ДО ПИТАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ ЦЕМЕНТУВАЛЬНИХ ПРОБОК
DOI:
https://doi.org/10.31471/2304-7399-2024-19(73)-155-174Ключові слова:
свердловина, кріплення, цементувальна пробка, секційне кріплення, хвостовик.Анотація
Здійснено огляд вуглеводневого потенціалу та оцінено ресурс можливості їх видобування з надр України. Розглянуто обсяги видобування нафти і газу найбільшими державними видобувними компаніями. Акцентовано увагу на важливості активного залучення ресурсного фонду родовищ з важковидобувними запасами вуглеводнів. Науковими школами геологічного напряму підтверджено важливість та необхідність вилучення вуглеводнів, що залягають на великих і надвеликих глибинах. У таких умовах необхідно забезпечити надійне та якісне кріплення свердловин, що може бути досягнуто використанням композиційних тампонажних систем та сучасної технологічної оснастки. Встановлено, що внаслідок змішування технологічних рідин цементний камінь зазнає зниження міцнісних характеристик та погіршення експлуатаційних властивостей. Одним із методів підвищення якості кріплення полягає у використанні цементувальних пробок, що запобігають змішуванню в колоні технологічних рідин, забезпечують очищення колони труб та сигналізують завершення процесу цементування. Проаналізовано типові пробки, що використовуються під час цементування обсадних колон, а також порушення технологічного процесу, що виникає при втраті їх працездатності. На основі методів математичного та фізичного моделювання з використанням сучасних програмних продуктів інженерного проектування спроектовано цементувальні пробки різних конструкцій. Дизайном пробок враховано складні технологічні та термобаричні умови їх експлуатації. На прикладі цементувальної пробки ПП-89 показано імітаційне моделювання проходження пробки через бурильну колону, що підтвердило працездатність розробленої конструкції. Результати імітаційного моделювання для інших типорозмірів цементувальних пробок та технічних пристроїв дозволили оптимізувати конструктивні особливості манжет та підвищити надійність їх роботи. Промисловою апробацією цементувальних пробок у пристроях для секційного кріплення свердловин, а також для кріплення свердловин колонами-хвостовиками різних модифікацій підтверджено успішний дизайн пробок різного призначення та їх експлуатаційну надійність.
Посилання
«Укрнафта» у 2023 р. збільшила видобуток нафти із конденсатом на 2,9 %, газу – 5,8 %. – Режим доступу: https://interfax.com.ua/news/ economic/960651.html.
Україна у 2023 р. збільшила видобуток газу майже на 1 %. – Режим доступу: https://kosatka.media/category/gaz/news/ukrajina-u-2023-r-zbilshila-vidobutok-gazu-mayzhe-na-1.
Дорошенко В.М. Проблеми та перспективи видобування нафти на родовищах ВАТ «Укрнафта» / В.М. Дорошенко, В.Й. Прокопів // Матеріали міжнар. конф. «Нафтова і газова промисловість України: на шляху до євроінтеграції», 9 – 10 листопада 2005 р. – К., 2005. – С. 47 – 52.
Романюк О.М. Практика впровадження Production Enhancement Contracts та угод про розподіл продукції / Нафта і Газ України (oil-gas.com.ua) – Режим доступу: Практика впровадження Production Enhancement Contracts та угод про розподіл продукції | Нафта і Газ України (oil-gas.com.ua).
Лукін О.Ю. Вуглеводневий потенціал надр України та основні напрямки його освоєння / О.Ю. Лукін // Вісник Національної Академії Наук України. – 2008. – №4. – С. 56-67.
Пономаренко Г.С. Закономірності розподілу ресурсів вуглеводнів у палеозойських басейнах давніх платформ (за глибинами) / Г.С. Пономаренко, А.Б. Холодних // Геологічний журнал, 2014.– № 2 (347). –
C. 59 – 72.
Stavychnyi Ye. Fundamental principles and results of deep well lining /Ye. Stavychnyi, Y. Koroviaka, A. Ihnatov, O. Matyash, V. Rastsvietaiev // V International Conference "Essays of Mining Science and Practice. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science., 2024, 1348(1), 012077. Available from:https://doi.org/10.1088/1755-1315/1348/1/012077.
Tershak B.А. Isolation cementing of oil and gas wells of the Carpathian region / B.А. Tershak, М.B. Kovalchuk, Ye.M. Stavychnyi, A.I. Riznychuk, O.M. Fedyk, N.M. Savchuk // Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2021. No 2(79). P. 7–15. Available from: https://doi.org/10.31471/1993-9973-2021-2(79)-7-15.
Duckworth, Deborah. (2009). Metrics for Evaluating Cementing Suc-cess. Available from: https://doi.org/10.2118/120559-MS.
Temitope Ajayi, Ipsita Gupta (2019) A review of reactive transport modeling in wellbore integrity problems / Journal of Petroleum Science and EngineeringVolume 175,April 2019, Pages 785-803.Available from: https://doi.org/10.1016/j.petrol.2018.12.079.
Piatkivskyi S., Stavychnyi Ye, FemiakYa., Tershak B, Ahafonov D., Kovbasiuk M. (2024) Well rehabilitation is a promising area for increas-ing hydrocarbon production. Strojníckyčasopis – Journal of Mechanical Engineering, VOL 74, № 1, 141 – 158. Available from: https://doi.org/ 10.2478/scjme-2024-0015.
Koroviaka Ye., Stavychnyi Ye., Martsynkiv O., Ihnatov A., Yavorskyi A. Research on occurrence features and ways to improve the quality of productive hydrocarbon horizons demarcation. Naukovyi Visnyk Natsion-alnoho Hirnychoho Universytetu, 2024, № 3, P. 5-11. Available from: https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-3/005.
Durmaz, Sukru&Karbasforoushan, Hanieh&Ozbayoglu, Evren & Miska, Stefan & Yu, Mengjiao&Takach, Nicholas. (2016). Mixing of Cement Slurries During Cement Plug Setting. Available from: https://doi.org/10.2118/180338-MS.
Vytyaz, O., Chernova, O., Stavychnyi, Y., Martyniuk, R., & Ziaja, J. (2024). Increasing the reliability of oil and gas well fastening with poly-component plugging systems. Mining of Mineral Deposits, 18(3), 82-93. Available from: https://doi.org/10.33271/mining18.03.082.
Raj Kiran, Catalin Teodoriu, Younas Dadmohammadi, Runar Nygaard, David Wood, Mehdi Mokhtari, Saeed Salehi (2017) Identification and evaluation of well integrity and causes of failure of well integrity barriers (A review) Journal of Natural Gas Science and Engineering Volume 45, September 2017, PP. 511 – 526. Available from: https://doi.org/10.1016/ j.jngse.2017.05.009.
Deepwater Horizon accident investigation report. Executive sum-mary // British Petroleum. 2010. Available from: https://www.bp.com/ content/ dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/sustainability/issue-briefings/deepwater-horizon-accident-investigation-report-executive-summary.pdf.
Cementing Plug. Available from: https://www.greenenergyoilfield ser-vices.com/cementing-plug.
latch in dart wiper plug. Available from: https://www.crimsonoil field-services.com/cementing-and-casing-accessories/latch-in-dart-wiper-plug.
WDSL drillpipe dart.Available from: https://www.weatherford. com/documents/technical-specification-sheet/products-and-services/drilling /wdsl-drillpipe-dart.
Liner wiper plug Available from: https://aventusoiltools.com/wp-content/uploads/2021/06/LINER-WIPER-PLUG.pdf.
Stage cementing collarhydraulic type. Available from: https://www.pyzs-group.com/products/mechnical-stage-collar-dv-tools-113.
Jin, Ningjing& Xiao, Shuyue& Zhang, Shuo. (2019). Dissolvable Plug Solutions for Offshore Squeeze Cementing Overcoming Downhole Re-striction in North Sea. Available from:https://doi.org/10.2118/197077-MS.
Пристрій для ступеневого цементування обсадних колон: пат. 1149Україна: Е21В 33/14. №2001042809; заявл. 24.04.2001; опубл. 15.02.2002, Бюл. № 2.
Пристрій для спуску і цементування нижніх секцій обсадних ко-лон та хвостовиків: пат. 68185Україна: Е21В 33/14; опубл. 15.07.2004.
Муфта двоступінчастого цементування обсадних колон: пат. 115588 Україна: Е21В 17/02, Е21В 33/00. № u2016 09641; заявл. 19.09.2016; опубл. 25.04.2017, Бюл.№ 8.
Ставичний Є.M. Горизонтальні свердловини – досвід буріння та перспективи для нарощування видобування нафти на родовищах України / Є.M. Ставичний, Д.Ю. Агафонов, А.О. Пошивак, С.П. Тивончук, Д.А. Кекух та інші // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ, 2022. – № 4(85). – С. 71 – 86. ISSN 1993–9973. Режим доступу: https://doi.org/10.31471/1993-9973-2022-4(85)-71-86.
Ставичний Є.М. Сучасне вітчизняне технологічне обладнання для кріплення свердловин хвостовиками з колоною-фільтром / Є.M. Ставичний, Я.М. Фем’як, Б.А. Тершак, А.О. Ігнатов, С.А. Рибачук, Ю.В. Бочкур, Н.М. Савчук // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – № 1(86) (2023). – С. 54 – 63: Режим доступу: https://doi.org/ 10.31471/1993-9973-2023-1(86)-54-63.
Zou L. et al. Unconventional casing programs for subsalt ultra-deep wells with a complex pressure system: A case study on Well Wutan 1 in the Sichuan Basin / Zou Lingzhan, Mao Yuncai, Liu Wenzhong, Wang Haige, Guo Jianhua, Deng Chuanguang, Zheng Youcheng, Huang Hongchun, Li Jie, Yue Hong & Chen Gang // Natural gas industry. – 2019. – V. 6. – P. 95 – 101.
Zou, C., Qin, D., Li, P., Zheng, D., Chao, C., & Wang, Z. (2015). De-velopment and application of whole vulcanization type drill pipe plug. Drill Prod Technol, 38(5), 66-69.
Feifei, G. (2015). Research development of vulcanization technology of rubber material. Guangdong Chemical Industry, 42(7), 107-108.
Liu Yunlou, Tang Xin, Zhou Zheng, Li Bin & Zhang Yichao (2019) A new type of casing plug effectively preventing the backflow of cement slurry. Natural Gas Industry B 6 (2019) 236-239. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ngib.2018.11.015.
Yao, H., Guo, C., Ma, L., Wang, J., & Fan, Q. (2013). Analysis of plug failure in the liner cementing. China Pet Mach, 41(1), 31-35.
Elizalde, Roberto&Drevillon, Pierre-Marie. (2019). First Dual-Plug Cementing in a 4.5in Liner in Sub-Saharan Africa. Available from: https://doi.org/10.2118/197914-MS.
Caldwell, Rebecca, and Thad Scott. Plug Indicator System Prevents Calculated Volume Errors in Subsea Casing for Primary Cementing Oper-ations. Paper presented at the IADC/SPE Asia Pacific Drilling Technology Conference and Exhibition, Ho Chi Minh City, Vietnam, November 2010. Available from: https://doi.org/10.2118/133687-MS.
Gradishar, John, and Brad Michael Groesbeck. Elimination of Errors in Cement Displacement Volumes and Plug Bump-Plug Indicator System. Paper presented at the IADC/SPE Drilling Conference and Exhibition, New Orleans, Louisiana, USA, February 2010. Available from: https://doi.org/ 10.2118/128262-MS.
