Проблема

Цементирование эксплуатационных колонн на удаленных месторождениях со сложными горно-геологическими условиями сопряжено с рядом рисков:

1. Низкие градиенты начала поглощения создают риск недоподъема цемента и потери циркуляции при стандартном цементировании в одну ступень с применением облегченных цементных растворов.
2. Стандартные облегченные цементные растворы имеют ограничения по минимальной достижимой плотности и не всегда обеспечивают достаточное снижение гидростатического давления и ЭЦП для предотвращения поглощений в интервалах с низкими градиентами.
3. Высокая стоимость и сложность логистики — доставка жидкого азота на удаленные кустовые площадки с ограниченным круглогодичным доступом требует привлечения специализированного транспорта, увеличивает сроки и стоимость строительства.

Решение

Для обеспечения качественного крепления эксплуатационных колонн в условиях удаленной локации и риска поглощений применена технология пеноцементирования с использованием мембранной азотной установки.

Ключевое преимущество технологии — мембранная азотная установка генерирует азот непосредственно на кустовой площадке из атмосферного воздуха, что полностью исключает:

• зависимость от поставок жидкого азота;
• необходимость в криогенном оборудовании и специализированном транспорте;
• риски, связанные с перебоями в логистической цепочке при доставке азота на удаленные объекты.

В отличие от стандартных облегченных цементных растворов, технология пеноцементирования позволяет регулировать плотность в широком диапазоне, как на стадии проектирования (от 0,9 до 1,80 г/см³), так и непосредственно в процессе закачки за счет изменения концентрации азота, что обеспечивает точное соответствие плотности цементного раствора скважинным условиям.

Результат

Применение мембранной азотной установки в сочетании с технологией пеноцементирования подтвердило преимущества перед стандартным цементированием с облегченным раствором:

• Штатное цементирование в одну ступень — выполнено крепление эксплуатационной колонны 178 мм (глубина спуска 2333,01 м). Плотность пеноцемента (1,35 г/см³) ниже минимально достижимой плотности стандартных облегченных цементных растворов, что позволило эффективно снизить гидростатическое давление на пласты.
• Отказ от логистики жидкого азота — мембранная установка обеспечила стабильную подачу азота с проектными параметрами непосредственно на кустовой площадке в течение всего процесса закачки пеноцемента, без привлечения специализированного криогенного транспорта.
• Плановая высота подъема цемента — пеноцементный раствор получен на устье в объеме 2 м³, что подтверждает полное заполнение затрубного пространства. При использовании стандартного облегченного цементного раствора достижение такой высоты подъема было бы затруднено из-за рисков поглощения.
• Герметичность МКП — межколонное пространство 245×178 мм герметично, по результатам испытания давлением межколонные давления отсутствуют.
• Отсутствие заколонной циркуляции — по прошествии ОЗЦ и выполненных контрольных мероприятий признаки заколонной циркуляции и межколонных давлений не зафиксированы.

Описание технологии

Пеноцемент – это смесь цементного раствора, жидкого пенообразователя и газообразного азота. Плотность пеноцемента может быть выбрана для конкретных скважинных условий в широком диапазоне от 0.9 до 1.80 г/см³, исходя из плотности базового цементного раствора и концентрации азота.

Преимущества пеноцементирования