Цементирование скважин ведет историю с 1924 г., когда Эрл П. Хэллибёртон (Halliburton) впервые представил струйную мешалку JET Mixer. Сейчас мировой лидер в области изоляции продуктивных пластов, компания Halliburton (www.halliburton.com, тел.: (095) 755-83-00), предлагает системы цементирования «Deep Water Flo-Stop», «ZoneSeal» и «DrillAhead Process», а также новую технологию WellLifeSM Service, предназначенную для долгосрочной изоляции продуктивных зон в сложных условиях, встречающихся в наклонно-направленных, горизонтальных и др. скважинах. Из оборудования предлагаются, напр., новые цементировочные пробки High Wiping Efficiency (HWE).

 

Напряженность контакта цементного камня (смеси класса G по стандарту API 10А) со стенками скважины и обсадной колонной в значительной мере снижается при усадке твердеющего цементною кольца, разнообразных деформациях горных пород и обсадных труб и при наличии фильтрационной корки на стенках скважины. Твердеющий цементный камень отсасывает воду из контактирующей с ней фильтрационной корки (эффект контракции). При этом в обезвоженной корке образуется сеть каналов, по которым в первую очередь происходят межпластовые перетоки. Бороться с этими проблемами помогают новые материалы.

1.      Украинское ЗАО "НИИКБ бурового инструмента" (www.niikbbi.com.ua) разработало тампонажный материал, допускающий применение в диапазоне температур 20-120°С. Он обеспечивает расширение раствора до 20%. В 2-3 раза повышается прочность контакта цементного камня с обсадной колонной и стенками скважины, снижается его газопроницаемость.

2.      В глубоких зонах и горизонтальных скважинах продуктивно применение высокосульфатостойкого тампонажного цемента марки "ДюлогЦем" ООО "Дюккерхофф-Сухой Лог" (www.dyckerhoff-sl.ru), требующего меньшего количества воды затворения. Его раствор быстро твердеет и обладает высокой седиментационной устойчивостью.

3.      Расширяющаяся добавка НРВ (аналог известковой смеси СИГБ) производства ООО «Изон» (www.izon.nm.ru), содержащая 65 - 95% оксида кальция, в значительной степени решает проблему межпластовых перетоков. Применение добавки для цементирования интервалов залегания продуктивных и водоносных пластов позволяет получить безводную продукцию даже в скважинах с перепадами давлений между пластами 30 – 50 кг/см².

4.      АФП - безобжиговое бесклинкерное вяжущее (расширяющаяся добавка), вводится в цемент в количестве 0,1-0,2%. За двое суток твердения при обычных температурах цементный камень на основе АФП набирает 65-78% своей месячной прочности. Реквизиты правообладателя можно купить на сайте www.sibpatent.ru.

 

Монтажной базой для размещения цементировочного оборудования служит автошасси, при этом двигатель автомобиля используется в качестве привода насоса высокого давления. В основном тампонажниками эксплуатируются российская спецтехника, в гораздо меньшей степени зарубежная, напр., цементировочные агрегаты компаний "Halliburton" и "Aker-Maritime".

Наш агрегат СИН35 используется не только для закачки цементировочного раствора, но также для опрессовки и промывочно-продавочных работ на скважинах. Он состоит из следующих основных узлов: водоподающий блок (ВПБ) в составе дизеля Д120 и центробежного насоса ЦНС-154; насос высокого давления СИН32; емкость для воды 6м³ (двухсекционная); манифольд (трубная обвязка) с системой кранов и шиберных заслонок, включающих приемную и напорную линии. Для агрегатов с рабочим давлением до 32 МПа устанавливается также гаситель пульсаций. Развиваемое агрегатом давление – 50 МПа. В линейке нашей продукции также универсальный цементировочный комплекс СИН35.10, включающий в себя системы приготовления, дозирования, смешения компонентов цементного раствора и его закачки в скважину.

 

1.       Методика ступенчатого цементирования наклонно-направленных скважин (с малой высотой подъема тампонажной смеси на первой ступени) разработана НПО «Буровая техника» (www.vniibt.ru). Помимо резкого уменьшения репрессии на пласт, ступенчатое цементирование позволяет обработать буферной жидкостью каждую зону продуктивного пласта и закачивать в нее только необходимую тампонажную смесь. Специально для ступенчатого цементирования разработана проходная универсальная цементировочная муфта клапанного типа МЦП (модели 140С2, 146С2 и 168С2 разных размеров), поэтому разбуривать в эксплуатационной колонне цементировочные пробки и сформированный между ними цементный мост не требуется.

2.       Селективно-манжетное цементирование (НПО «Буровая техника») создает обводной кольцевой канал в зоне продуктивного пласта, чем исключается контакт пласта с тампонажным раствором. Делится на 3 стадии: разобщение пласта от нижележащих пластов-коллекторов; разобщение пласта от вышерасположенною заколонного пространства пакером; манжетное цементирование скважины над пластом с использованием проходной цементировочной муфты типа МЦП и заколонного проходного гидравлического пакера типа ППГУ. Извлечение цементировочных пробок после установки скважинного фильтра проходит без разбуривания, под упорным воздействием спускаемых в скважину насосно-компрессорных труб.

3.       Казахстанская компания «Ойл Технолоджи Оверсиз»  продвигает технологию бурения и вскрытия нефтегазовых пластов с применением собственного гидроакустического генератора «Вихрь-1» (для оптимизации работы бурового долота с одновременной кольматацией стенок скважины). «Вихрь-1» создает на забое гидроакустическое поле с частотой волн 1–16 кГц амплитудой 1,5–1,6 МПа, интенсивностью излучения 0,05-18 Вт/см², что позволяет кольматировать стенки скважины и избежать проникновения биофильтрата бурового раствора в продуктивный пласт. Возможна одновременная гидроакустическая обработка (частота 1-20 кГц, амплитуда до 10 МПа) цементного раствора, улучшающая его реологические свойства.

4.       ОАО «Российская инновационная топливно-энергетическая компания» (www.ritek.ru) внедряет инструмент селективного заканчивания скважины ИСЗС. Оборудование позволяет изолировать каждый пласт от контакта  с цементным раствором во время  цементирования скважины и избежать взаимных перетоков. Изоляция продуктивных пластов от водяных достигается установкой на каждом  продуктивном пласте сверху и снизу двух наливных пакеров, снабженных байпасными проходами для движения цементного раствора мимо пласта.

5.       Технология цементирования обсадных колонн обратной циркуляцией (НПП ООО «Сибироника»).

 

Процесс цементирования скважины контролируется особой станцией - комплексом технических и программно-аппаратных средств. Отслеживаются параметры: давление в подающей линии; плотность, температура и расход закачиваемой жидкости; объем жидкости по циклам закачки и ее суммарный объем. В техническую часть входят (минимально): преобразователь расхода; термоманометр; плотномер;  контроллер сбора данных; инструмент для монтажных работ. Программно-аппаратная часть состоит из бортового компьютера, обеспечивающего прием и обработку информации, и плоттера (либо принтера). Программное обеспечение дает представление результатов измерений и обработки в удобной графической форме на экране монитора; накапливает и хранит первичную информацию в реальном времени; формирует отчетные документы о процессе цементирования.

 

Александр Сизов, вице-президент по корпоративному развитию компании «ПетроАльянс» (pas@petroal.ru, тел. (095) 797-93-93):

Еще года 2-3 назад на рынке практически не было независимых отечественных сервисных компаний. Но с прошлого года нефтяные компании, по примеру западных, стали выделять «непрофильные» предприятия из своего состава. Сервис в нефтяной промышленности включает в себя, помимо геофизических работ, бурение и цементирование скважин, подготовку буровых растворов, геолого-технический контроль, испытания и капитальный ремонт скважин и т.д. Западные сервисные компании усиливают присутствие на российском рынке, особенно Halliburton, Schlumberger и BJ Services.

 

www.ogbus.ru - электронный научный журнал «Нефтегазовое дело»

www.shop.csti.ru - интернет-магазин научно-технической информации

www.sibpatent.ru/default.asp?code=524727 - патенты в области разработки месторождений

www.andrus.ru/shop/index.php/cPath/62_104 - интернет-магазин (раздел литературы по нефтегазовой промышленности)

 

Олег Никитин

 

 

1.       СИН35.10

2.       Цементировочный агрегат ЦА-700 (ПКФ Спецтехника)