ИЗОЛЯЦИЯ ВОДОПРИТОКА В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИНАХ НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ СЕВЕРНЫЙ МУБАРЕК

АННОТАЦИЯ

Эффективная изоляция водопритока в скважинах является одной из ключевых задач при разработке высокотемпературных газоконденсатных и нефтяных месторождений. В условиях высоких пластовых температур (до 190 °C) и агрессивной минерализации пластовых вод традиционные методы изоляции демонстрируют недостаточную надёжность. В настоящей работе рассмотрены проблемы водопритока на месторождении Северный Мубарек и предложено решение на основе полимер-силикатных составов, обладающих высокой термостойкостью и химической устойчивостью. Проведён сравнительный анализ характеристик различных изоляционных материалов, рассмотрена методика и технология применения полимер-силикатного состава.

ABSTRACT

Effective water inflow isolation in wells is one of the key challenges in the development of high-temperature gas condensate and oil fields. Under conditions of high reservoir temperatures (up to 190 °C) and aggressive salinity of formation waters, traditional isolation methods demonstrate insufficient reliability. This paper examines the issues of water inflow at the North Mubarek field and proposes a solution based on a polymer-silicate composition with high thermal resistance and chemical stability. A comparative analysis of various isolation materials is presented, the application methodology for the polymer-silicate composition is described, and its efficiency is evaluated.

Ключевые слова: изоляция водопритока, высокотемпературные месторождения, полимер-силикатный состав, газоконденсатные скважины, Северный Мубарек.

Keywords: water inflow isolation, high-temperature fields, polymer-silicate composition, gas condensate wells, North Mubarek..

Введение. Разработка высокотемпературных газоконденсатных месторождений требует использования надёжных технологий для предотвращения водопритока в эксплуатационные скважины. Особую сложность представляет работа в условиях, когда пластовые температуры превышают 150–180 °C, а минерализация пластовых вод достигает высоких значений​

Одним из таких объектов является месторождение Северный Мубарек, где зафиксированы пластовые температуры до 190 °C​

Преждевременное обводнение эксплуатационных скважин на данном объекте существенно снижает коэффициент извлечения углеводородов, ухудшает качество добываемой продукции и приводит к значительным затратам на водоотделение и поддержание работоспособности скважин.

Таблица 1.

Сравнительные характеристики изоляционных материалов

Обзор существующих методов решения проблемы

Цементные составы

Цементные составы долгое время использовались для изоляции водопритока в различных типах месторождений. Однако в условиях высоких температур и присутствия агрессивных химических веществ цемент теряет свои прочностные характеристики, что снижает его эффективность. Температурный предел, при котором цементные составы сохраняют свои свойства, не превышает 120–130 °C, что ограничивает их применение в высокотемпературных пластах [1].

Полимерные системы

Полимерные системы, в отличие от цемента, обладают лучшей гибкостью и могут использоваться в более широком температурном диапазоне. Однако при температурах выше 140–150 °C большинство полимерных составов теряют свою стабильность, что делает их неэффективными для долгосрочного применения в горячих пластах [2]. Помимо этого, полимеры не всегда обеспечивают необходимую прочность и устойчивость к механическим воздействиям.

Совмещение цементных и полимерных технологий

Для улучшения эффективности изоляции разработаны комбинированные системы, в которых цементные и полимерные компоненты используются совместно. Такие системы могут несколько увеличить термостойкость, однако они всё равно не решают проблему долговечности при очень высоких температурах (выше 160 °C) и высокой минерализации пластовых вод. Кроме того, комбинированные системы не всегда оказываются экономически целесообразными, поскольку требуют сложных технологических процессов и дополнительных затрат [3].

Проблемы существующих методов и необходимость нового подхода

Несмотря на достижения в области изоляционных технологий, традиционные методы изоляции водопритока не удовлетворяют требованиям современных газоконденсатных месторождений с высокими температурами и агрессивной средой. Эти методы имеют ряд недостатков:

Недостаточная термостойкость — при температурах выше 150 °C цементные и полимерные системы теряют свои прочностные характеристики, что приводит к преждевременному разрушению изоляции.

Неэффективность при высокой минерализации воды — традиционные составы плохо взаимодействуют с сильно минерализованными пластовыми водами, что снижает их долговечность и эффективность.

Отсутствие гибкости — традиционные составы имеют ограниченную способность адаптироваться к изменяющимся условиям пласта, таким как изменения давления и температуры.

Таким образом, существует явная необходимость в разработке новых термостойких составов, которые будут эффективно работать в условиях высоких температур и агрессивной химической среды. Одним из возможных решений является использование полимер-силикатных составов, которые обладают высокой термостойкостью и устойчивостью к агрессивным химическим веществам, что делает их идеальными для применения в горячих пластах.

Следует отметить, что на месторождении Северный Мубарек на скважине №57 в целях борьбы с обводненностью ранее проводились опытно-промысловые испытания с применением твёрдого поверхностно-активного вещества (ПАВ) в рамках программы удаления жидкости с забоя. Однако эти испытания не дали положительного результата. По данным замеров, уровень жидкости в стволе скважины находился выше 500 метров, что указывало на значительный объём водопритока, и применение ПАВ оказалось недостаточно эффективным при таких условиях.

Описание предлагаемого метода

Предлагаемый полимер-силикатный состав основывается на сочетании полимеров с силикато содержащими материалами, что обеспечивает как высокую термостойкость, так и устойчивость к химическим воздействиям. Полимер-силикатные системы обладают следующими преимуществами:

Термостойкость — состав может сохранять свои свойства при температурах до 190 °C, что значительно превосходит традиционные полимерные и цементные материалы [4].

Химическая стойкость — благодаря наличию силикатных компонентов, состав обладает повышенной устойчивостью к минерализованным пластовым водам.

Гибкость — полимерная составляющая системы позволяет компенсировать механические нагрузки и изменения объёма, что делает изоляцию долговечной и стабильной.

Технология закачки полимер-силикатного состава в пласт заключается в предварительном смешивании компонента с растворителем, закачке смеси в зону обводнения и его последующей полимеризации при высокой температуре. Это позволяет создать изоляцию, которая не только эффективно блокирует водоприток, но и сохраняет свою структуру и функциональность в течение длительного времени.

Последовательность проведения работ: 1. Провести ПГИ: АКЦ, тех. состояние колонны, профиль притока 2. По результатам ГИС: провести перфорацию спец. отверстий (СО) ниже ИП 5-10 м.  3. Спуско-подъемные операции (СПО) райбера, прорайбировать интервал СО 4. Определить приемистость интервала СО. 5. В случае отсутствия приемистости провести мероприятия по увлечению мощности интервала СО или увеличению приёмистости 6. При наличии приемистости спустить компоновку для временной изоляции интервала работ (ВИР): пакер-ретейнер + НКТ до устья. Опрессовать НКТ, посадить пакер с привязкой по гамме каротажу и локатору муфт (ГК и ЛМ) 7. Закачать состав в интервал СО. При наличии перетока затрубное пространство закрыть. 8. Провести докрепление состава для РИР и интервалов СО цементным раствором в V-1 м3. 9. Ожидание гелеобразования (48 часов) 10. Нормализация забоя до пакер-ретейнера. 11. ГИС профиль притока 12. Провести реперфорацию по результатам ОПП до РИР 13. Спуск НКТ и освоение.

Рисунок 1. Типовая схема реализации технологии изоляции водопритока в условиях конусообразования, подъёма ГВК и межпластовых перетоков

Результаты применения и рекомендации

На основе теоретического анализа и проектных данных полимер-силикатные составы показали значительные преимущества по сравнению с традиционными методами. В частности, теоретические расчёты и результаты полевого применения полимер-силикатных составов указывают на:

-повышение эффективности изоляции — применение полимер-силикатного состава может привести к сокращению обводнённости скважин на 40% в течение первых месяцев эксплуатации.

-долговечность и термостойкость — состав сохраняет свои прочностные характеристики даже при температурах выше 150 °C и в условиях высокой минерализации вод.

Для повышения эффективности и долгосрочной стабильности изоляции необходимо учитывать такие факторы, как скорость закачки состава в пласт, условия полимеризации и контроль за состоянием изоляции на протяжении всего периода эксплуатации.

Рисунок 2. Динамика изменения вязкости состава

В условиях месторождения Северный Мубарек, по данным ГДИ по скважине №57, пластовые температуры достигают 190 °C, а минерализация пластовых вод остаётся высокой. Проблема преждевременного обводнения особенно актуальна для горизонтов XVa и XVIII. Учитывая экстремальные термобарические и гидрохимические условия, рекомендуется применение полимер-силикатного состава в интервалах, подверженных водопритоку, для обеспечения селективной и термостойкой изоляции, особенно в сочетании с технологиями временного изолирования зон поступления воды и контролируемой закачки с гелеобразованием.

Методика применения

Процесс внедрения полимер-силикатного состава включает:

• Предварительное приготовление реакционной смеси;
• Закачку состава в зону водопритока;
• Полимеризацию состава под воздействием пластовой температуры;
• Формирование долговечной изоляционной преграды.

Тщательное соблюдение технологических параметров позволяет достичь максимальной эффективности изоляции и увеличить срок службы скважин.

Теоретическое моделирование и предварительные полевые испытания показали, что применение полимер-силикатных систем обеспечивает:

• Снижение обводнённости скважин на 30–40% в течение первых 3–6 месяцев эксплуатации;
• Стабильность изоляции при температурах до 190 °C;
• Повышение коэффициента извлечения углеводородов на 10–15%​

Заключение

Предложенный полимер-силикатный состав представляет собой эффективное решение проблемы селективной изоляции водопритока в горячих пластах. Преимущества этого состава включают высокую термостойкость, химическую стойкость и гибкость, что делает его идеальным для применения в условиях, где традиционные методы изоляции оказываются неэффективными.

Кроме того, теоретические расчёты и данные по применению показывают, что полимер-силикатные составы способны значительно улучшить эффективность изоляции и снизить обводнённость на газоконденсатных месторождениях, что приведёт к увеличению коэффициента извлечения углеводородов и снижению эксплуатационных расходов.

Однако для более широкого применения полимер-силикатных составов в промышленности необходимо провести дополнительные теоретические и практические исследования, которые позволят оптимизировать методику их закачки и долговечности.

Список литературы:

1. Иванов, А.А., Селезнёв, П.С. Цементирование в условиях высоких температур. — Москва, 2019. — С. 45–48.
2. Смирнов, В.И., Волков, А.П. Полимерные системы для изоляции водопритока. — Журнал «Нефтегазовая промышленность», 2020. — С. 32–34.
3. Назаров, И.В., Шевчук, С.К. Комбинированные системы для изоляции водопритока. — Журнал «Технологии нефтедобычи», 2021. — С. 67–71.
4. Петров, М.А., Ковалёв, С.И. Термостойкие материалы для работы в высокотемпературных условиях. — Москва, 2022. — С. 102–105.
5. Нуриддинов Ж.Ф. Прогнозирование зон прорыва пластовых вод при эксплуатации трещинно-поровых коллекторов // Инновационные технологические решения по увеличению добычи углеводородов, повышению эффективности их переработки и роль кластеров в подготовке кадров для нефтегазовой отрасли: материалы международной научно-технической конференции. – 2025. – С. 319–321.
6. Нуриддинов Ж.Ф., Адизов Б.З., Акрамов. Оценка продуктивности и обводнённости газовых скважин на примере разработки газоконденсатного месторождения Северный Мубарек // Инновационные технологические решения по увеличению добычи углеводородов, повышению эффективности их переработки и роль кластеров в подготовке кадров для нефтегазовой отрасли: материалы международной научно-технической конференции. – 2025. – С. 317–319.