Месте и характере прихвата обсадных труб горными по­родами

В конечном счете главным критерием оценки технического состояния обсаженной скважины является качество изоляции за­колонного пространства и герметичность обсадной колонны на момент проведения геофизических исследований [45]. Некачественная изоляция заколонного пространства свя­зана в основном с наличием в цементном кольце участков мало­прочного цементного камня с повышенной водопроницаемостью и различных структурных дефектов, нарушающих его сплошность: пустот, вертикальных каналов, трещин и микрозазоров на гра­нице цементного кольца с колонной и породой [46]. По своему происхождению дефекты цементного кольца можно разделить на первичные, т.е. образующиеся до начала эксплуатации продуктивных интервалов, и вторичные, которые возникают в процессе длительной эксплуатации скважи­ны.

Образование дефектов первичного типа обусловлено, в основном, влиянием технологии буровых и тампонажных работ, выб­ранными режимами ОЗЦ, опрессовки и перфорации обсадной колонны [47].

Образование дефектов вторичного типа обусловлено, глав­ным образом, режимом эксплуатации продуктивных интервалов, агрессивностью изолированных пластовых вод и добываемого продукта, коррозионной стойкостью цементного камня и обсад­ной колонны [48].

Причиной образования первичных дефектов является, как правило, несовершенство некоторых технологических операций проведения буровых и тампонажных работ, при которых не учи­тываются геологические и гидрогеологические особенности кон­кретного района работ, а именно:

а) ухудшение реологических свойств буровых растворов
приводит к интенсивному кавернообразованию в стволе скважины, что существенно влияет на однородность заполняющей заколонное пространство тампонажной смеси, снижая тем самым прочностные характеристики цементного камня, а также вызыва­ет недоподъем уровня цементного раствора до расчетной высоты;

б) проведение тампонажных работ в районах с АВПД и АНПД
вызывает либо интенсивные нефтегазопроявления, приводящие к
образованию переточных каналов в цементном камне, либо гидроразрыв пластов и значительный недоподъем тампонажной смеси;

в) применение лежалых цементов, а также отсутствие ста­билизирующих и ускоряющих добавок приводит к седиментационной неустойчивости тампонажного раствора и расслоению его на твердую и жидкую фазы на всем интервале заполненного им затрубного пространства;

г) опрессовка и перфорация колонны не в оптимальном режиме при определенных условиях приводят к образованию дефек­тов цементирования контактного типа (микрозазоров) либо вертикальных трещин в цементном кольце, предпосылки проявления которых возникли еще на стадии формирования (твердения) це­ментного камня в период ОЗЦ.

Контактные дефекты на границах цементного кольца с ко­лонной и породой возникают, в основном, за счет усадочных деформаций последнего, причем преобладающее влияние на знак объемной деформации цементного кольца (расширение, либо усад­ка) оказывает влагосодержание окружающей среды. При дефиците влаги, который проявляется, в основном, в интервалах мало­проницаемых, плотных пород и межколонных промежутков, форми­рование цементного камня происходит, в основном, с усадочны­ми деформациями по наружной (с породой) контактной границе, что существенно снижает плотность этого контакта. При избыт­ке влаги (против проницаемых водоносных пластов) цементный камень формируется в более благоприятных условиях, которые способствуют проявлению, в основном, деформаций расширения, которые предотвращают появление контактных дефектов [49].

Под воздействием операции опрессовки и перфорации об­садная колонна расширяется и передает растягивающую деформа­цию на цементное кольцо, имеющее с ним плотный контакт по внутренней поверхности, которое также увеличивает свой диа­метр, а цементное кольцо в интервалах с неплотной внешней опорой на стенку скважины, образовавшейся за счет усадочной деформации по наружной поверхности, в исходное положение уже не возвращается, что приводит к образованию ослабленного контакта цементного кольца непосредственно с самой колонной [50].

Дефекты цементирования вторичного типа образуются в течение периода эксплуатации скважины. Они связаны, в основ­ном, с разрушающим воздействием окружающих пластовых вод на цементный камень в затрубном пространстве скважины. В случае наличия в составе продукта и пластовых вод сероводорода или углекислоты процесс коррозии и разрушения цементного камня существенно ускоряется: значительно снижается механическая прочность, уменьшается объемная плотность и происходит ос­лабление адгезионных связей с поверхностью колонны, приводя­щее к развитию обширных контактных дефектов (микрозазоров), которые являются самым распространенным типом нарушений сплошности цементного камня в затрубном пространстве скважин эксплуатационного фонда [51].

Исследованиями было установлено, что распределение типов дефектов претерпевает существенное изменение во времени, начиная с момента завершения строи­тельства скважины и на протяжении всего периода ее эксплуа­тации. Так со временем доля дефектов контактного типа малой раскрытости уменьшается, а доля дефектов средней и большей раскрытости - увеличивается. Это является следствием проте­кания интенсивных процессов коррозии цементного камня агрес­сивными пластовыми водами.

Дефекты цементирования независимо от времени их образо­вания (первичные или вторичные) в каждый конкретный момент времени по степени их влияния на фактическую изоляцию заколонного пространства могут быть, в свою очередь, подразделе­ны на дефекты активного и пассивного типов:

а) активными являются дефекты, по которым в данный мо­мент происходит движение жидкости между водопроявляющим пластом и соседними горизонтами, либо непосредственно на дневную поверхность;