2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.31897/PMI.2021.5.6 pmi-14786 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/14786 Геотехнология и инженерная геология Geotechnical Engineering and Engineering Geology Development of blocking compositions with a bridging agent for oil well killing in conditions of abnormally low formation pressure and carbonate reservoir rocks Разработка блокирующих составов с кольматантом для глушения нефтяных скважин в условиях аномально низкого пластового давления и карбонатных пород-коллекторов Mardashov Dmitrii V. Мардашов Д. В. Mardashov Dmitrii V. Mardashov_DV@pers.spmi.ru 0000-0001-6193-9490 Санкт-Петербургский горный университет (Россия) Saint Petersburg Mining University (Russia) 16 12 2021 2021 251 617 626 18 03 2021 10 09 2021 16 12 2021 © 2021 Д. В. Мардашов © 2021 Dmitrii V. Mardashov 2021 Д. В. Мардашов Dmitrii V. Mardashov Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/14786

Глушение добывающих скважин перед проведением ремонтных работ на нефтегазоконденсатных месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки, может осложняться аномально низким пластовым давлением, карбонатным типом пород-коллекторов и высоким газовым фактором. Эти осложнения приводят к интенсивным поглощениям технологических жидкостей пластом и газопроявлениям, что, в свою очередь, способствует увеличению продолжительности глушения скважин и сроков вывода их на режим эксплуатации, снижению продуктивности и дополнительным затратам. Вследствие этого актуальной является разработка блокирующего состава, позволяющего повысить эффективность глушения скважин в сложных геолого-физических и технологических условиях эксплуатации за счет надежного перекрытия интервала перфорации (или открытого ствола) для предотвращения поглощений и прорыва газа из пласта. С целью разработки блокирующих составов проведен комплекс лабораторных исследований, включающий физико-химические (определение плотности, вязкости, термостабильности, седиментационной стабильности и др.) и исследование блокирующих и фильтрационных свойств составов при моделировании трещинного коллектора. В процессе проведения лабораторных исследований был обоснован выбор типа фракционного состава и концентрации наполнителя в блокирующих эмульсионных и полимерных составах для повышения эффективности их применения в осложненных условиях глушения нефтяных скважин. В результате лабораторных исследований и промысловых испытаний разработаны блокирующие эмульсионные и полимерные составы с кольматантом (микрокальцитом), повышающие эффективность глушения нефтяных скважин за счет предотвращения поглощений технологических жидкостей пластом и, как следствие, сохраняющие его продуктивность.

Production well killing before workover operations in late-stage oil and gas-condensate fields can be complicated by abnormally low formation pressure, carbonate type of reservoir rocks, and high gas-oil ratio. These complications lead to the intensive absorption of technological fluids by the formation and gas ingresses, which, in its turn, increases the time of killing wells and putting them on production, reduction of productivity, and additional costs. Therefore, it is crucial to develop a high-performance well-killing composition that would allow improving the efficiency of killing wells in complicated geological, physical, and technological conditions at the expense of reliable overlapping of the perforation interval (or open wellbore) to prevent gas intakes and gas outflow from the formation. To develop blocking compounds, a set of laboratory tests has been carried out, including physical and chemical (determination of density, viscosity, thermal stability, sedimentation stability, etc.) and research of blocking and filtration properties of compositions during simulation of a fractured reservoir. In the course of laboratory tests, the choice of fractional composition and polymer filler concentration was substantiated in the blocking emulsion and polymer compositions to increase the efficiency of their application under the complicated conditions of killing oil wells. As a result of laboratory research and field tests, the emulsion and polymer blocking compositions containing bridging agent (microcalcite) were developed, which increase the oil well killing efficiency by preventing the absorption of technological fluids in the formations and, as a result, preserving its productivity.

 Ключевые слова подземный ремонт скважин глушение скважин стимуляция скважин жидкость глушения скважин гидрофобная эмульсия эмульгатор кольматант Keywords wellworkover wellkilling wellstimulation well killing fluid hydrophobic emulsion emulsifier bridging agent Акимов О.В. Совершенствование технологий глушения скважин при интенсификации разработки низкопроницаемых терригенных коллекторов: Автореф. дис... канд. техн. наук. Уфа: Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2011. 24 с. Akimov O.V. Improving well killing techniques to enhance development of low-permeability terrigenous reservoirs: Avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk. Ufa: Ufimskii gosudarstvennyi neftyanoi tekhnicheskii universitet, 2011, p. 24 (in Russian). Алексеев А.А. Курс на карбонаты: Разработка карбонатных коллекторов в «Газпром нефти» // Сибирская нефть. 2017. № 138. С. 28-35. Alekseev A.A. Heading for carbonates: Developing carbonate reservoirs at “Gazprom Neft”. Sibirskaya neft. 2017. N 138, p. 28-35 (in Russian). Атвиновская Т.В. Роль жидкостей глушения в процессе ремонта скважин // Вестник ГГТУ им. П.О.Сухого. 2018. № 2. С. 34-41. Atvinovskaya T.V. Role of killing fluids in the well workover process. Vestnik GGTU im. P.O.Sukhogo. 2018. N 2, p. 34-41 (in Russian). Бриджерс К.Л. Жидкости для заканчивания и капитального ремонта скважин. М.: Институт компьютерных исследований, 2016. 236 с. Bridzhers K.L. Completion and workover fluids. Moscow: Institut kompyuternykh issledovanii, 2016, p. 236 (in Russian). Вагина Т.Ш. Разработка блокирующего состава для глушения скважин на месторождениях Западной Сибири с учетом современных требований / Т.Ш.Вагина, А.А.Гаврилова // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2014. № 6. С. 38-41. Vagina T.Sh., Gavrilova A.A. Development of blocking compositions for well killing at the western Siberian fields with account of modern requirements. Stroitelstvo neftyanykh I gazovykh skvazhin na sushe i na more. 2014. N 6, p. 38-41 (in Russian). Глушение скважин с контролем поглощения в условиях интенсификации разработки терригенных коллекторов / С.Е.Здольник, А.Н.Хандрико, О.Б.Аханкин и др. // Нефтяное хозяйство. 2007. № 11. С. 62-65. Zdolnik S.E., Khandriko A.N., Akhankin O.B. et al. Technologies of killing of wells with lost return control in conditions of an intensification of terrigenous reservoirs development. Neftyanoe khozyaistvo. 2007. N 11, p. 62-65 (in Russian). Глущенко В.Н. Загущенные бескальциевые жидкости глушения скважин / В.Н.Глущенко, О.А.Пташко // Нефть. Газ. Новации. 2013. № 10 (177). С. 58-61. Glushchenko V.N., Ptashko O.A. Thickened calcium free well kill fluid. Neft. Gaz. Novatsii. 2013. N 10 (177), p. 58-61 (in Russian). Глущенко В.Н. Призабойная зона пласта и техногенные факторы ее состояния / В.Н.Глущенко, М.А.Силин // Нефтепромысловая химия: в 5 т. Т. 3. М.: Интерконтакт Наука, 2010. 650 с. Glushchenko V.N., Silin M.A. Near-bottomhole zone and technogenic factors of its state. Neftepromyslovaya khimiya: v 5 t. Vol. 3. Moscow: Interkontakt Nauka, 2010, p. 650 (in Russian). Двойников М.В. Исследования технико-технологических параметров бурения наклонных скважин // Записки Горного института. 2017. Т. 223. С. 86-92. DOI: 10.18454/PMI.2017.1.86 Dvoinikov M.V. Research on technical and technological parameters of inclined drilling. Journal of Mining Institute. 2017. Vol. 223, p. 86-92. DOI: 10.18454/PMI.2017.1.86 Демахин С.А. Глушение скважин блок-пачками – эффективное средство сохранения фильтрационных свойств продуктивного пласта / С.А.Демахин, А.П.Меркулов, Д.Н.Касьянов // Нефть. Газ. Новации. 2015. № 1. С. 66-69. Demakhin S.A., MerkulovA.P., Kasyanov D.N. Well killing with blocking packs is an effective mean of preserving the filtration properties of the reservoir. Neft. Gaz. Novatsii. 2015. N 1, p. 66-69 (in Russian). Исламов Ш.Р. Обоснование технологии глушения нефтяных скважин перед подземным ремонтом в условиях трещинно-поровых карбонатных коллекторов: Автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб: Санкт-Петербургский горный университет, 2021. 20 с. Islamov Sh.R. Justification of oil well killing technology prior to workover in fractured-pore carbonate reservoirs: Avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk. St. Petersburg: Sankt-Peterburgskii gornyi universitet, 2021, p. 20 (in Russian). Козлов Е.Н. Особенности глушения скважин на Талаканском нефтегазоконденсатном месторождении / Е.Н.Козлов, А.В.Кустышев, Р.С.Абдуллина // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2014. № 6. С. 31-33. Kozlov E.N., Kustyshev A.V., Abdullina R.S. Some special features of wells killing at Talakansky oil-gas-condensate field. Stroitelstvo neftyanykh i gazovykh skvazhin na sushe i na more. 2014. N 6, p. 31-33 (in Russian). Крылов В.И. Основные факторы, влияющие на загрязнение продуктивных пластов, и разработка рекомендаций по повышению продуктивности скважин / В.И.Крылов, В.В.Крецул, В.М.Гимазетдинов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море. 2015. № 12. С. 31-36. Krylov V.I., Kretsul V.V., Gimazetdinov V.M. Main factors which pay impact on productive formations contamination and development of recommendations for well productivity enhancement. Stroitelstvo neftyanykh i gazovykh skvazhin na sushe i na more. 2015. N 12, p. 31-36 (in Russian). Литвиненко В.С. Технологические жидкости для повышения эффективности строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин / В.С.Литвиненко, Н.И.Николаев // Записки Горного института. 2011. Т. 194. С. 84-90. Litvinenko V.S., Nikolaev N.I. Technological fluids for increasing effectivity of construction and exploitation oil and gas wells. Journal of Mining Institute. 2011. Vol. 194, p. 84-90 (in Russian). Обоснование алгоритма выбора технологий глушения скважин / П.В.Желонин, Д.М.Мухаметшин, А.Б.Арчиков и др. // Научно-технический вестник ОАО НК «Роснефть». 2015. № 2. С. 76-81. Zhelonin P.V., Mukhametshin D.M., Archikov A.B. et al. Justification of well killing technology selection algorithm. Nauchno-tekhnicheskii vestnik OAO NK “Rosneft”. 2015. N 2, p. 76-81 (in Russian). Орлов Г.А. Применение обратных эмульсий в нефтедобыче / Г.А.Орлов, М.Ш.Кендис, В.Н.Глущенко. М.: Недра, 1991. 222 с. Orlov G.A, KendisM.Sh., Glushchenko V.N. Application of inverted emulsions in oil production. Moscow: Nedra, 1991, p. 222 (in Russian). Особенности глушения скважин в условиях трещинно-поровых карбонатных коллекторов Восточного участка Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения / Ю.В.Овчаренко, Р.Р.Гумеров, И.Ш.Базыров и др. // Нефтяное хозяйство. 2017. № 12. С. 52-55. DOI: 10.24887/0028-2448-2017-12-52-55 Ovcharenko Yu.V., Gumerov R.R., Bazyrov I.Sh. et al. Well killing specifics in conditions of fractured and porous carbonate reservoirs of the Eastern part of the Orenburgskoye oil-gas-condensate field. Neftyanoe khozyaistvo. 2017. N 12, p. 52-55. DOI: 10.24887/0028-2448-2017-12-52-55 (in Russian). Перепелкин А.С. Разработка биополимерных растворов для глушения скважин с аномально низким пластовым давлением / А.С.Перепелкин, А.Ю.Бикметов // Территория НЕФТЕГАЗ. 2014. № 6. С. 16-19. Perepelkin A.S., BikmetovA.Yu. Elaboration of biopolymer mud for wells killing with abnormally low reservoir pressure. Territoriya NEFTEGAZ. 2014. N 6, p. 16-19 (in Russian). Применение жидкостей глушения на полисахаридной основе в скважинах с низким давлением и после гидроразрыва пласта / М.А.Силин, Л.А.Магадова, Е.Г.Гаевой и др. // Нефтяное хозяйство. 2010. № 4. С. 104-106. Silin M.A., Magadova L.A., Gaevoi E.G. et al. Application of killing fluids on the polysaccharide base in wells with low pressure and after fracturing. Neftyanoe khozyaistvo. 2010. N 4, p. 104-106 (in Russian). Повышение эффективности глушения скважин Уренгойского месторождения / В.В.Дмитрук С.Н.Рахимов, А.А.Бояркин, Е.Н.Штахов // Нефтяное хозяйство. 2010. № 5. С. 130-132. Dmitruk V.V., Rakhimov S.N., Boyarkin A.A., Shtakhov E.N. Improving the effectiveness of killing wells of Urengoyskoye field. Neftyanoe khozyaistvo. 2010. N 5, p. 130-132 (in Russian). Проблемы глушения скважин Приобского месторождения и пути их решения / С.Е.Здольник, И.М.Згоба, А.Г.Телин, В.Н.Гусаков // Научно-технический вестник ОАО НК «Роснефть». 2006. № 1. С. 35-38. Zdolnik S.E., Zgoba I.M., Telin A.G., Gusakov V.N. Problems of well killing at the Priobskoye field and ways of solving them. Nauchno-tekhnicheskii vestnik OAO NK “Rosneft”. 2006. N 1, p. 35-38 (in Russian). Разработка матрицы критериев для оценки применимости жидкостей глушения / Е.В.Бойков, И.Н.Евдокимов, А.Кильмаматов и др. // Бурение и нефть. 2019. № 2. С. 20-27. Boikov E.V., Evdokimov I.N., Kilmamatov A. et al. A newly developed criteria matrix determining applicability of kill fluids. Burenie i neft. 2019. N 2, p. 20-27 (in Russian). Результаты исследований в области повышения эффективности технологий глушения скважин / И.Н.Пономарева, П.Ю.Илюшин, Д.А.Мартюшев, Р.М.Рахимзянов // Нефтяное хозяйство. 2017. №1. С. 2-5. Ponomareva I.N., Ilyushin P.Yu., Martyushev D.A., Rakhimzyanov R.M. Results of research into improving the efficiency of well killing technologies. Neftyanoe khozyaistvo. 2017. N 1, p. 2-5 (in Russian). Рогачев М.К. Повышение эффективности использования ресурсной базы жидких углеводородов в юрских отложениях Западной Сибири / М.К.Рогачев, В.В.Мухаметшин, Л.С.Кулешова // Записки Горного института. 2019. Т. 240. С. 711-715. DOI: 10.31897/PMI.2019.6.711 Rogachev M.K., Mukhametshin V.V., Kuleshova L.S. Improving the efficiency of using resource base of liquid hydrocarbons in Jurassic deposits of Western Siberia. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 240, p. 711-715. DOI: 10.31897/PMI.2019.6.711 Рогов Е.А. Исследование проницаемости призабойной зоны скважин при воздействии технологическими жидкостями // Записки Горного института. 2020. Т. 242. С. 169-173. DOI: 10.31897/PMI.2020.2.169 Rogov E.A. Study of the well near-bottomhole zone permeability during treatment by process fluids. Journal of Mining Institute. 2020. Vol. 242, p. 169-173. DOI: 10.31897/PMI.2020.2.169 Рябоконь С.А. Технологические жидкости для заканчивания и ремонта скважин. Краснодар, 2009. 338 с. Ryabokon S.A. Completion and workover process fluids. Krasnodar, 2009, p. 338 (in Russian). Технология предупреждения поглощений при проведении текущего ремонта скважин в условиях низких пластовых давлений / В.Н.Гусаков, Н.Н.Краевский, А.Ф.Хакимов и др. // Нефтяное хозяйство. 2013. № 10. С. 50-51. Gusakov V.N., Kraevskii N.N., Khakimov A.F. et al. Absorption prevention technology for well workovers under low formation pressure conditions. Neftyanoe khozyaistvo. 2013. N 10, p. 50-51 (in Russian). Токунов В.И. Технологические жидкости и составы для повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин / В.И.Токунов, А.З.Саушин. М.: Недра, 2004. 711 с. Tokunov V.I., Saushin A.Z. Process fluids and compositions to enhance oil and gas well productivity. Moscow: Nedra, 2004, p. 711 (in Russian). Шишкин А.В. Нитрат кальция – компонент жидкостей глушения и добавка в тампонажные растворы // Нефть. Газ. Новации. 2013. № 12. С. 51-53. Shishkin A.V. Calcium nitrate – component of well kill fluid and an additive to squeeze compositions. Neft. Gaz. Novatsii. 2013. N 12, p. 51-53 (in Russian). Эффективность применения облегченных эмульсий для глушения скважин при ремонтно-восстановительных работах в продуктивных пластах с аномально низкими пластовыми давлениями / И.Ю.Шихалиев, И.С.Шихалиева, В.Д.Седлярова, И.И.Шихалиева // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2014. № 6. С. 34-38. Shikhaliev I.Yu., Shikhalieva I.S., Sedlyarova V.D., Shikhalieva I.I. Efficiency of lightened emulsions application for well killing during repair-and-renewal operations in productive formations with abnormally low formation pressure. Stroitelstvo neftyanykh i gazovykh skvazhin na sushe i na more. 2014. N 6, p. 34-38 (in Russian). Khaibullina K.S. Development of an asphalt-resin-paraffin deposits inhibitor and substantiation of the technological parameters of its injection into the bottom-hole formation zone / K.S.Khaibullina, G.Yu.Korobov, A.V.Lekomtsev // Periodico Tche Quimica. 2020. Vol. 17. № 34. P. 769-781. Khaibullina K.S., Korobov G.Yu., Lekomtsev A.V. Development of an asphalt-resin-paraffin deposits inhibitor and substantiation of the technological parameters of its injection into the bottom-hole formation zone. Periodico Tche Quimica. 2020. Vol. 17. N 34, p. 769-781. Leusheva E.L. Effect of carbonate additives on dynamic filtration index of drilling mud / E.Leusheva, V.Morenov, M.Tabatabaee Moradi // International Journal of Engineering. 2020. Vol. 33. Iss. 5. P. 934-939. DOI: 10.5829/IJE.2020.33.05B.26 Leusheva E.L., Morenov V., Tabatabaee Moradi M. Effect of carbonate additives on dynamic filtration index of drilling mud. International Journal of Engineering. 2020. Vol. 33. Iss. 5, p. 934-939. DOI: 10.5829/IJE.2020.33.05B.26 Litvinenko V.S. Elaboration of a conceptual solution for the development of the Arctic shelf from seasonally flooded coastal areas / V.S.Litvinenko, M.V.Dvoynikov, V.L.Trushko // International Journal of Mining Science and Technology. DOI: 10.1016/j.ijmst.2021.09.010 Litvinenko V.S., Dvoynikov M.V., Trushko V.L. Elaboration of a conceptual solution for the development of the Arctic shelf from seasonally flooded coastal areas. International Journal of Mining Science and Technology (in press). DOI: 10.1016/j.ijmst.2021.09.010 Litvinenko V. Foreword: Sixty-year Russian history of Antarctic sub-glacial lake exploration and Arctic natural resource development // Geochemistry. 2020. Vol. 80. Iss. 3. № 125652. DOI: 10.1016/j.chemer.2020.125652 Litvinenko V. Foreword: Sixty-year Russian history of Antarctic sub-glacial lake exploration and Arctic natural resource development. Geochemistry. 2020. Vol. 80. Iss. 3. N 125652. DOI: 10.1016/j.chemer.2020.125652 Morenov V. Influence of the solid phase fractional composition on the filtration characteristics of the drilling mud / V.Morenov, E.Leusheva // International Journal of Engineering. 2019. Vol. 32. Iss. 5. P. 794-798. DOI: 10.5829/ije.2019.32.05b.22 Morenov V., Leusheva E. Influence of the solid phase fractional composition on the filtration characteristics of the drilling mud. International Journal of Engineering. 2019. Vol. 32. Iss. 5, p. 794-798. DOI: 10.5829/ije.2019.32.05b.22 Prischepa O.M. Raw material base of hard-to-extract oil reserves of Russia / O.M.Prischepa, Y.V.Nefedov, O.E.Kochneva // Periodico Tche Quimica. 2020. Vol. 17. № 34. P. 915-924. Prischepa O.M., Nefedov Y.V., Kochneva O.E. Raw material base of hard-to-extract oil reserves of Russia. Periodico Tche Quimica. 2020. Vol. 17. N 34, p. 915-924. Palyanitsina A. Peculiarities of assessing the reservoir properties of clayish reservoirs depending on the water of reservoir pressure maintenance system properties / A.Palyanitsina, A.Sukhikh // Journal of Applied Engineering Science. 2020. Vol. 18. № 1. P. 10-14. DOI: 10.5937/jaes18-24544 Palyanitsina A., Sukhikh A. Peculiarities of assessing the reservoir properties of clayish reservoirs depending on the water of reservoir pressure maintenance system properties. Journal of Applied Engineering Science. 2020. Vol. 18. N 1, p. 10-14. DOI: 10.5937/jaes18-24544 Sabukevich V.S. Rationale for selection of an oil field optimal development system in the eastern part of the Pechora sea and its calculation / V.S.Sabukevich, D.G.Podoprigora, A.M.Shagiakhmetov // Periodico Tche Quimica. 2020. Vol. 17. № 34. P. 634-655. Sabukevich V.S., Podoprigora D.G., Shagiakhmetov A.M. Rationale for selection of an oil field optimal development system in the eastern part of the Pechora sea and its calculation. Periodico Tche Quimica. 2020. Vol. 17. N 34, p. 634-655. Shagiakhmetov A.M. The study of the dependence of the rheological properties of gelforming compositions on the crack opening when modeling their flow on a rotational viscometer / A.M.Shagiakhmetov, D.G.Podoprigora, A.V.Terleyev // Periodico Tche Quimica. 2020. Vol. 17. № 34. P. 933-939. Shagiakhmetov A.M.,Podoprigora D.G., Terleyev A.V. The study of the dependence of the rheological properties ofgelforming compositions on the crack opening when modeling their flow on a rotational viscometer. Periodico Tche Quimica. 2020. Vol. 17. N 34, p. 933-939.