способ герметизации эксплуатационной колонны скважины

Формула изобретения

Способ герметизации эксплуатационной колонны скважины, включающий закачивание в интервал негерметичности тампонажного состава на основе синтетической смолы, отличающийся тем, что закачивание тампонажного состава производят через термоизолированные трубы, после чего спускают термоизолированные трубы ниже интервала негерметичности эксплуатационной колонны, вымывают остатки тампонажного состава из эксплуатационной колонны и создают циркуляцию по межтрубному пространству и термоизолированным трубам разогретой технической воды с обеспечением подогрева последней на поверхности.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для герметизации эксплуатационной колонны скважины и для других видов ремонтно-изоляционных работ.

Известен способ крепления призабойной зоны пласта, включающий закачивание в призабойную зону полимерного тампонажного состава и последующее закачивание теплогенерирующего пенообразующего состава с целью повышения прочности искусственного полимерного фильтра [авторское свидетельство SU № 1461868, МПК Е21В 33/138. Опубл. 28.02.1989. Бюл. № 8].

Недостатком известного способа является то, что его применение для герметизации эксплуатационной колонны скважины не оправдано, так как результатом применения способа является создание в призабойной зоне проницаемого искусственного фильтра, препятствующего выносу в скважину породы пласта.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ ремонтно-изоляционных работ в скважине, основанный на применении состава с массовой долей компонентов: ацетоноформальдегидная смола 50-90%, 5%-ный водный раствор натра едкого 5-40%, пластовая вода девонского горизонта - остальное [патент RU № 2250983, МПК Е21В 33/138. Опубл. 27.04.2005. Бюл. № 12].

Недостатком известного способа является то, что при применении используемого состава в условиях пониженной температуры для герметизации нарушений эксплуатационной колонны с низкой приемистостью (падение давления при опрессовке) трудно регулировать время отверждения состава. Для герметизации нарушений эксплуатационной колонны с низкой приемистостью, когда при остановке закачивания состава происходит только падение давления, нужен состав, не отверждающийся в течение длительного времени, так как в таких условиях закачивание состава может продолжаться 2-10 часов. В то же время при уменьшении содержания едкого натра в составе до минимальных значений с целью увеличения сроков отверждения, при приготовлении состава в зимний период времени и его закачивании в изолируемый интервал с низкой пластовой температурой, отверждение состава может не произойти, или отверждение произойдет в течение неоправданно продолжительного интервала времени.

Технической задачей изобретения является увеличение эффективности герметизации нарушения эксплуатационной колонны за счет повышения прочности тампонажного камня и сокращения продолжительности ремонтных работ.

Задача решается способом герметизации эксплуатационной колонны скважины, включающим закачивание в интервал негерметичности тампонажного состава на основе синтетической смолы.

Новым является то, что закачивание тампонажного состава производят через термоизолированные трубы, после чего спускают термоизолированные трубы ниже интервала негерметичности эксплуатационной колонны, вымывают остатки тампонажного состава из эксплуатационной колонны и создают циркуляцию по межтрубному пространству и термоизолированным трубам разогретой технической воды с обеспечением подогрева последней на поверхности.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в создании благоприятных условий для отверждения тампонажного состава на основе синтетической смолы за более короткий интервал времени и повышении прочностных свойств тампонажного камня.

При реализации способа определяют приемистость интервала негерметичности эксплуатационной колонны, в скважину до верхней границы интервала негерметичности эксплуатационной колонны спускают термоизолированные трубы. Далее подбирают рецептуру и объем тампонажного состава на основе синтетической смолы. Рецептуру и объем подбирают согласно требований руководящего документа, регламентирующего проведение работ с данным тампонажным составом. Рецептуру подбирают в зависимости от приемистости с учетом наличия возможности закачивания в интервал негерметичности всего запланированного объема тампонажного состава до наступления момента его отверждения. Далее производят приготовление тампонажного состава перемешиванием в мернике цементировочного агрегата его компонентов, приготовленный состав закачивают в термоизолированные трубы и продавливают в интервал негерметичности эксплуатационной колонны закачиванием в термоизолированные трубы технической воды. После этого спускают термоизолированные трубы ниже интервала негерметичности эксплуатационной колонны и производят контрольную промывку с целью вымывания остатков тампонажного состава из эксплуатационной колонны. Далее создают циркуляцию разогретой технической воды, которую закачивают в термоизолированные трубы. При открытой задвижке на межтрубном пространстве закачиваемая вода будет продвигаться к устью скважины по межтрубному пространству, при этом отдавая тепло эксплуатационной колонне. Изливающуюся из задвижки на межтрубном пространстве воду подают в емкость, где производят нагрев воды любым известным методом, например с использованием установки паровой передвижной СИН 53 (ППУА-1600/100) производства ООО «Синергия» (г.Чермоз, Пермский край). Нагрев воды производят до максимально возможной температуры, которую могут обеспечить используемые для нагрева средства. Далее подогретую воду вновь подают в термоизолированые трубы и продолжают циркуляцию до отверждения тампонажного состава, закачанного в интервал негерметичности эксплуатационной колонны. Использование термоизолированных труб позволяет увеличить степень прогрева эксплуатационной колонны в интервале негерметичности из-за снижения потерь тепла при доставке нагретой воды до интервала негерметичности эксплуатационной колонны.

Время отверждения тампонажных составов на основе большинства синтетических смол в значительной степени зависит от температуры. Данный факт может быть продемонстрирован на примере тампонажного состава, содержащего ацетоноформальдегидную смолу и водный раствор натра едкого [Сахапова А.К. Ацетонокарбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах: дис. канд. техн.наук: 05.17.06 / А.К.Сахапова; "ТатНИПИнефть" ОАО "Татнефть". - Защищена в КГТУ. - Казань: БИ, 2006. - 160 с.: ил.]. На чертеже приведены графики зависимости времени отверждения тампонажного состава от содержания натра едкого, являющегося отвердителем, при различной температуре. Графики показывают, что при изменении температуры отверждения тампонажного состава от 0°С до 40°С время отверждения сокращается до 6-8 раз. Температура также оказывает существенное влияние на прочность образующегося тампонажного камня. Повышение температуры приводит к увеличению прочности, что продемонстрировано в таблице. Например, при содержании едкого натра 10% образующиеся тампонажные камни на основе ацетоноформальдегидной смолы, хранившиеся при 40°С, имеют предел прочности на изгиб свыше 3,5 МПа, а при 20°С - только 1,82 МПа. Сокращение времени отверждения с увеличением температуры характерно для тампонажных составов на основе большинства синтетических смол, так же как и увеличение прочности тампонажного камня, получаемого из тампонажных составов на основе мочевиноформальдегидных, алкилрезорционных и эпоксидных смол с ростом температуры [авт.св. SU № 1461868, МПК Е21В 33/138. Опубл. 28.02.1989. Бюл. № 8]. Предлагаемый способ может быть использован при проведении ремонтно-изоляционных работ с использованием тампонажных составов на основе ацетоноформальдегидных, мочевиноформальдегидных, алкилрезорционных и эпоксидных смол.

Таблица
Прочность тампонажного камня, полученного при отверждении состава на основе ацетоноформальдегидной смолы и едкого натра
Массовая доля едкого натра, %	Предел прочности, МПа
при изгибе	при сжатии
40°С	20°С	10°С	40°С	20°С	10°С
2	2,66	0,98	0,51	5,35	1,95	1,01
8	3,18	1,54	0,68	7,30	3,61	1,36
10	3,51	1,82	0,73	8.01	4,22	1,58
16	4,17	2,05	0,87	10,00	4,76	1,91
18	5,40	2,10	1,02	12,49	4,98	2,29
20	5,38	2,12	1,21	12,94	5,10	2,78

Прогрев эксплуатационной колонны в интервале негерметичности способствует многократному сокращению времени ожидания отверждения тампонажного состава и существенному увеличению прочности тампонажного камня.

Таким образом, достигается увеличение эффективности герметизации нарушения эксплуатационной колонны за счет повышения прочности тампонажного камня и сокращения продолжительности ремонтных работ.

Пример практического применения.

В интервале 160-162 м была обнаружена негерметичность 146 мм эксплуатационной колонны. Температура в этом интервале около 11°С. В скважину до глубины 160 м спустили трубы термоизолированные внутрискважинные с вакуум-экранным типом изоляции, соответствующие требованиям ТУ 3665-003-59177165-2003, изготовленные ЗАО «Экогермет-У» (г.Ижевск). В мернике цементировочного агрегата ЦА-320М приготовили 0,70 м³ тампонажного состава. При приготовлении в мерник агрегата закачали 0,56 м³ ацетоноформальдегидной смолы, 0,07 м³ пластовой девонской воды и 0,07 м ³ 5%-ного водного раствора натра едкого, все компоненты перемешали насосом цементировочного агрегата. Работы проводились в осенний период времени, темпратура приготовленного состава составила 8°С. Приготовленный тампонажный состав закачали в термоизолированные трубы и продавлили в интервал негерметичности эксплуатационной колонны закачиванием в термоизолированные трубы 0,48 м³ м технической воды. После этого спустили термоизолированные трубы на глубину 170 м и произвели контрольную промывку с целью вымывания остатков тампонажного состава из эксплуатационной колонны закачиванием по межтрубью 0,75 м³ технической воды. Далее создали циркуляцию предварительно разогретой до 70°С технической воды, которую закачивают в термоизолированные трубы. При открытой задвижке на межтрубном пространстве закачиваемая вода продвигается к устью скважины по межтрубному пространству, при этом отдает тепло эксплуатационной колонне. Изливающуюся из задвижки на межтрубном пространстве воду подали в емкость объемом 3 м³, где произвели нагрев воды с использованием установки паровой передвижной СИН 53 (ППУ А-1600/100) производства ООО «Синергия» (г.Чермоз, Пермский край). Далее подогретую воду вновь подали в термоизолированные трубы и продолжили циркуляцию. В результате разогрева эксплуатационной колонны в интервале негерметичности время ожидания отвердевания тампонажного состава было сокращено в 2 раза.

Предлагаемый способ позволяет увеличить эффективность герметизации нарушения эксплуатационной колонны за счет повышения прочности тампонажного камня и сокращения продолжительности ремонтных работ.