В ряду этапов создания искусственной изоляции пластов в скважине в виде цементного кольца наиболее ответственным и наименее изученным является этап начала затвердевания цементного раствора за обсадной колонной, так называемый период ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ). Доказано, что в этот период давление столба раствора на забой уменьшается, возникают условия для притока в скважину пластовых флюидов и формирования заколонных перетоков. Моделировать эти процессы в лаборатории сложно, а наблюдать в скважине дорого. Поэтому существенным дополнением к их пониманию может стать математическое моделирование.
В статье рассмотрены решения краевых задач уравнения, описывающего процесс падения «гидростатического» давления тампонажных суспензий в скважине с непроницаемыми стенками и в случае, когда столб цементного раствора твердеет в контакте с проницаемым пластом, с заданным давлением флюида, равным пластовому. С помощью полученных формул, построены кривые распределения давления столба цементной суспензии по глубине скважины и во времени, по которым рассчитаны градиенты давления, действующие в период ОЗЦ в кольцевом пространстве скважины. Сформулированы критерии сопротивляемости тампонажных растворов внедрению в них пластового флюида и формированию заколонных перетоков через твердеющий цементный раствор. Сравнение действующих в скважине градиентов давления с критериями сопротивляемости тампонажных растворов позволяет рассчитывать размеры зон суффозионного разрушения структуры цементных суспензий пластовым флюидом в заколонном пространстве в период ОЗЦ.
Список литературы
1. Летченко В.К. Затрубные выбросы после цементирования обсадных колонн // Азербайджанское нефтяное хозяйство. – 1954. – № 8. – С. 18–20.
2. Мамедов А.Б., Рустамбеков А.Ф. Об истиных причинах затрубных выбросов после цементирования обсадных колонн // Азербайджанское нефтяное хозяйство. – 1955. – № 2. – С. 13–14.
3. Малеванский В.Д. Открытые газовые фонтаны и борьба с ними. – М.: Гостоптехиздат, 1963. – 212 с.
4. Гайворонский А.А., Фарукшин Л.Х. Гидростатическое давление цементного раствора // Нефтяник. – 1963. – № 10. – С. 30–32.
5. Грачев В.В., Леонов Е.Г. Исследование порового и скелетного давления столба цементного раствора в период схватывания // Бурение. – 1969. – № 3. – С. 17–21.
6. Предотвращение миграции газа в затрубном пространстве цементируемой скважины / Левайн Д.К. [и др.] // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. – 1980. – № 10. – С. 8–17.
7. Возникновение каналов в затрубном пространстве скважин после цементирования / А.И. Булатов [и др.] // Газовая промышленность. – 1970. – № 2. – С. 3–6.
8. Изучение природы газопроявлений после цементирования обсадных колонн / Р.И. Щищенко [и др.] // Газовая промышленность. – 1965. – № 9. – С. 7–11.
9. Райкевич С.И. Разработка способов и технологий повышения продуктивности скважин газовых и нефтяных месторождений: дис. ... канд. техн. наук. – М., 2004. – 131 с.
10. Рекомендации для передовых методов цементирования / R.T. Oskarsen [at al.] // Нефтегазовые технологии. – 2010. – № 4. – С. 26-29.
11. Orszulik S. Environmental Technology in the Oil Industry. – Springer 2016. – 485 p.
12. Промысловые исследования изменения давления в зацементированной части заколонного пространства скважин / А.Л. Видовский [и др.] // Бурение. – 1974. – № 7. – С. 36–40.
13. Field measurements of annular pressure and temperature during primary cementing / CJ. Jr. Cooke [et al.] // SPE 11206–РА. – 1983.
14. Джабаров К.А. Давление в жидкой фазе буровых и тампонажных суспензий в скважине // Изв. ВУЗов, сер. «Нефть и газ». – 1987. – № 7. – С. 26–30.
15. Хадур М.Х. Формирование давления цементных растворов в скважине в связи с газонефтеводопроявлениями в период ОЗЦ: дис. ... канд. техн. наук. – М., 1991. – 247 с.
16. Джабаров К.А. Методы определения порового давления и нефтегазоизолирующей способности цементных растворов. – М.: ВНИИЭгазпром, 1991. – 24 с.
