Способ цементирования скважин

. БахК. Кар овате едования сложненКрепление М., НедВлияние емента с енок скваирование 117 в 1,ТИРОВАбработкуной жид ора в об продавку(54)(57 НИЯ С цементнокости, псадную Рь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ(71) Среднеазиатский научно-исслеский институт природного газа(56) 1. Вязельщиков В. М. Исслпо цементированию скважин в оных условиях Туркмении. В сб.скважин и разобщение пластов.ра, 1964, с. 135-139.2. Мариампольский Н. А. и драктивных добавок на сцепление цобсадочными трубами и породой стжины. - В сб.: Промывка и цементскважин, М., Недра, 1973, с. 1. СПОСОБ ЦЕМЕН ВАЖИН, включающий о го раствора и продавоч окачку цементного раств олонну и последующуюего продавочной жидкостью в затрубное пространство, отличающийся тем, что, с целью повышения качества цементирования за счет увеличения силы сцепления цемента с породой стенок скважины и металлом обсадной колонны, обработку цементного раствора и продавочной жидкости последовательно осуществляют в поле электрического тока диафрагменного электролизера, причем цементный раствор - в зоне отрицательного электрода до величины редокспотенциала от - 600 до - 800 мВ, а продавочную жидкость - в зоне положительного электрода до величины редокс-потенциала в пределах от + 600 до + 800 мВ, и последовательно прокачивают их в скважину в течение времени, меньшего, чем время электрохимической релаксации цементного раствора,2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что продолжительность времени закачки цементного раствора и продавки его продавочной жидкостью в соответствии с периодом электрохимической релаксации цементного раствора выбирают 10 в 180 мин.Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей,и может быть использовано при цементировани скважин.Известен способ цементирования скважин, при котором повышение прочности сцеп 5ления цементного камня с породой и обсадными трубами обеспечивается добавкамипеска (10 - ЗОО/о) или химических реагентов (0,5-1,0 О/о). При,этом достигается необходимая герметичность затрубного пространства. Прочность сцепления камня спородой и обсадной колонной возрастает в1,5-2,0 раза 1,Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ цементирования скважин,включающий обработку цементного раствора и продавочной жидкости, прокачку цементного раствора в обсадную колонну ипоследующую продавку его продавочнойжидкостью в затрубное пространство 2.гоОсновным недостатком известных способов является то, что они практически не могут влиять на состояние глинистых корок на стенке скважины и поверхности труб, которые снижают прочность сцепления с цементным камнем. Кроме того, добавки песка оказывают ощутимые результаты только в больших количествах (20-30 мас.о/о), снижая прочность цементного камня в холодных сква- ЗО жинах. Тампонажные растворы, содержащие песок, нестабильны. Песок из них вьшадает. Химические реагенты в значительной степени влияют на сроки схватывания,Цель изобретения - повышение качества цементирования за счет увеличения силы сцепления цемента с породой стенок скважины и металлом обсадной колонны.Поставленная цель достигается тем, что по способу цементирования скважин, включающему обработку цементного раствора 40 и продавочной жидкости, прокачку цементного раствора в обсадную колонну и.последующую продавку его продавочной жидкостью в затрубное пространство, обработку цементного раствора и продавочной жидкости последовательно осуществляют в поле электрического тока диафрагменного электролизера, причем цементный раствор - в зоне отрицательного электрода до величины редокс-потенциала от - 600 до - 800 мВ, а продавочную жидкость - в зоне положительногоо электрода до величины редокс-потенциала от + 600 до + 800 мВ, и последовательно прокачивают их в скважину в течение времени, меньшего, чем время электрохимической релаксации цементного раствора.55Продолжительность времени закачки . цементного раствора и продавки его продавочной жидкостью в соответствии с периодом электрохимической релаксации цементного раствора выбирают 10 - 180 мин,Способ осугцествляется следующим образом.Цементный раствор в процессе прокачки его в скважину на поверхности подвергается электрообработке в зоне отрицательного электрода диафрагменного электрол изера при редокс-потенциале от - 600 до - 800 мВ.Период прокачки цементного раствора в скважину и продавки его продавочной жидкостью до завершения процесса цементирования выбирают в соответствии с периодом электрохимической релаксации этого раствора 10 - 180 мин.Прокачиваемая вслед за цементнымраствором продавочная жидкость подвергается на поверхности электрообработке в зонеположительного электрода диафрагменногоэлектролизера при редокс-потенциале от+ 600 до + 800 мВ.В качестве диафрагменного электролизера может быть использован любой из известных электролизеров.Обеспечение разности потенциалов между цементным раствором, породой и обсадной колонной достигается следующим образом.Известно, что порода ствола скважиныимеет положительный . редокс-потенциал,равный + 200 мВ, Контактирующий с породой тампонажный раствор имеет редокс-потенциал от - 600 до - 800 мВ. Металлическая обсадная колонна к концу цементирования приобретает заряд продавочнойжидкости, редокс-потенциал которой составляет от + 600 до + 800 мВ, Против неерасположен тампонажный раствор, имеющий редокс-потенциал отдо -800 мВ.При величине редокс-потенциала цементного раствора больше - 600 мВ, а продавочной жидкости меньше + 600 мВ разностьпотенциалов на контакте порода-цементныйраствор, цементный раствор - обсаднаяколонна недостаточна для интенсификациипротекающих здесь реакций, что приводитлишь к незначительному росту силы сцепления,При величине редокс-потенциала цементного раствора меньше - 800 мВ, а продавочной жидкости больше + 800 мВ дальнейший прирост интенсификации реакций в контактной зоне незначителен и не оправдывается возрастающими затратами электроэнергии,Благодаря равномерному распределению зарядов по контактирующим поверхностям и возникновению дополнительных процессов взаимодействия наличие глинистой корки на породе и глинистой пленки на обсадной колонне в меньшей степени сказывается на силе сцепления, чем при известных способах цементирования,1134699 Составитель Е.Молчанова Редактор И. Рыбченко Техред И. Верес Ко р ректор О. Ти го р Заказ 10051/29 Тираж 540 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП сПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Пример. Готовят стандартный цементный раствор с в/ц 0,5 согласно требованиям ГОСТ 1581-78, который делят на две части.Часть цементного раствора используют в качестве контрольной, часть подвергают электрообработке в отрицательной зоне диафрагменного электролизера до редокс-потенциала - 800 мВ,Электрообработанную пробу делят на 2 части, каждую из которых заливают в форму специального приспособления. В одной форме электрообработанный цемент контактирует с влажной породой, редокс-потенциал которой составляет + 200 мВ, в другой - с образцом металла обсадной колонны, редокс-потенциал которого составляет + 800 мВ. Подачу электрического тока к металлу и влажной породе с целью обеспечения необходимой величины разности потенциалов осуществляют с помощью стабилизатора постоянного тока П 138. Контрольную пробу также делят на две части, каждую из которых заливают в форму. В одной форме цементный раствор контактирует с породой, в другой - с металлическим образцом. В обоих указанных случаях ток к образцам не подают.Все пробы, залитые в формы специального приспособления, выдерживают в течение 4 сут. 1 осле затвердевания цемента определяют усилие на отрыв его от породы и металла.Усилие на отрыв цементного камня, об 5разован ного электрообработанным раствором, составляет: от породы 3,10 кгс/сми от металла 4,90 кгс/сма. Усилие на отрыв цементного камня, образованного контрольн ым раствором, составляет: от породы 1,87 кгс/сма и от металла 3,09 кгс/см.1 О Таким образом, электрообработка цементного раствора в зоне отрицательного электрода при обеспечении положительного потенциала на породе и обсадной колонне повышает силу сцепления. Кроме того, опре 15 деляют сроки схватывания, растекаемости прочность камня двухсуточного хранения (по ГОСТ 1581-78) для электрообработанного при вышеуказаннь 1 х редокс-потенциалах цементного раствора. Установлено, что электрообработка практически не влия 20 ет на сроки схватывания цементного раствора, повышая в среднем на 14% его растекаемость. Прочность камня на изгиб двухсуточного возраста в результате электрообработки в среднем возрастает на 18%.Изобретение обеспечивает сокращениедобавок реагентов, повышающих сцепление цемента с породой и обсадной колонной, на00%, повышение падеж ности и времени эксплуатации нефтяных и газовых скважин на 12-15% и повышение качества тампонаж ных работ.