Нетрадиционный вызов: можно ли остановить разрушение обсадной колонны при ГРП?

В последние годы сланцевые производители во всем мире поняли, что они не могут воспринимать целостность ствола скважин как нечто само собой разумеющееся.

В ходе закачивающих обработок взаимодействие гидроразрыва пласта и геомеханики пласта приводит к деформации и даже сдвигу стальной обсадной колонны. В худшем случае это означает, что некоторые операторы потеряли доступ к длинным участкам ствола скважины еще до того, как она добудет хотя бы один баррель нефти.

В большинстве случаев это не рассматривается как межскважинная проблема, аналогичная ГРП. Скорее, это считается внутрискважинным явлением. Проблема может принимать различные формы и не имеет универсального драйвера.

Джордж Кинг, независимый консультант и ведущий технический специалист по гидроразрыву пласта, отмечает, что затрагиваются не все нетрадиционные активы, что указывает на то, что геология и понимание структуры горной породы имеют значение. Однако информация, которую он получил от операторов-клиентов, показывает, что на некоторых месторождениях сланцевой и трудноизвлекаемой нефти в США от 20% до 30% горизонтальных скважин в той или иной степени подвержены воздействию.

«Иногда дело в цементной опоре, а иногда в самой обсадной колонне», — сказал Кинг, перечислив две основные причины проблемы. Он добавил, что деформация обсадной колонны является «артефактом некоторого повреждения, которое мы наблюдаем прямо сейчас в области гидроразрыва и [во время] периода гидроразрыва».

Распространенная версия проблемы возникает после того, как всего лишь несколько стадий на подошве горизонтальной скважины были разрушены. Когда еще одну пробку закачивают в скважину для продолжения заканчивания, она внезапно останавливается на расстоянии от 1000 до 5000 футов от своей цели. Это могло произойти в повороте, а могло быть где-то глубоко в боковой части.

Часто деформацию описывают как овальную. Если ограничение занимает гораздо больше, чем десятая часть дюйма исходного внутреннего диаметра трубы, существует вероятность того, что нестимулированные этапы за пределами точки остановки будут потеряны для традиционных методов «подключи и работай». Иногда этой участи можно избежать, используя перфорационные пистолеты с тонким профилем, но в этом случае для замены обычных пробок все равно необходимы другие изоляционные технологии.

С этой проблемой столкнулись нетрадиционные операторы в Китае, Аргентине, Канаде и США. В ответ техническое сообщество недавно активизировало усилия по сотрудничеству на отраслевых конференциях, чтобы найти ответы.

В Китае эта проблема, по-видимому, более распространена в расчете на каждую скважину. Национальные нефтяные компании, работающие в бассейне Сычуань, самой активной нетрадиционной зоне страны, сообщили, что более 40% газовых скважин испытали деформацию или поломку обсадной колонны. Как и их американские коллеги, китайские операторы обычно осознают проблему во время запуска инструмента после ГРП.

Аргентинская Вака Муэрта также не застрахована. В техническом документе 2015 года, написанном в соавторстве исследователями из Chevron и YPF (URTeC 178620), сдвиг и ограничения обсадной колонны рассматриваются как обычные явления, «крайне вредные для работы скважины».

Объясняя, почему эта проблема возникает сегодня, спустя более десяти лет после начала сланцевой революции, эксперты сразу же отмечают, что многое изменилось со времени первых горизонтально пробуренных скважин с гидроразрывом пласта.

"Сегодня проблема в том, что они не делают только четыре или пять трещин", как это делали операторы на заре нетрадиционных исследований, - объяснил Араш Дахи-Талегани, доцент кафедры нефтяного машиностроения в Университете штата Пенсильвания. «Иногда у вас есть 150–200 переломов, которые близко расположены друг к другу, и частота инъекций высока». Он добавил, что новые технологии отклонителей также могут сыграть свою роль, поскольку их задача заключается в создании давления вблизи ствола скважины. «Все эти вещи могут создать слишком большую нагрузку на корпус, чего не было раньше».

Дахи-Талегани изучил как американскую, так и китайскую сторону проблемы. Он сказал, что теории о деформации обсадной колонны все еще развиваются, но подтвердил, что существует множество причин.

Они могут работать независимо, но гораздо более вероятно, что совокупность условий поставит под угрозу целостность ствола скважины. Наиболее широко признанные триггерные механизмы отражают то, что и планирование скважин, и природа играют свою роль.