Разработка и внедрение методов контроля и исследований скважин с межколонными давлениями на астраханском гкм

Анализ технического состояния фонда скважин АГКМ показывает, что за весь период разработки наличие гидродинамической связи с продуктивным пластом по МКП 7/9 не установлено. Все случаи появления H2S в МКП 7/9 связаны с негерметичностью ЗТП и устьевого оборудования, которая выявляется и устраняется. В период эксплуатации на АГКМ выявлено около 70 случаев появления сероводорода в МКП 7/9, более чем в 50 случаях устьевые перетоки были устранены без проведения КРС. Но даже после успешного проведения специальных работ по ликвидации перетока в МКП 7/9 присутствует «остаточный» H2S. Для снижения опасности коррозионного воздействия на приустьевую зону скважины необходимо проведение нейтрализации сероводородсодержащего флюида в МКП. С участием автора разработан и предложен комплекс технологий по ликвидации перетока в МКП 7/9 без проведения КРС, включающий герметизацию уплотнительных элементов устьевой обвязки скважины с помощью экспериментального состава (патент РФ № 2183725), замещение «газовой шапки» в ЗТП на раствор ингибитора коррозии, закачку кольматирующего и нейтрализующего составов в затрубное пространство, дегазацию и нейтрализацию остаточного H2S в МКП скважины.

Пятая глава посвящена опытно-промышленным испытаниям и практическому применению результатов диссертационной работы на скважинах АГКМ.

С участием автора на АГКМ организован мониторинг состояния МКП скважин, проводится ежегодная классификация скважин по степени опасности, а также разработана организационно-технологическая схема, включающая алгоритмы принятия решений и порядок выполнения работ по исследованию, контролю и управлению МКД для скважин каждого класса опасности. Основная ее концепция заключается в том, что передача скважины в КРС или её ликвидация производится только после безуспешности всех возможных мероприятий по ограничению или устранению МКД.

Для обеспечения практического внедрения результатов выполненных исследований с участием автора были разработаны следующие основные нормативно-технические документы:

1. Рекомендации по эксплуатации, консервации и ремонту скважин с межколонными давлениями на Астраханском ГКМ (согласованные с Госгортехнадзором РФ, утверждены РАО «Газпром» 24.11.2003 г.);

2. Проект по эксплуатации скважин с межколонными давлениями на
Астраханском ГКМ (утвержден ОАО «Газпром» 19.11.2005 г.; положительное заключение экспертизы промышленной безопасности № 1249-2005, зарегистрированное ФСЭТиАН 17.02.06 г.);

3. СТП 51-5780916-39. Инструкция по определению фильтрационно-емкостных характеристик проводящего канала в межколонном пространстве скважин АГКМ (утвержден ООО «Газпром добыча Астрахань» 15.02.2010 г.);

4. СТП 05780913.16.6-2010. Работы по ликвидации межколонных давлений на скважинах Астраханского ГКМ. Порядок проведения (утвержден
ООО «Газпром добыча Астрахань» 07.06.2010 г.).

С 2006 г. и по настоящее время все работы по контролю, исследованию и снижению МКД на АГКМ проводятся в соответствии с Проектом по эксплуатации скважин с межколонными давлениями на Астраханском ГКМ. Данный Проект включает систему контроля и исследований скважин, классификацию по степени опасности, порядок проведения технологических операций и ремонтных работ. Основными практическими результатами, полученными за период действия указанного Проекта на АГКМ, являются снижение числа скважин с МКД, уменьшение скважин 1 класса опасности и сохранение действующего фонда скважин при выходе на плановый уровень добычи (рисунок 3).

Промысловые исследования скважин с МКД, классификация по степени опасности и работы по снижению МКД проводились в течение 8 лет более чем на 120 скважинах АГКМ (свыше 170 МКП). При этом автор являлась непосредственным исполнителем и ответственным руководителем данных работ. В результате были определены восстановленные значения МКД и дебиты постоянного притока флюида в МКП скважин. Все полученные данные не превышают предельно допустимых величин. Результаты промысловых исследований по определению дебита притока флюидов в МКП скважин АГКМ по состоянию на 01.01.2012 года показаны на рисунке 4.

Рисунок 3 Динамика изменения МКД на скважинах АГКМ

Рисунок 4 Результаты определения дебитов притока флюида

в МКП скважин АГКМ

Распределение состояний МКП скважин по классам опасности (на 01.01.2012 г.) приведено в таблице 2. На основании проведенных исследований были установлены основные источники МКД и рекомендованы мероприятия по снижению опасности и ликвидации межколонного давления.

Таблица 2 Распределение состояний МКП скважин АГКМ

по классам опасности

Категория скважин	1 класс	2 класс	3 класс	4 класс
		МКП 7/9 9/12 – 12/16	МКП 7/9 9/12 – 12/16	МКП 7/9 9/12 – 12/16
Эксплуатационные, шт.	0	413124	3630	560
Наблюдательные, технологические, в ожидании ликвидации, шт.	0	815	200	200
Ликвидированные, шт.	0	145	100	100

Устойчивый экономический эффект, получаемый при этом от увеличения межремонтного периода работы скважин, позволил включить эти мероприятия в ежегодные «Программы по оптимизации (сокращению) затрат» предприятия ООО «Газпром добыча Астрахань».

В приложениях приведены определения используемых терминов и сокращений, геолого-геохимические таблицы, результаты исследований и классификации скважин по степени опасности, примеры расчета предельно допустимых давлений, а также сведения о внедрении и расчет экономической эффективности мероприятий по снижению опасности и ликвидации МКД в скважинах АГКМ.

Основные выводы

1. На основе анализа научного и промыслового материала установлено, что основными причинами появления МКД на скважинах АГКМ являются негерметичность крепи, уплотнений устьевой обвязки, эксплуатационной и обсадной колонн; упругие деформации обсадных колонн; физико-химические процессы, происходящие в МКП в течение времени при изменении термобарических условий, а также коррозионные процессы в изоляционном комплексе скважин. В геологическом разрезе скважин определены 6 потенциальных источников МКД.
2. На АГКМ создана и функционирует комплексная система контроля и управления МКД, включающая:

• обоснованные критерии предельного состояния МКП скважин;
• дифференцированный подход к решению вопроса о возможности эксплуатации скважин с МКД различной природы и принципы классификации скважин по степени опасности состояния МКП;
• многоуровневый контроль технического состояния фонда скважин;
• алгоритмы управления техническим состоянием скважин с МКД для поддержания необходимого уровня добычи с учетом обеспечения промышленной безопасности скважин.

3. Впервые получены изотопно-геохимические характеристики водных флюидов из МКП скважин АГКМ. По изотопному составу кислорода и водорода водные флюиды из большинства межколонных пространств соответствуют рапе пермского водоносного горизонта и технической воде. При исследованиях выявлено, что некоторые пробы воды отличаются повышенным содержанием дейтерия и кислорода-18, что связано с изотопным обменом флюида в МКП 7/9 с H2S пластового газа, поступающего из негерметичного затрубного пространства. Полученные данные показывают, что изотопный состав кислорода и водорода водных флюидов может использоваться не только в качестве самостоятельного критерия для диагностики источника МКД, но и для раннего выявления межколонного перетока сероводородсодержащего флюида.
4. Разработан и опробован способ восстановления герметичности межколонного пространства скважин (патент РФ № 2234591). В результате внедрения данного способа получен положительный эффект на 2 скважинах АГКМ за счет ликвидации и снижения МКД в МКП 7/9.
5. Впервые в отрасли для организации работ на скважинах с МКД разработан и действует Проект по эксплуатации скважин с межколонными давлениями на Астраханском ГКМ, имеющий положительное заключение экспертизы промышленной безопасности, зарегистрированное ФСЭТиАН. Проект регламентирует проведение всех видов работ и исследований на скважинах, имеющих МКД, с выполнением требований по обеспечению промышленной безопасности при разработке и эксплуатации Астраханского месторождения.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных
трудах:

Ведущие рецензируемые научные журналы

1. Горбачева О.А. Методы контроля и исследования скважин с межколонными давлениями на Астраханском газоконденсатном месторождении // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. – 2012. Вып. 1 (87). С. 18-26.
2. Зыкин Н.Н., Горбачева О.А. Изотопно-геохимический метод диагностики источников межколонных давлений в скважинах АГКМ // Газовая промышленность. 2012. № 5. С. 68-72.

Патенты

3. Пат. 2234591 РФ. Способ восстановления герметичности межколонного пространства скважины / З.М. Фаттахов, И.Г. Поляков, В.В. Кунавин,
   О.А. Горбачева (РФ). Опубл. 20.08.2004. Бюл. 23.
4. Пат. 2399644 РФ. Герметизирующая композиция для изоляционных работ в скважине / И.Г. Поляков, В.В. Кунавин, П.Н. Гладков, О.А. Горбачева и др. (РФ). Опубл. 20.09.2010. Бюл. 26.

Прочие печатные издания

5. Филиппов А.Г., Горбачева О.А. и др. Компонентный состав и физико-хи-мические свойства пластовой смеси Астраханского ГКМ // НТС «Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений». – М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2001. № 4. С. 87-91.
6. Горбачева О.А. Физико-химические свойства пластовой смеси Астраханского ГКМ // Эколого-биологические проблемы Волжского региона и северного Прикаспия. Матер. IV всеросс. научн. конф. Астрахань, 2001. С. 158-160.
7. Прокопенко В.А., Зонтов Р.Е., Поляков И.Г., Горбачева О.А. и др. Композиция для герметизации устьевого оборудования газовых скважин // Геология, добыча, переработка и экология нефтяных и газовых месторождений: Научн. тр. / АстраханьНИПИгаз. Астрахань: ИПЦ «Факел», 2001. С. 87-90.
8. Горбачева О.А., Кунавин В.В., Фаттахов З.М., Максутов Г.Х. Разработка и опыт применения составов и технологий для снижения проницаемости изоляционного комплекса скважин с МКД // Матер. научн.-техн. совещания по проблеме МКД на АГКМ. Астрахань, 2002. С. 49-51.
9. Горбачева О.А., Мерчева В.С. Геохимические характеристики межколонных флюидов и диагностика межколонных перетоков скважин АГКМ // Матер.
   научн.-техн. совещания по проблеме МКД на АГКМ. Астрахань, 2002.
   С. 16-17.
10. Рекомендации по эксплуатации, консервации и ремонту скважин с межколонными давлениями на Астраханском ГКМ / Е.Н. Рылов, А.Г. Филиппов,
    И.Г. Поляков, О.А. Горбачева и др. – Астрахань: ИПЦ «Факел», 2004. 58 с.
11. Горбачева О.А. О возможности использования изотопных исследований для диагностики межколонных перетоков // Новые идеи в геологии и геохимии. Матер. 8-ой междунар. конф. к 60-летию кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых МГУ. М.: Геос, 2005. С. 18-20.
12. Проект по эксплуатации скважин с межколонными давлениями на Астраханском ГКМ / Е.Н. Рылов, В.В. Кунавин, И.Г. Поляков, О.А. Горбачева и др. Астрахань: ИТЦ ООО ГДА, 2005. 88 с.
13. Зыкин Н.Н., Горбачева О.А. Изотопный состав водопроявлений из межколонных пространств на Астраханском газоконденсатном месторождении // Трофимуковские чтения. Матер. научн. конф. Новосибирск, 2006.
14. Горбачева О.А., Зыкин Н.Н. Изучение изотопного состава флюидов для установления источников межколонных давлений на Астраханском газоконденсатном месторождении // Геология, ресурсы, перспективы освоения нефтегазовых недр Прикаспийской впадины и Каспийского региона. Матер. междунар. научн.-техн. конф. М.: ИПНГ, 2007. С. 193-195.
15. Горбачева О.А., Васильев В.Г., Кунавин В.В., Поляков И.Г. Методы
    контроля и исследования геолого-технического состояния скважин с межколонными давлениями для обеспечения промышленной и экологической безопасности при разработке Астраханского ГКМ // Проблемы добычи газа, газового конденсата, нефти. Сб. научн. тр. VI Междунар. научн.-практ. конф. Ставрополь: ОАО «СевКавНИПИГаз», 2008. С. 124-125.
16. Зыкин Н.Н., Кунавин В.В., Горбачева О.А. Эффективность изотопных методов для определения источников межколонных проявлений на Астраханском газоконденсатном месторождении // Международный опыт и перспективы освоения сероводородсодержащих месторождений углеводородов. SGFD2008. Матер. междунар. конф. М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2008. С. 49.
17. Зыкин Н.Н., Горбачева О.А. Исследования изотопного состава флюидов скважин с межколонными давлениями для обеспечения промышленной и экологической безопасности при разработке Астраханского газоконденсатного месторождения // Экологическая безопасность в газовой промышленности.
    ESGI2009. Тез. докл. междунар. конф. М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2009. С. 92.
18. Горбачева О.А. Опыт исследования скважин с межколонными давлениями на Астраханском месторождении // НТС «Геология, бурение, разработка
    и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений». М.:
    ООО «Газпром экспо», 2010. № 2. С. 18-23.
19. Горбачева О.А. Разработка и внедрение методов исследования и контроля скважин с межколонными давлениями для обеспечения промышленной и экологической безопасности при разработке Астраханского газоконденсатного месторождения // ИНТЕХ-ЭКО 2010. Сб. докл. III междунар. нефтегазовой конф. М., 2010. С. 33-35.

Фонд содействия развитию научных исследований.

Подписано к печати 18.04.2012 г. Бумага писчая.

Заказ № 117. Тираж 100 экз.

Ротапринт ГУП «ИПТЭР» РБ. 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.