Аннотация к работе

Развитие нефтегазовой промышленности, наращивание и стабилизация добычи углеводородного сырья должны сопровождаться повышением долговечности скважин с учетом обеспечения их надежной работы в течение всего срока службы. Важным направлением увеличения срока безопасной и эффективной эксплуатации скважин является обеспечение их герметичности. Практика разработки газовых месторождений и подземных хранилищ газа (далее ПХГ) показывает, что, несмотря на совершенствование технологии строительства скважин, значительное их количество нуждается в проведении ремонтных работ, направленных на ликвидацию межколонных газопроявлений, межпластовых перетоков и восстановление герметичности обсадных колонн. Возникновение межколонных давлений (МКД) в газовых скважинах месторождений углеводородов и ПХГ даже при современном уровне развития техники и технологии производства работ остается серьезной проблемой. Существует целый ряд мероприятий, направленных на повышение качества разобщения пластов и сохранение герметичности крепи скважины в процессе её строительства и дальнейшей эксплуатации, однако, до настоящего времени ликвидация межколонных газопроявлений и восстановление герметичности продолжает оставаться одним из основных видов капитального ремонта скважин (КРС). Проводимые изоляционные работы, в целом ряде случаев малоуспешны, а ныне существующие методы и технологии ликвидации МКД не всегда гарантируют обеспечение герметичности крепи скважин на длительный период работы и, как следствие, эксплуатация многих скважин в России и за рубежом сопровождается межпластовыми перетоками и выходами пластовых флюидов на земную поверхность, вплоть до образования открытых фонтанов. Нередко проблема МКД осложняется присутствием в пластовом флюиде высокотоксичных компонентов и наличием в разрезе нескольких нефтегазовых пластов с аномально высоким давлением. Неконтролируемые газопроявления в виде грифонов и особенно газопроявления с сероводородом, наносят непоправимый экологический урон. Заколонные газоперетоки могут быть причиной высокого темпа снижения пластового давления, особенно в начальный период эксплуатации месторождения, что приводит к серьезным нарушениям проектных режимов разработки и потерям углеводородного сырья. В этой связи, разработка технологий и технических средств, направленных на повышение эффективности ремонтных работ по данной проблеме, является весьма актуальной задачей. Цель работы: Повышение качества ремонта газовых скважин путем разработки эффективных технологий и материалов, обеспечивающих их герметичность. Основные задачи работы: 1. Анализ причин образования межколонных газоперетоков и нарушений герметичности газовых скважин. 2. Анализ существующих технологий восстановления герметичности газовых скважин и ликвидации МКД. 3. Лабораторные исследования герметизирующих и изолирующих свойств смеси жидкого стекла и щелочного стока производства капролактама. 4. Изучение механизма взаимодействия компонентов изолирующих смесей и разработка методов управления их свойствами. 5. Разработка комплексной технологии восстановления герметичности газовых скважин с применением способа гидрозатвора. 6. Промышленные испытания разработанной технологии восстановления герметичности газовых скважин при их ремонте. Научная новизна: 1. Экспериментально установлено, что гель, образовавшийся в процессе смешения жидкого стекла и щелочного стока производства капролактама обладает высокой герметизирующей и изолирующей способностью. 2. Выявлен и изучен механизм образования соединений включения при смешивании жидкого стекла и щелочного стока, основанный на понятиях супрамолекулярной химии. 3. Лабораторными исследованиями определена эффективность применения составов, состоящих из жидкого стекла и щелочного стока для укрепления неустойчивых проницаемых пород. 4. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена технология ликвидации заколонных перетоков с помощью способа гидрозатвора. Практическая значимость и реализация работы: 1. Разработана и обоснована комплексная технология для восстановления герметичности газовых скважин с использованием способа гидрозатвора. 2. Определены методы приготовления изоляционных смесей и разработаны составы для восстановления герметичности газовых скважин. 3. Разработаны рецептуры специальных герметизирующих составов, состоящих из жидкого стекла и щелочного стока производства капролактама. 4. Результаты диссертационной работы могут быть использованы при: • строительстве скважин для ликвидации поглощений и укрепления сыпучих и неустойчивых пород; • капитальном ремонте скважин для ликвидации МКД; • выполнении ремонтно-исправительных работ в случае негерметичности эксплуатационной колонны; • изоляции продуктивных горизонтов в процессе ликвидации скважин. 5. Разработанная технология восстановления герметичности обсадных колонн и заколонного пространства газовых скважин успешно внедрена в скважинах Невского и Степновского ПХГ, а также при восстановлении герметичност