Конструкция скважин и организация буровых работ определяются проектными условиями разработки Приобского месторождения и должны обеспечивать как технологическую эффективность проводки, так и безопасность выполнения всех операций. Бурение может осуществляться как одиночными скважинами, так и с кустовых площадок, при этом предпочтение отдается кустовому размещению, позволяющему сосредоточить максимально возможное число скважин в пределах одной площадки. Последовательность бурения скважин в составе куста устанавливается с учетом необходимости предотвращения пересечения стволов, достижения наиболее высоких технико-экономических показателей проводки и поддержания дебита на требуемом уровне [1].

При возникновении осложнений, выборе профилактических мероприятий и определении способов их ликвидации следует учитывать накопленный опыт бурения на данном и близлежащих месторождениях, а также положения специализированных методических рекомендаций, регламентирующих исследование и устранение осложнений во флюидопроводящих пластах. Практика бурения показывает, что наиболее распространенными осложнениями являются нарушения устойчивости ствола скважины, проявляющиеся в виде осыпей и обвалов стенок, поглощения промывочной жидкости, нефтегазопроявления, а также поступление пластовых вод, содержащих сероводород.

Нарушение устойчивости стенок скважины характерно для четвертичных, нижне- и верхнепермских, верейских, каменноугольных отложений, а также для терригенных интервалов тульских, бобриковских и радаевских пород. Поглощения бурового раствора чаще всего отмечаются в четвертичных, верхнепермских и серпуховских отложениях. Нефтегазопроявления возможны в верейских, башкирских, серпуховских, тульских и бобриковских интервалах, тогда как поступление пластовых вод с содержанием сероводорода характерно преимущественно для верхнекаменноугольных отложений.

Способы ликвидации осложнений выбираются с учетом литолого-стратиграфических особенностей разреза и характера проявившегося нарушения. Осыпание и обвалы в верейских, тульских и радаевских отложениях устраняются путем установки цементных мостов, применения тампонажных закрепляющих составов, цементных пеноматериалов и иных изолирующих средств. При развитии обвалов в четвертичных, нижне- и верхнепермских отложениях применяется спуск и цементирование шахты, а также направляющих колонн. В случае поглощений в четвертичных и верхнепермских интервалах бурение, как правило, продолжают с набором воды до глубины спуска соответствующей обсадной колонны, после чего выполняют спуск труб и цементирование. Поглощения, возникающие в серпуховских отложениях, устраняются установкой цементных мостов с наполнителями, использованием глинометасиликатных составов, цементных пеноматериалов и других тампонажных систем.

Для предупреждения проявлений пластовых вод, содержащих сероводород, бурение должно проводиться с промывкой раствором требуемой плотности с обязательным введением реагентов, нейтрализующих сероводород. Особое внимание при проектировании и строительстве скважин следует уделять предупреждению осложнений, обусловленных неустойчивостью терригенных отложений верейского горизонта. В этих целях рекомендуется выполнение геомеханического моделирования, результаты которого позволяют определить безопасный диапазон плотности бурового раствора и обосновать пространственное положение ствола скважины. Вскрытие верейских отложений целесообразно осуществлять с применением инвертно-эмульсионного раствора, компонентный состав которого подбирается с учетом фактических фильтрационно-емкостных свойств неустойчивых пород.

Конструкции вновь бурящихся скважин на месторождении проектируются с учётом их назначения, требуемого проектного дебита и принятого способа заканчивания. Основой для выбора проектных решений служат литологические особенности пород, слагающих стенки скважины, наличие потенциально осложнённых интервалов, а также результаты анализа ранее выполненного бурения разведочных и эксплуатационных скважин на месторождении. Такой подход позволяет учитывать как геологические особенности разреза, так и накопленный производственный опыт проводки скважин в аналогичных условиях [2].

Конструкция скважины должна соответствовать требованиям охраны недр и окружающей среды, а также обеспечивать возможность отбора пластового флюида на уровне, предусмотренном проектными показателями. Существенное значение при этом имеет качество крепления и цементирования обсадных колонн.

Выбор конструкции скважины осуществляется с учётом совмещённого графика давлений, геолого-технических условий проводки, требований действующих нормативных документов и правил промышленной безопасности, а также природоохранных ограничений. Наряду с этим принимаемые конструктивные решения должны быть ориентированы на достижение максимально возможной коммерческой скорости бурения в конкретных производственных условиях.

Проектируемые конструкции должны обеспечивать долговечность и надёжность скважины как инженерного сооружения на протяжении всего периода её эксплуатации. Одновременно они должны исключать вероятность возникновения неуправляемых газоводонефтепроявлений, способных перейти в открытое фонтанирование, гарантировать защиту пресноводных горизонтов геологического разреза и обеспечивать соблюдение требований по охране недр и окружающей среды как в период эксплуатации, так и при консервации либо ликвидации скважины. Не менее важным требованием является создание условий для безопасного проведения ремонтных работ, реконструкции, включая бурение боковых стволов, а также различных методов воздействия на продуктивные пласты, направленных на интенсификацию добычи нефти и газа и повышение нефтеотдачи.

С учётом геолого-технологических условий месторождения, опыта бурения на данном и соседних объектах, а также действующих требований в области охраны недр, для месторождения предусматривается применение типовой конструкции скважин, соответствующей современным требованиям надёжности, технологичности и промышленной безопасности.

Качество цементирования обсадных колонн должно обеспечивать герметичность крепи, надежную изоляцию пластов и безопасную дальнейшую эксплуатацию скважины. Контроль состояния цементного камня осуществляется геофизическими методами после окончания ожидания затвердевания цемента. В пределах интервала цементирования обсадные колонны оснащаются центрирующими элементами, количество и шаг установки которых подбираются таким образом, чтобы обеспечить требуемую степень центрации колонны в стволе скважины. Допускаемое значение эксцентриситета не должно превышать установленного нормативного предела, что является необходимым условием для формирования равномерного цементного кольца [3].

В процессе цементирования предусматривается обязательное применение осреднительных емкостей и современных цементировочных агрегатов, оснащённых рециркуляционными насосами. После разбуривания цементного стакана и выхода из-под башмака колонны на незначительную глубину выполняется опрессовка прибашмачной зоны открытого ствола. Давление опрессовки определяется из условия обеспечения герметичности цементной крепи за башмаком обсадной колонны при возможном закрытии устья в случае открытого фонтанирования. Эта же колонна используется для монтажа противовыбросового оборудования при обычной схеме заканчивания скважины. Тип противовыбросового оборудования, колонной головки, а также схема их установки и обвязки определяются проектной организацией и согласовываются с противофонтанной службой, буровой организацией и заказчиком.

При бурении под эксплуатационную колонну после вскрытия возможных зон поглощения проводится опрессовка открытого ствола через противовыбросовое оборудование. В случае выявления значительного коэффициента приемистости должны быть выполнены изоляционные работы, поскольку дальнейшее углубление скважины без ликвидации зоны поглощения не допускается. Для наклонно-направленных скважин, пробуренных на водных растворах, после достижения проектного забоя выполняется поинтервальная опрессовка, проработка ствола компоновкой с калибратором, а перед подъёмом компоновки низа бурильной колонны устанавливается забойная ванна. Такой комплекс мероприятий направлен на подготовку ствола к последующему качественному креплению.

С учётом геолого-геофизических данных и накопленного опыта бурения на месторождении цементирование эксплуатационных колонн предусматривается, как правило, в один приём. В интервалах, расположенных выше продуктивного пласта, применяется облегчённый тампонажный состав пониженной плотности. В зоне продуктивного пласта и выше его кровли используется тампонажный раствор с низкой водоотдачей, приготовленный на основе портландцемента для тампонажных работ с введением реагентов, обеспечивающих седиментационную устойчивость, требуемые структурно-реологические свойства, регулирование сроков твердения и снижение проницаемости цементного камня. Для газовых скважин может использоваться газоблокирующий тампонажный состав. Выбор конкретной рецептуры определяется реальными геологическими условиями, вероятностью осложнений и фактическим опытом бурения на месторождении.

В сложных условиях допускается применение ступенчатого цементирования с использованием специальных муфт. Для изоляции продуктивного пласта от близкорасположенных водоносных горизонтов в состав оснастки эксплуатационной колонны может включаться заколонный пакер, интервал установки которого уточняется по данным геофизических исследований и кавернометрии и согласовывается с заказчиком. Рецептура тампонажного раствора подбирается с учётом динамической температуры и давления, ожидаемых в цементируемом интервале.

Подготовка ствола скважины к цементированию осуществляется с использованием буферных жидкостей, предназначенных для замещения бурового раствора, модификации фильтрационной корки и повышения её совместимости с цементным раствором. Продолжительность процесса цементирования должна оставаться в пределах, не превышающих допустимую долю времени начала загустевания тампонажного состава. В процессе выполнения работ обязательно применение станций контроля цементирования, осреднительных ёмкостей и современных насосных агрегатов, обеспечивающих стабильность технологического режима.

Литература:

1. Николаев, Н. И. Повышение качества крепления скважин с горизонтальными участками / Н. И. Николаев, Е. В. Кожевников. — Текст: непосредственный // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2014. — № 11. — С. 29–37.
2. Потапов, А. Г. К вопросу о геомеханическом моделировании при бурении скважин / А. Г. Потапов, Д. Г. Бельский, О. А. Потапов. — Текст: непосредственный // Вести газовой науки. — 2014. — № 4 (20). — С. 69–74.
3. Нижник, А. Е. Совершенствование элементов технологической оснастки обсадных колонн и опыт их применения при цементировании скважин / А. Е. Нижник, П. С. Кунина, Е. И. Величко [и др.]. — Текст: непосредственный // Территория Нефтегаз. — 2017. — № 5. — С. 64–70.