Рассмотрены методические аспекты обеспечения надежности крепления буровых скважин на примере месторождений Украины, находящихся на поздней стадии разработки. Показана необходимость учета работ по интенсификации притока пластовых флюидов использованием методов влияния на призабойную зону пласта (ПЗП). Изучена динамика работ по ПЗП в буровых скважинах ОAT "Укрнефть". Рассмотрены направления обеспечения необходимого уровня показателей надежности как на этапе формирования, так и дальнейшего поддержания надежности крепления буровой скважины.

Окреслено перспективні напрямки ресурсозбереження під час будівництва свердловин родовищ ВАТ "Укрнафта". Показано, що на сьогоднішній день існують суттєві резерви підвищення ефективності буріння, у першу чергу, за рахунок зниження непродуктивних витрат часу та ресурсів. Для цього необхідно оптимізувати траєкторію та конструкцію свердловин, регламентувати і організувати технологічний процес, забезпечивши найкращі техніко-економічні показники, зробити максимально ефективним процес розкриття та освоєння продуктивних відкладів.

Розглянуто особливості застосування теорії розпізнавання образів для контролю технологічних процесів ізоляційних робіт. Проаналізовано результати робіт із встановлення ізоляційних мостів (ІМ) через підвіску труб у глибоких свердловинах родовищ Дніпровсько-Донецької западини. Показано, що на якість встановлення ІМ важливий вплив мають чинники, які визначають особливості формування структури тампонажного матеріалу з заданими технологічними властивостями у заданому інтервалі свердловини.

Изложены результаты разработки усовершенствованной технологии установки изоляционных мостов, конструкция технических средств, пример ее внедрения на скважине N 100 Гадячского газоконденсатного месторождения, а также результаты реализации при бурении глубоких нефтегазовых скважин.

Викладено результати розробки удосконаленого методу приготування тампонажних сумішей шляхом додавання капсульованих термоплавкими матеріалами наповнювачів. Досліджено властивості суспензій, сформованих з додаванням капсульованих цементів. Вивчено механізм структуроутворення запропонованого тампонажного матеріалу. Показано перспективи застосування методу приготування сумішей при кріпленні свердловин.

Изложены результаты разработки форсированного метода формирования изоляционных экранов посредством циклической обработки суспензий вяжущих материалов избыточным давлением. Исследованы свойства тампонажных суспензий, сформированных при таком режиме. Изучен механизм структурообразования предложенного тампонажного материала. Показаны перспективы применения метода приготовления смесей при креплении скважин.

Викладено результати вивчення особливостей гідратації тампонажних матеріалів надлишковим тиском. Досліджено властивості тампонажних суспензій, сформованих в даному режимі. Вивчено механізм структуроформування запропонованого тампонажного матеріалу. Показано перспективи застосування методу приготування сумішей при кріпленні свердловин.

Довговічність кріплення свердловин визначається тривалістю безаварійної роботи обсадних колон та міцністю і герметичністю заколонного простору, який формується тампонажним каменем. Для вирішення цих проблем необхідно уточнити величини навантажень, що діють на обсадні колони в різні періоди і як наслідок скоригувати методику їх розрахунку. Крім того необхідно визначити властивості тампонажного каменя та їх зміну в процесі тривалої експлуатації свердловин.

Наведено порівняльні результати якості цементного каменю, сформованого з тампонажного розчину за лабораторних умов та в свердловині 552 Долинська. Показано, що в останньому випадку камінь додатково містить суттєву домішку компонентів промивальної рідини, у тому числі баритового наповнювача. За допомогою сучасних методів дослідження вивчено структуру та компонентний склад вказаного матеріалу. Акцентовано увагу на необхідності удосконалення технологічного процесу цементування свердловин.

Розглянуто методичні аспекти забезпечення надійності заколонного простору кріплення свердловин на прикладі нафтогазових родовищ України, що перебувають на пізній стадії розробки. Показано, що для забезпечення необхідного рівня експлуатаційної надійності заколонного простору кріплення свердловини як інженерної споруди, першочергову увагу слід зосередити на показниках довговічності та ремонтоздатності. Розглянуто перспективні напрямки забезпечення необхідного рівня цих показників як на етапі формування, так і під час подальшої експлуатації кріплення свердловини.

Досліджено створення рідини для ізоляції водоносних пластів на основі реакційноздатних форполімерів поліакриламіду та полі-N-гідроксиметилакриламіду.

Розглянуто вплив просторової архітектури стовбура свердловини на роботу насосних штанг. Проведено розрахунок додаткових зусиль, викликаних тертям насосних штанг для різних типів похило-спрямованих свердловин. Проаналізовано та обгрунтовано вибір оптимальних типів профілів для споруджування свердловин на Бугруватівському родовищі.

Виконано аналіз ефективності ремонтно-ізоляційних робіт щодо ліквідації заколонних перетікань та відновлення герметичності кріплення свердловин нафтогазових родовищ України. Вивчено досвід формування та відновлення кріплення у свердловині 52-Росільнянська. Наведено результати контролю якості цементного каменя, сформованого з тампонажного розчину за умов свердловини. Показано, що цементний камінь додатково містить суттєву домішку компонентів промивальної рідини, у тому числі баритового наповнювача. За допомогою сучасних методів дослідження вивчено структуру та компонентний склад вказаного матеріалу. Розглянуто особливості виконання робіт за удосконаленою технологією.

Розглянуто досвід застосування різноманітних цементів для кріплення свердловин. Показано невідповідність типу і властивостей тампонажних матеріалів гірничо-геологічним особливостям нафтогазових родовищ України. Показано перспективні напрямки модифікування базового цементу відповідно до термобаричних та техніко-технологічних вимог операції цементування. Наведено результати контролю якості цементного каменя, сформованого з активованих, пластифікованих, дисперсно-армованих і стабілізованих матеріалів. За допомогою сучасних методів дослідження вивчено структуру та компонентний склад модифікованих композицій.

Сформульовано вимоги до промивальних рідин, призначених для первинного розкриття продуктивних пластів, обгрунтовано необхідність розроблення екологічно безпечних промивальних рідин для розкриття продуктивних пластів у свердловинах, територіально розташованих в рекреаційних зонах Бориславського нафтопромислового району. Розроблено системи інгібованих малоглинистих емульсійних промивальних рідин, до складу яких сумісно вводяться неорганічні та органічні інгібітори і вуглеводні рослинного походження вітчизняного виробництва замість нафтопродуктів, що забезпечує екологічність їх застосування. Дослідженнями властивостей малоглинистої емульсійної промивальної рідини з вмістом рицинової оливи підтверджено її структурно-реологічні, фільтраційні і мастильні властивості, практично такі ж, як із вмістом нафти. Крім цього, вони мають псевдопластичні властивості, які посилюються з підвищенням температури і належать до екологічно безпечних. Регулювання фільтраційних властивостей розробленої промивальної рідини здійснюється традиційними хімічними реагентами (КМЦ, КССБ). Для регулювання структурно-реологічних показників промивальної рідини застосовується розроблений авторами екологічно безпечний органоколоїд "Премікс О". Встановлено, що промивальна рідина з вмістом екологічно безпечних складових забезпечує високу якість первинного розкриття продуктивних пластів з коефіцієнтом відновлення проникності керна до 95 - 100 %.

Розроблено компонентний склад промивальної рідини з вмістом рицинової оливи як вуглеводневої фази замість нафти. Наведено результати досліджень технологічних властивостей промивальної рідини з використанням розроблених екологічно безпечних хімічних реагентів органоколоїда "Премікс О" і піногасника "Премікс Д".

Охарактеризовано гірничо-геологічні особливості спорудження свердловин на унікальному Верхньомасловецькому родовищі ПАТ "Укрнафта". Розглянуто основні техніко-технологічні інциденти, причини їх виникнення та методи ліквідації. Встановлено, що найбільшою проблемою є порушення цілісності стінок свердловини та інтенсивні поглинання технологічних рідин, обумовлені геологічними особливостями "Бориславського пісковика". На прикладі свердловини № 103 відображено досвід успішної реалізації проєкту, зокрема, траєкторію стовбура, умови вибору та застосування для успішного первинного розкриття продуктивних горизонтів. Відтворено виклики та рішення щодо кріплення свердловини експлуатаційною колоною. Акцентовано увагу на ефективності використання інноваційних композиційних тампонажних систем вітчизняного виробництва. Керувати процесами структуроутворення таких матеріалів можна застосуванням сучасних матеріалів модифікаторів, зокрема крентів, використання яких потенційно здатне забезпечити кероване вирощування армувальних кристалів, забезпечуючи своєрідний синтез каменю під час його тверднення та створюючи передумови до "самозаліковування" порушеної структури. Зокрема, для цементування експлуатаційної колони застосовано спроєктовані з урахуванням інноваційного принципу "тандему технологій", стабілізовані тампонажні суміші з ефектом розширення YNG-Cem-EA50-LF, YNG-Cem-EALW-LF та стабілізовану буферну суміш з підвищеними відмиваючими та розділяючими властивостями YNG-Cem-DSM. Зазначені матеріали характеризуються високою стабільністю, мінімальними фільтраційними показниками, а також керованістю поверхневого натягу фільтрату дисперсійного середовища, що практично нівелює потенційно негативний вплив кріплення на колекторські властивості продуктивних пластів. Розглянуто технологічні особливості успішного застосування зазначених матеріалів у складних гірничо-геологічних умовах з урахуванням ризиків поглинань. Результати дозволяють оптимізувати подальші роботи на Верхньомасловецькому родовищі та родовищах із аналогічними гірничо-геологічними умовами.

Наведено стилий огляд історичного розвитку буріння похило-спрямованих та горизонтальних свердловин. На основі аналізу буріння горизонтальних свердловин в Україні встановлено, що успішність реалізації проєктів зі споруджування свердловин складного профілю може бути досягнута шляхом побудови детальної цифрової геологічної та гідродинамічної моделі цільового об'єкта, інтерактивного геолого-геофізичного супроводу (геонавігації) та впровадження сучасних технологічних рішень у процесі їх буріння. Показано, як використання якісно нового рівня цифрового геологічного та гідродинамічного моделювання продуктивних горизонтів Б-9 та Б-10 Великобубнівського родовища на основі детальної динамічної переобробки та переінтерпретації сейсмічних матеріалів із залученням всієї наявної геофізичної та промислово-геологічної інформації дозволило з високою точністю вибрати оптимальне місце для розташування горизонтальної свердловини та провести геолого-геофізичний моніторинг її буріння. На прикладі свердловини 119Г-Великобубнівська описано основні технологічні етапи робіт для її планування, проєктування та буріння. Охарактеризовано вимоги до промивальних рідин для буріння похило-спрямованої та горизонтальної ділянок профілю. Встановлено, що для свердловин зі складною просторовою архітектурою параметри бурових промивальних рідин повинні мати необхідні структурно-реолологічні та триботехнічні властивості, високі інгібуючі та мінімальні фільтраційні властивості, а також забезпечити стійкість пристовбурного масиву гірських порід, безаварійне поглиблення та мінімізувати негативний вплив на колекторські властивості продуктивних горизонтів. На основі системного аналізу підтверджено необхідність застосування розширних дисперсно-армованих стабілізованих тампонажних матеріалів на основі композиційних цементів та спеціалізованих буферних рідин. Охарактеризовано основні функціональні критерії застосовуваних буферних систем. Наведено графічну інтерпретацію дослідження тампонажного розчину та його рецептуру. Встановлено необхідність використання композиційних цементів для забезпечення якісного розмежування горизонтів та проведення надійного ізолювання заколонного простору. Розглянуто реалізацію проєкту 119Г-Великобубнівська та проаналізовано результати буріння горизонтальних свердловин в ПАТ "Укрнафта". Успішне споруджування горизонтальних свердловин підтверджує ефективність їх буріння в умовах родовищ України для збільшення видобутку вуглеводнів.

Навчальний посібник складено згідно з навчальною програмою дисципліни «Тампонажні системи» для студентів другого (магістерського) рівня вищої освіти, які навчаються за спеціальностями 184 «Гірництво» (ОПП «Буріння нафтових і газових свердловин») та 185 «Нафтогазова інженерія та техно¬логії» (ОПП «Пошукове, розвідувальне та експлуатаційне бу¬ріння нафтових і газових свердловин»). Призначений для до¬помоги у вивченні дисципліни студентами усіх форм навчання. Рекомендовано студентам для самостійної роботи та виконання окремих розділів магістерських робіт.