Тампонирование под давлением через НКТ, установленные под зоной ввода тампонирующей смеси за колонну. Данный способ тампонирования применяется при изоляции нижних и подошвенных вод, когда планируется нарастить цементный стакан над искусственным забоем и когда протяженность интервала перфорации составляет более 10 м, а также при изоляции дефектов крепи, когда приемистость скважины меньше 0,5 м3/ч·МПа, и при изоляции дефектов крепи, когда планируется вымыв тампонирующего состава из изолируемого объекта после РИР. Применение способа допускается в заполняющихся скважинах при условии использования тампонирующих составов с пониженной водоотдачей, обработанных пластифицирующими стабилизирующими добавками и НКТ с алюминиевым «хвостовиком» или наличии специального устьевого оборудования с сальниковыми уплотнениями, позволяющего расхаживание НКТ при задавливании тампонирующей смеси в пласт. При этом нижний конец НКТ устанавливается ниже зоны ввода тампонирующего состава на 1-2 м или у нижней границы планируемого цементного стакана. Закачивая промывочную жидкость в НКТ при открытом затрубном пространстве, восстановить циркуляцию. Затем тампонирующую смесь закачать и продавить в скважину до заполнения ею перфорированного или нарушенного интервала колонны. Закрыть затрубное пространство, и задавить тампонирующую смесь в пласт при непрерывном расхаживании НКТ. После достижения требуемого давления нижний конец НКТ поднять на 10-15 м выше зоны ввода тампонирующей смеси. Продолжая расхаживать НКТ в скважине, продолжить нагнетание тампонирующей смеси в пласт. Излишки тампонажной смеси вымыть из скважины при обратной промывке с противодавлением, значение которого должно быть не меньше запланированного на период ОЗЦ. Приподнять НКТ на 100-150 м и оставить скважину в покое на период ОЗЦ под запланированным давлением. Если планировались РИР с вымывом излишка тампонирующей смеси из изолируемого объекта, то после задавливания тампонирующую смесь при расхаживании труб вымыть из колонны, затем приподнять НКТ на 100-150 м над зоной ввода. Заполнить колонну промывочной жидкостью и оставить скважину на ОЗЦ.

Комбинированный способ тампонирования под давлением. Способ применяется при любом виде РИР в заполняющихся и незаполняющихся скважинах, а также когда вымыв тампонирующего состава из зоны изоляции не планируется. При доставке тампонирующей смеси в скважину нижний конец НКТ должен находится ниже зоны ввода, а при задавливании смеси в пласт -- выше него. Нижний конец НКТ устанавливается ниже зоны ввода на 1-2 м или у нижней границы планируемого цементного стакана. Затем производится закачка и продавка тампонирующей смеси до равновесия столбов жидкости в трубах и кольцевом пространстве за НКТ. НКТ приподнимаются выше уровня тампонирующей смеси в колонне на 30-50 м, и обратной промывкой производится контрольный вымыв для гарантии отсутствия тампонирующей смеси в кольцевом пространстве за НКТ. Тампонирующая смесь задавливается в пласт до достижения требуемого давления, и скважина оставляется на время ОЗЦ.

Тампонирование под давлением с непрерывной прокачкой тампонирующей смеси по затрубному пространству. Способ применяется при устранении негерметичности обсадных колонн, когда местоположение дефекта не установлено и непрерывная закачка технологической жидкости через него при давлениях, допустимых для колонны, невозможна, а приемистость характеризуется лишь падением давления при опрессовке колонны на воде. В качестве тампонажного материала могут использоваться гелеобразующие или водонерастворимые отверждающиеся ПТМ, рецептура которых подбирается по максимальной температуре в стволе скважины. Приготовленная тампонирующая смесь перекачивается в одну из половин мерной емкости цементировочного агрегата (ЦА), другая половина заполняется промывочной жидкостью. Закачиванием промывочной жидкости в затрубное пространство при открытом трубном (подача 3-5 л/с) восстанавливается циркуляция. Штуцируя выкид из НКТ, устанавливают давление в колонне при циркуляции жидкости до величины, регламентированной при опрессовке скважины. Не прекращая закачки в этом же режиме, краны ЦА переключают на подачу тампонажного состава в скважину.

Прокачка состава по затрубному пространству производится под давлением, не выше допустимого. По мере перехода состава из затрубного пространства в НКТ постепенно уменьшается подача насосов, и давление прокачки снижается на величину от 20 до 30% от первоначального, а излишки тампонирующей смеси вымываются на поверхность. Скважина оставляется на время ОЗЦ. При использовании отверждаюшихся ПТМ после РИР НКТ поднимаются из скважины.

Тампонирование под давлением с применением пакера. Способ применяется в заполняющихся и незаполняющихся скважинах в следующих случаях:

- для защиты обсадных колонн от деформаций и разрывов при давлениях нагнетания, величина которых превышает допустимые для опрессовки;

- защиты продуктивных пластов от загрязнения при нагнетании тампонирующей смеси в изолируемый интервал, расположенный ниже зоны перфорации;

- направленной подачи тампонирующей смеси под давлением в изолируемый объект, выше которого имеются негерметичные отверстия в колонне.

Тампонирование под давлением по затрубному пространству при установленном пакере запрещается, кроме случаев применения гелеобразующих ПТМ или использования алюминиевых или других легкоразбуриваемых НКТ. Последовательность работ при этом виде тампонирования следующая. Спускаются НКТ с пакером, который необходимо расположить над зоной ввода тампонирующей смеси за колонну. Рекомендуется низ пакера оборудовать алюминиевым «хвостовиком» длиной не менее 3 м, башмак которого установить над зоной ввода на расстоянии до 3 м. Проверяется чистота спущенных труб прокачкой через НКТ промывочной жидкости в количестве, равном их внутреннему объему от устья до статического уровня. Производится установка пакера. Проверяется приемистость изолируемого объекта при установившемся режиме подачи насосов прокачкой через НКТ промывочной жидкости в количестве, не менее внутреннего объема труб, и производится закачка тампонирующей смеси в НКТ и расчетного объема продавочной жидкости. Если надпакерное затрубное пространство герметично, то для уменьшения осевой нагрузки на пакер рекомендуется в кольцевое пространство закачать промывочную жидкость и создать давление, допускаемое при опрессовке колонны. Осуществляется задавка тампонирующей смеси в пласт, стравливание давления в трубном и затрубном пространствах, и освобождается пакер. При наличии циркуляции излишки тампонирующей смеси вымываются из скважины обратной или прямой промывкой. НКТ поднимаются на 100-150 м, скважина заполняется промывочной жидкостью и оставляется на ОЗЦ. В незаполняющихся скважинах после освобождения пакера необходимо поднять НКТ на 50-100 м выше поглощающего интервала (зона дефекта колонны, интервал перфорации) и перед ОЗЦ, для вытеснения возможных остатков тампонирующей смеси, прокачать в трубное и затрубное пространства промывочную жидкость в количестве, равном объему НКТ и объему колонны от башмака труб до нижней границы поглощающей зоны.

Исправление негерметичности цементного кольца. Исправление негерметичности цементного кольца для ликвидации заколонных перетоков пластовых флюидов производится методом тампонирования под давлением, при этом подъем лифтовых труб из скважины для ревизии и последующая шаблонировка ствола в интервале объекта изоляции обязательны. Проверка приемистости объекта изоляции производится на воде при трех установившихся режимах прокачки. При необходимости принимаются меры по увеличению приемистости (кислотная обработка и др.). Технологическую схему и тампонажные материалы для РИР необходимо выбирать в зависимости от типа изолируемого флюида и геолого-технических условий в осложненном интервале и скважины в целом.

Изоляция верхних вод и верхнего газа: Для защиты продуктивного пласта от загрязнения тампонажным раствором нижнюю часть перфорированного интервала колонны следует перекрыть песчаной пробкой (неперекрытым достаточно оставить не более 1 м интервала перфорации) или установкой взрыв-пакера. Для РИР необходимо использовать цементные растворы на водной основе с добавками понизителей водоотдачи, стабилизаторов и пластификаторов или нефтецементные растворы, а в сильно дренированных пластах - пеноцементы. Если, несмотря на принятые меры (дренирование, кислотные обработки и др.), удельная приемистость скважины меньше 0,5 м3/ч·МПа, следует в качестве зоны ввода тампонажной смеси в каналы перетока использовать специальные перфорационные отверстия в колонне, выполненные против плотных разделов между продуктивным и водоносным пластами. Перед выполнением спецотверстий в колонне перфорированный интервал перекрывается песчаной пробкой или взрывным пакером. При производстве РИР, описанных выше, кроме цементных растворов, целесообразно использовать также ПТМ (ВУС, ГТМ-3 и др.). При применении при РИР гелеобразующих ПТМ необходимо в качестве заключительной порции тампонирующей смеси, задавливаемой за колонну, использовать цементный раствор. При использовании отверждающихся ПТМ над песчаной пробкой следует установить цементный стакан для предупреждения фильтрации смолы.

Изоляция нижних и подошвенных вод:

Тампонирование каналов перетока производится через специальные отверстия, выполненные в колонне против плотных разделов между перфорированным интервалом продуктивного горизонта и водоносным пластом (или ВНК). Для защиты продуктивного пласта от загрязнения нагнетание тампонирующей смеси необходимо производить через пакер, устанавливаемый между интервалом перфорации и спецотверстиями. Для РИР можно использовать цементные растворы, подвергнутые специальной обработке; при приемистости скважины менее 0,5 м3/ч·МПа следует использовать ПТМ. Допускается проведение РИР без применения пакера в скважинах, эксплуатирующих слабодренированные пласты, предварительно зацементировав под давлением весь интервал перфорации. После разбуривания цементного моста колонна испытывается на герметичность опрессовкой под избыточным давлением, при этом допускается падение давления на 0,5 МПа за 30 мин. Затем колонна перфорируется против плотного раздела, и повторно производятся РИР. После проведения РИР интервал от спецотверстий до верхней границы плотного раздела необходимо перекрыть в колонне цементным стаканом, высота которого должна быть не менее 1 м. Необходимость прострела спецотверстий после вышеописанных работ устанавливается после оценки качества изоляции по результатам геофизических исследований, а также по накопленному опыту аналогичных РИР. РИР без прострела спецотверстий допускается производить в скважинах, не имеющих плотных разделов между перфорированным интервалом продуктивного горизонта и водоносным пластом (или ВНК), или когда доступ к ним в колонне по техническим причинам невозможен. При ремонтных работах, описанных выше, рекомендуется использовать нефтецементные растворы.

Наращивание цементного кольца за колонной: Наращивание цементного кольца за незацементированной обсадной колонной производится:

- для защиты обсадных колонн от коррозии агрессивными пластовыми флюидами;

- ликвидации или предупреждения перетока пластовых флюидов по незацементированному заколонному пространству;

- заполнения заколонного пространства тампонажным материалом в зоне дефекта обсадной колонны или подлежащих эксплуатации продуктивных горизонтов.

Закачка тампонажного состава в заколонное пространство производится через специальные отверстия в колонне (прямое цементирование) или непосредственно в заколонное пространство с устья скважины (обратное цементирование). Выбор способа цементирования осуществляется после изучения материалов по строительству и эксплуатации скважины, проведения дополнительных гидродинамических и геофизических исследований. Материалы по строительству и эксплуатации скважины должны включать следующие сведения:

- конструкцию скважины;

- осложнения в незацементированном интервале ствола в процессе бурения скважины (поглощения, обвалы, сальникообразования, зоны посадок и затяжек инструмента при спускоподъемных операциях, интервалы проработок и др.);

- характеристику пластов в незацементированном интервале разреза;

- параметры бурового раствора перед спуском обсадной колонны;

- данные инклинометрии, профилеметрии и кавернометрии ствола в незацементированном интервале;

- сведения о РИР в незацементированном интервале обсадной колонны.

Гидродинамические исследования скважины должны включать испытания обсадной колонны на герметичность опрессовкой, проверку приемистости заколонного пространства при закачке промывочной жидкости с устья скважины, проверку наличия круговой циркуляции через спецотверстия в колонне при подаче жидкости в колонну или заколонное пространство. При этом промывочная жидкость по параметрам должна соответствовать буровому раствору, используемому при креплении скважины.

Геофизические исследования проводятся с целью уточнения местоположения верхней границы наращиваемого цементного кольца, его состояния, наличия закупоривающих пробок в заколонном пространстве, выделения поглощающих зон в незацементированном интервале ствола скважины при закачке промывочной жидкости в заколонное пространство с устья или через спецотверстия в колонне. Обратное цементирование без прострела спецотверстий в колонне необходимо применять при следующих скважинных условиях:

- наличие поглощения при закачке промывочной жидкости в заколонное пространство;

- глубина поглощающей зоны расположена над уровнем наращиваемого цементного кольца на расстоянии не более 100 м.

При отсутствии этих условий необходимо применять прямое цементирование. После истечения времени ОЗЦ и разбуривания цементного моста в зоне спецотверстий производится оценка качества изоляционных работ. При обнаружении негерметичности колонны в зоне спецотверстий проводятся дополнительные изоляционные работы.

Тампонирование негерметичных резьбовых соединений обсадных колонн: Тампонажные работы производятся для ликвидации утечки жидких или газообразных флюидов из колонн через резьбовые соединения, являющиеся причиной негерметичности колонн при опрессовке и источником межколонных проявлений при эксплуатации скважин. В качестве тампонирующих материалов используются гелеобразующие или отверждающиеся составы. Применение цементного раствора не допускается. Допускается использование тампонирующих составов на основе минеральных вяжущих, фильтрат которых отверждается или образует гель. Скважина останавливается, замеряется затрубное давление (P3) и межколонноедавление (Рм.к.) на устье. Открывается выкид из межколонного пространства, стравливается давление до атмосферного или для ускорения операции - до некоторого значения межколонного давления. Затем закрывается выкид из межколонного пространства, определяется время восстановления давления (Тв) в межколонном пространстве от атмосферного или от некоторого значения межколонного давления до его начального значения. Производится глушение скважины и наблюдение за изменением Рм.к. Продолжение межколонных газопроявлений укажет на наличие перетоков газа по негерметичному заколонному пространству. Если межколонные газопроявления прекратятся, то негерметичность колонны подтверждается. Если устье скважины оборудовано колонной головкой с клиновой подвеской труб, то герметичность сальниковых уплотнений и сварных соединений головки необходимо проверить опрессовкой сжатым газом. К обследованию обсадной колонны приступают, когда установлена герметичность колонной головки. После подъема из скважины и ревизии НКТ необходимо прошаблонировать обсадную колонну конусной печатью соответствующего размера до глубины, превышающей на 200-300 м нижнюю границу интервала, содержащего негерметичность. Устанавливается цементный мост на 100-200 м ниже нижней границы интервала, содержащего негерметичность. После 24 ч ОЗЦ проверяется прочность моста разгрузкой не менее 10% веса НКТ при одновременной промывке с расходом не менее 5-6 л/с. Промывочная жидкость в колонне заменяется на воду, и колонна опрессовывается на герметичность водой с фиксацией величины снижения давления в течение контрольного времени. Нижний конец НКТ устанавливается на глубине нижней границы интервала, содержащего негерметичность. Поиск негерметичных резьбовых соединений производится методом поинтервальной опрессовки эксплуатационной колонны газообразным агентом или пачкой высоковязкой жидкости. Если интервал, содержащий негерметичность, находится в пределах допускаемой глубины снижения уровня жидкости в колонне, то для изоляционных работ применяется схема, предусматривающая закачку тампонирующего состава в скважину, опорожненную до нижней границы негерметичности. В качестве изолирующих материалов необходимо использовать растворимые или нерастворимые в воде отверждающиеся тампонирующие составы. Если интервал, содержащий негерметичность, находится ниже допускаемой глубины опорожнения колонны, то необходимо применять схему, предусматривающую закачку тампонирующего состава в заполненную промывочной жидкостью скважину. Если местоположение интервала, содержащего негерметичность, установить не удалось, то для изоляции каналов утечки применяется метод «скользящего» тампонирования. Для вышеописанных условий РИР в качестве изолирующих материалов необходимо использовать гелеобразующие составы. В скважинах с высокими межколонными давлениями (Рм.к.>4,0 МПа) допускается применять водонерастворимые отверждающиеся тампонирующие составы. Рецептуры тампонирующих составов уточняются, исходя из времени начала загустевания или гелеобразования для конкретной партии компонентов раствора и температуры в изолируемой зоне. В зависимости от выбранной технологической схемы и уточненной рецептуры на скважину доставляются компоненты тампонирующей смеси в количествах, обеспечивающих приготовление раствора в расчетном объеме. При заполненной скважине производится подъем части НКТ, нижний конец которых устанавливается на 10-15 м ниже интервала, содержащего негерметичность колонны.

Тампонирование сквозных дефектов обсадных колонн: При этом виде РИР интервал перфорации перекрывается песчаной пробкой или цементным мостом, допускается установка и взрыв-пакера и скважина проверяется на заполнение прокачкой при максимальной подаче на рабочем режиме работы насосов не менее 1,5 объемов колонны длиной от статического уровня до устья скважины. В заполняющихся скважинах проверяется приемистость дефекта колонны на воде при трех установившихся режимах прокачки, колонна обследуется печатью, и при необходимости оправочным инструментом исправляется дефектная часть. Определив местоположение дефекта колонны, его необходимо уточнить путем поинтервальной опрессовки колонны с помощью пакера. Если зона нарушения колонны расположена более чем на 500 м выше интервала перфорации, рекомендуется установить дополнительный цементный мост высотой не менее 5 м на расстоянии от 20 до 30 м ниже дефекта. Наличие моста сократит трудоемкость ловильных работ в случае падения инструмента в скважину, предотвратит гравитационное опускание цементного раствора при тампонировании или падение кусков тампонажного камня на забой при разбуривании цемента в зоне дефекта. При наличии нескольких дефектов в колонне проводится последовательное тампонирование каждого нарушения сверху вниз. Перед тампонажными работами под очередным нарушением на расстоянии от 20 до 30 м устанавливается разделительный цементный мост высотой не менее 5 м.

При удельной приемистости дефекта колонны более 2 м3/ч·МПа для снижения поглотительной способности скважины необходимо использовать намыв наполнителей, закачку тампонажных материалов и др. Повторная проверка приемистости дефекта для оценки эффективности мероприятий по снижению поглотительной способности скважины проводится на воде при минимальном расходе и кратковременной прокачке жидкости, а при РИР необходимо использовать цементные растворы, подвергнутые специальной обработке. При удельной приемистости дефекта менее 0,5 м3/ч·МПа при РИР используются полимерные тампонажные материалы. При выборе технологии тампонирования под давлением следует отдавать предпочтение способам, позволяющим исключить разгрузку колонны от избыточного давления при подъеме части заливочных труб перед ОЗЦ: тампонированию через обсадную колонну; тампонированию через НКТ и обсадную колонну; комбинированному способу тампонирования под давлением.

При тампонировании под давлением вымыв тампонажного раствора из зоны дефекта колонны не рекомендуется. На время ОЗЦ скважину необходимо оставлять под избыточным давлением в пределах 40-60 % от достигнутого при задавливании тампонажного раствора за колонну. Через 24 ч ОЗЦ давление в колонне стравливается, и допуском труб определяется местоположение цементного моста. Опрессовывается колонна, поднимаются трубы из скважины, и при необходимости проводятся запланированные геофизические исследования. Цементный мост разбуривается до глубины не менее чем на 3 м ниже глубины расположения дефекта колонны, причем к разбуриванию цементного моста в зоне дефекта колонны следует приступить не менее чем через 96 ч после окончания тампонажных работ.

Ликвидации заколонных перетоков в горизонтальных скважинах: Данная технология предназначена для ликвидации заколонных перетоков в горизонтальных скважинах c применением «гибких труб» или НКТ. Сущность способа заключается в изоляции негерметичности цементного кольца или негерметичности пакера манжетного цементирования, устанавливаемого выше незацементированного фильтра горизонтального ствола, закачкой в интервал негерметичности изоляционного материала с предварительной блокировкой и изоляцией горизонтального участка ствола высоковязкой низкофильтрующейся структурированной жидкостью. К блокирующей жидкости предъявляются следующие требования:

- жидкость должна быть совместима с пластовыми жидкостями и породой и не ухудшать фильтрационно-емкостные свойства пласта;

- жидкость должна иметь низкую фильтрацию, что обеспечивает сохранение коллекторских свойств продуктивной части пласта и облегчает пуск скважины в работу.

- жидкость должна сохранять свои параметры при пластовой температуре не менее 24 ч;

- жидкость при прокачке должна обладать невысоким гидравлическим сопротивлением, обеспечивающим ее прокачку по «гибкой трубе» диаметром 38 и 44 мм;

- жидкость должна обладать технологичностью приготовления в условиях единичной скважины и куста скважин.

Данным требованиям соответствуют некоторые жидкости глушения и гидроразрыва. В качестве блокирующих жидкостей предлагаются следующие растворы, прошедшие испытания на скважинах или отвечающие вышеперечисленным требованиям:

- раствор глушения на углеводородной основе (РУО);

- инвертно-эмульсионный раствор (ЖГ-ИЭР) для глушения скважин;

- жидкость гидроразрыва на водной основе фирмы «Clear Water».

Селективная изоляция: К селективным относятся методы и материалы, обеспечивающие избирательное снижение проницаемости только водонасыщенной части пласта при закачивании изолирующего материала по всей, в том числе и нефтенасыщенной, мощности пласта (образовывают тампонажный материал при взаимодействии с пластовой водой). Это образование осадка в результате химической обменной реакции с солями пластовых вод, коагуляция и флокуляция при смешении с пластовой водой, высаливание полимеров, обращение и повышение вязкости эмульсий при контакте с пластовой водой, снижение растворимости материала при изменении рН среды, набухание материала в воде, образование закупоривающей структуры в результате реакции конденсации или полимеризации в присутствии воды, способность изменения характера смачиваемости коллектора, способность пены препятствовать фильтрации воды и разрушаться при контакте с нефтью и механическое закупоривание фильтрационных каналов водонасыщенной части пласта.

Вывод. Технологии ремонтно-изоляционных работ по скважинам (РИР) - отсечение межпластовых перетоков по стволу скважин. Обводнение продуктивных горизонтов в большинстве случаев происходит по цементному кольцу за эксплуатационной колонной.