями притока воды и ее поглощения могут быть поры, трещины, каверны и другие каналы различного размера. С тех­нологических позиций методы изоляции притока и регулирова­ния профиля приемистости воды целесообразно разделить по степени дисперсности изолирующих (тампонирующих) материа­лов на четыре группы с использованием: 1) фильтрующихся в поры плаета тампонирующих растворов; 2) суспензий тонко­дисперсных тампонирующих материалов; 3) суспензий грану­лированных (измельченных) тампонирующих материалов; 4) механических приспособлений и устройств.

Поступление частиц в поры зависит в основном от соотно­шения размеров (диаметров) пор d_п и частиц d_ч. Если d_п > 10d_ч, то дисперсные частицы свободно перемещаются по поровым каналам; при d_п < 3d_ч проникновение отсутствует; при 3 < d_п / d_ч < 10 происходит кольматация пор (намыв частиц) при филь­трации жидкости, особенно сильно проявляющаяся при d_п ≤ 5d_ч. Считается, что частицы свободно перемещаются по тре­щине, если раскрытие (ширина) трещины d_т не менее удвоен­ного диаметра частиц d_ч. Отсюда следует, что к тонкодисперсным материалам относят материалы при 3 < d_п / d _ч< 10 для пор и l < d_т / d_ч < 2 для трещин, а к гранулирован­ным – при d_T > 2d, для трещин.

В настоящее время предложено множество различных там­понирующих материалов. Механизмы создания тампонирующих барьеров основаны на известных физических явлениях и хими­ческих реакциях (взаимодействие реагентов между собой или с пластовыми флюидами, полимеризация, поликонденсация, диспергирование, плавление, кристаллизация, кольматация, гидрофобизация и др.). Тампонирующий барьер в результате может быть представлен гелем, эмульсией, пеной, дисперсным осадком или твердым телом, при этом он должен выдерживать создаваемые в пласте градиенты давления. Эти материалы можно создавать на основе различных смол (ТСД-9, ТС-10), растворов полимеров (гипан, ПАА, метас, тампакрил и т. д.), органических соединений (вязкая дегазированная нефть; углеводородные растворители, насыщенные мазутами, битумом, парафином; эмульсии нефти, нефтесернокислотные смеси и т. д.), кремнистых соединений (силикагели) и других неорга­нических веществ (силикат натрия, кальцинированная сода и т. д.), а также их сочетаний.

Дисперсной средой суспензий служат жидкости на водной или углеводородной основе, а также фильтрующиеся в поры тампонирующие материалы. В качестве дисперсной фазы (на­полнителей) предложено использовать частицы (порошок, гра­нулы, куски, волокна, стружка) цемента, глины, парафина, высокоокисленных битумов, рубракса, скорлупы грецкого ореха, полиолефинов (полимеров), магния, древесных опилков, кожи, асбеста, гашеной извести, песка, гравия, утяжелителей бурового раствора, резины (резиновая крошка), а также ней­лоновые шарики и др.

К механическим приспособлениям и устройствам следует отнести пакеры-пробки, взрывные пакеры, неопреновые пат­рубки-летучки, хвостовики или дополнительные колонны мень­шего диаметра и др.

По механизму закупоривания пористой среды эти методы делятся еще на селективные и неселективные. Методы селек­тивной изоляции подразделяют еще на две группы методов, которые основаны на использовании: 1) селективных изолирую­щих реагентов, образующих закупоривающий поровое прост­ранство материал (осадок), растворимый в нефти и нераство­римый в воде; 2) изолирующих реагентов селективного дейст­вия, образующих закупоривающий поровое пространство материал только при смешении с пластовой водой и не обра­зующих – при смешении с пластовой нефтью.

Каждый метод изоляции имеет свои области эффективного применения при проведении одного или нескольких РИР. Его выбирают в зависимости от геолого-физических особенностей продуктивного пласта или пласта-обводнителя, конструкции скважины, гидродинамических условий, существующего опыта проведения РИР на данном месторождении, оснащенности материалами, техникой и т. д. Наиболее широко применяют цементные суспензии и составы смолы ТСД-9. Первые не филь­труются в пористую среду и могут заполнять каналы размером более 0,15 мм, а вторые фильтруются в пористую среду и от­верждаются во всем объеме.