Способ цементирования скважин

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИК(19) 111 В ЗЗ 1 З ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ РЕТ ЕЛЬСТВ осуществл ляемой из 7. Бюл, Р 4кий институГубкина ефти и га затворения гд аров, О.К,А в, В.Ф,Стар елопуло, ов и С.Н(53) 622.245,42(088,8) (56) Левайн Д.Ж, и др. щение миграций газа в з странстве цементируемой Нефть, газ и нефтехимия 1980, У 40, с, 16-17.Авторское свидетельс В 1257167, кл. Е 21 В 3 редотвратрубном проскважины,за рубежо и во СССР/14, 1984. 4) (57) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, вк ного раство ство и повы ючающии а в закение в 0 иО 2 2 К зависимос тического от скор пряжени ранстве а в зак онном про лич ий "я тем, что, ия качества цементи случаях заполнения ространства цементн целью повыше ания скважин осго аколонного и буровым рас и орами за счет оптимизации р ротиводавления на проявляющ им ии пласт,апряжеы, приеского тижении статическог стижени га одни статическог и виг й г астворов величин иент гидростатич тавного столба б растворов равен з растейшее ов ыины дал о шение давлени стве осуществ скорости рост давл и це енту давл ния со ентног аколо ом простр имости от урового градивышение,т в зав татичес го раст сто о давления го напряж ния сдвига д ора.(21) 3843661 (22) 23,01.8 (46) 30.018 (71) Московс за им. И,М. (72) К.А.Джа А,В.Мнацакано рыгина доставку цементлонное пространем давления всти роста стаколонном пространс т со скоростью Ч, опредеыраженияЕ, иБ Е,П.- 1) ( ---- + - )02 016 2 Ц 83плотность водь цементного и буровогорастворов, кг/м,коэффициент аномальностипластового давления,скорость роста статического напряжения сдвига(СНС)бурового и цементнограстворов 1 Па/мин;значения СНС бурового и цементногорастворов, при которых устанавливаетсяравенство градиентовпластового и порогового давлений столба этих растворов,Па;значения СНС бурового ицементного растворов, прикоторых прекращаетсяуменьшение гидростатического давления столба,ставленно этими раство 1 ь - высота столба буров цементного растворо причем после д напряжения сдв стабильной вел1286736Изобретение относится к бурению скважин, в частности к способам цементирования скважин с аномально высокими пластовыми давлениями.Целью изобретения является повышение качества цементирования скважин в случаях заполнения их эаколонного пространства цементным и буровым растворами за счет оптимизации режима протинодавления на проявляющий пласт, 10Способ осуществляют следующим образом.Приготовленный цементный растворпо обычной технологии эакачинают вскважину. Пробу раствора помещают нлабораторную мешалку и перемешиваютв течение всего процесса цементирова-.ния скважины. В момент его окончанияраствор из мешалки переливают в прибор для измерения статического напря жения сдвига (СНС) раствора и отмечают изменение этой характеристики но времени.В другом таком же приборе измеряют изменение СНС но времени бурового раствора последней пачки, вытесненной иэ затрубного пространства при цементировании скважины.Так как уменьшение гидростатического давления составного столба бурового и тампонажного растворов происходит вследствие роста СНС этих растворов, то при достижении СНС одного из растворов величины3561 = 0,25 Ч (й 1 - с 1) (соя 7 ф (1) начинают повышать давление на устье,где Й и Й - внешний и внутрен 2ний диаметры кольценого пространства, м;Ги Г - плотность данного/раствора и его жидкой фазы,; хг/м,9 - угол наклона оси сква жины к вертикали научастке, заполненномданным раствором,градк - коэффициент аномальности пластового дане я 9 81 /с 2Скорость повышения давления на устье в начальный момент устанавливают пропорционально скорости роста СНС 55 данного раствора в соответствии с формулой/ =Р л (1 с - 1)(2)Ч " в-ег 1 где 1 - высота столба данного раствора в скважине, мП - скорость рос.та его СНС,Па/минпричем О рассчитывают по формуле (2), т.е.Я = 0,25 с 1 (с 1 - с 1 ) (созр - 1), (3)где обозначения те же, что и в формуле (1),При достижении СНС второго раствора величины О, повышение давления продолжают со скоростьюгдеОсБ и 1, рассчитывают по формуле (1), а 02 и О 2 - по формуле (3) с подставкой н них соответствующих индексам (Б - буровой, Ц - цементный раствор) характеристик.При достижении СНС первого раствора велИчины О скорость увеличе 2ния давления на устье уменьшают на величину Ч , Заканчивают подъем давления на устье, когда СНС второго раствора достигнет величины 62Так как для буровых растворов характерен ограниченный рост СНС во времени, то и случаях, когда наиболь. шее значение СНС раствораО оказыщах нается меньше 02, повышение давления прекращают в момент достижения СНС бурового раствора величиныОП р и м е р. При бурении скважины на глубине 2000 м вскрыт пласт с аномально высоким пластовым давлением (к = 1,60). Диаметр скважины Л 1, = 0,2 16 м, а диаметр спущенной в нее обсадной колонны И = 0,168 м.Скважину цементируют раствором плотностью= 2100 кг/мь, который поднимают и эатрубном пространстве на высоту с= 800 м от забоя. Над цементным раствором находится столб бурового раствора плотностьюр 1800 кг/м , Плотность воды, на ко 3Б торой приготовляли буровой и цементный растворы,1100 кг/м , Средний угол наклона оси скважины к нертикали на участке, заполненном буровым раствором, ф = 5 , на участке, заполненном цементным раствором ср 2 оВычисляют значения СНС растворов,при достижении которых возможен при1286736 Составитель Е.МочановаТехред И.Ходанич Корректор Е.Рошко Редактор А.Гулько Заказ 7691/31 Тираж 532 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ток пластового флюида в скважину О = 3 88 Па 9 = 39,9 Па, и значения, ,Б фРпри которых процесс снижения гидростатического давления прекращается, 42= 81,6 Па; 621 117,6 Па. Наблюдения изменения во времени СНС растворов показали, что через 15 мин после окончания цементирования скважины СНС цементного раствора досЮ тигло 39,9 Па и продолжало увеличиваться со средней скоростью1,6 Па/мин, СНС бурового раствора оставалось меньше 3,88 Па.15Следовательно, давление в затрубном пространстве в это время начинают повышать со скоростьюЧо = 107 кПа/мин20Через 20 мин после окончания цементирования СНС бурового раствора достигло 3,88 Па и далее продолжало увеличиваться со средней скоростью ПБ = 0,7 Па/мин. В это время скорость повышения давления на устье устанавливают в соответствии с формулой (4)Ч = 177 кПа/мин. Через 48 мин с момента начала по вышения давления в затрубном пространстве осаждение твердой фазы тампонажного раствора прекратилось, так как его СНС достигло величины117,6 Па. В это время скорость 2 цпЬвышения давления на устье уменьшают на величину Ч, т,е, дальнейшее увеличение давпения осуществляют со скоростьюЧ= 70 кПа/мин.Через 111 мин с момента установления скорости Ч повышение давления на устье прекращают,так как величина СНС бурового раствора достигла к этому времени значенияО = 81,6 Па.2 БТаким образом, конечное давление, установленное на устье в затрубном пространстве на период ОЗЦ, определится суммой произведений каждого из интервалов времени на скорость повышения давления на данном интерва- ле Р = 12,56 МПа,Совокупность признаков предлагаемого способа позволяет, с одной сто" роны избежать преждевременного и чрезмерного повышения давления на пласты, таким образом, исключить опасность его гидроразрыва, с другой - надежно предотвратить приток пластового флюида в скважину в твердеющий цементный раствор, исключить образование в нем вертикальных каналов, по которым возникают межпластовые перетоки.