Отечественная эластичная самовосстанавливающаяся цементная система как метод предупреждения и борьбы с межколонным давлением и межпластовыми перетоками

Введение. В процессе строительства скважины производится цементирование обсадных колонн. На качество цементирования влияет множество факторов, таких как скорость потока цементного раствора, степень центрирования обсадной колонны, параметры бурового и цементного растворов и т.д. В случае некачественного цементирования либо воздействия циклических нагрузок может происходить нарушение целостности цементного камня, что, в свою очередь, может привести к заколонным перетокам и возникновению межколонного давления (МКД), грифонов. Предотвращение и ликвидация МКД является нетривиальной задачей.

Целью данной статьи является описание факторов, влияющих на качество цементирования, а также приведены результаты лабораторных испытаний эластичной самовосстанавливающейся цементной системы (СВЦ), способствующей предотвращению и ликвидации заколонных перетоков.

Материалы и методы. В работе использованы отраслевые методики испытания цементного раствора и камня, уникальное лабораторное оборудование для проверки способности цементного камня к самовосстановлению при контакте с углеводородной средой.

Результаты. Подтверждено самовосстановление цементной матрицы при контакте последней с углеводородной средой (нефть, газоконденсат). Оценен потенциал использования СВЦ для предотвращения и ликвидации межколонных перетоков при нарушении цементной матрицы в процессе эксплуатации скважины.

Заключение. В статье описаны результаты фактического лабораторного испытания СВЦ, а также потенциал его применения. 

1. Arunachalam Sumathi, Gunasekaran Murali, Dharmalingam Gowdhaman, Mugahed Amran, Roman Fediuk, Nikolai Ivanovich Vatin, Ramamurthy Deeba Laxme, Thillai Seenu Gowsika. Development of Bacterium for Crack Healing and Improving Properties of Concrete under Wet–Dry and Full-Wet Curing. MDPI. Puplished in 11 December 2020. https://www.mdpi.com/2071-1050/12/24/10346/html

2. Bourgoyne A.T., Scott S.L., James B.R. Sustained Casing Pressure in Offshore Producing Wells // Paper presented at the Offshore Technology Conference, — Houston, Texas. — May 1999. https://doi.org/10.4043/11029-MS

3. Noshi C. I., Schubert J.J. Self-Healing Biocement and Its Potential Applications in Cementing and Sand-Consolidation jobs: A Review Targeted at the Oil and Gas Industry. Paper was presented at the SPE Liquids-Rich Basins Conference-North America held in Midland. — TX, USA. — 05–06 September, 2018. — SPE-191778-MS.

4. Noshi C.I., Schubert J.J. A Novel Microbially Induced Self-Healing Cement/Concrete for Underwater Concrete Offshore Structures. Paper was presented at the SPE/IADC Drilling International Conference and Exhibition held in The Hague. — The Netherlands, 5–7 March 2019. — SPE/IADC-194173-MS.

5. Davies R.J. et al. Oil and gas wells and their integrity: Implications for shale and unconventional resource exploitation. — 2014. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2014.03.001

6. Susliakov I., Shevchuk T., Alekseev A., Dryaba A., Alyakin A., Sekachev O. Well Cementing with Elastic Properties Cement Stone and Liner Rotation is the Key to the Successful Development of Hard-to-Recover or Tight Oil Reserves from Bazhenov Formation. Paper was presented at the SPE Annual Caspian Technical Conference, Baku, Azerbaijan, October 2019, SPE-198366-MS.

7. Lackey G., Rajaram H., Bolander J., Sherwood O.A., Ryan J.N., Shih C.Y., Bromhal G.S., Dilmore R.M. Public data from three US states provide new insights into well integrity // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2021.

8. Miklyaev M.V., Denisov I.V., Gavrilin I.M. Development and Implementation of the Method of Cementing Production Casing 178 mm with Pressure on the Cement Slurry on the East Part of the Orenburg Oil and Gas Condensate Field. Paper was presented at the SPE Russian Petroleum Technology Conference. Virtual, October 2021, SPE-206454-MS.

9. Vikrant Wagle, Abdullah Saleh Al-Yami, Sara AlKhalaf, Khawlah Abdulaziz Alanqari, Wajid Ali and Faisal Abdullah Al-Turki. Novel Resin-Cement Blend to Improve Well Integrity. Paper was presented at the SPE International Conference on Oilfield Chemistry held in The Woodlands. –Texas, USA. — 6–7 December, 2021. — SPE-204279-MS.

10. Wajid Ali, Freddy Jose Mata, Ahmed Atef Hashmi, Abdullah Saleh Al-Yami. Application of Resin-Cement Blend to Prevent Pressure Build-Up in Casing to Casing Annulus CCA: A Novel Approach to Improve Well Integrity. Paper was presented at the SPE/IADC Middle East Drilling Technology Conference and Exhibition held in Abu Dhabi, UAE. — 25–27 May 2021. — SPE/IADC202103-MS.

11. William Turner, Derek Adam, Kenneth Mike Cowan, Diego Tellez, and John Willis. Casing Rotation for Improved Cement quality in Unconventional Horizontal Wellbores. Paper was presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition held in Calgary, Alberta, Canada, 30 Sep — 2 October 2019. — SPE-196232-MS.

12. Агзамов Ф.А., Измухамбетов Б.С., Каримов Н.Х., Мавлютов М.Р. Повышение долговечности тампонажного камня в агрессивных флюидах нефтяных и газовых скважин. Самара, 1998.

13. Аль Дулайми Салман Давуд Салман. Самовосстановливающиеся бетоны, модифицированные микробиологической добавкой. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 2019.

14. Гриценко А.И., Григулецкий В.Г. Настоящее и будущее технологии строительства нефтяных и газовых скважин на море и на суше // Деловой журнал Neftegaz.RU. — 2012. — № 10. — С. 50–59. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44313088

15. Демин Е.В., Хуснутдинов А.Р., Соловьев П.С., Работа с фондом скважин, осложненных межколонными давлениями: эволюция нормативного регулирования и подходы нефтегазодобывающих компаний // PROНЕФТь. Профессионально о нефти. 2022. — № 7(2). — С. 60–75. https://doi.org/10.51890/2587-7399-2022-7-2-60-75

16. Райкевич С.И. Обеспечение надежности и высокой продуктивности газовых скважин [монография] / ОАО «Газпром». 2007 — C. 247.

17. Шафигуллин Р.И., Куринов А.И., Ахмадишин Ф.Ф., Зарипов И.М., Киршин А.В., Исхаков А.Р. Повышение качества крепи скважины путем цементирования обсадной колонны с вращением // Нефтяное Хозяйство. — июль, 2019. — С. 24–26.