Способ цементирования скважин

СОВЕТСКИХЛИСТИЧЕСКБЛИК 14340 др 4 Е 21 ВЗ Фу 4 ИС1 -,ЗОБРЕТЕЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ С овательспппенности в ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 30.10.88. Бюл. У 40(71) Сибирский научно-исслед кий институт нефтяной промь (72) А.В.Колотов и В.П.Борцо (53) 622.245.42 (088,8)(56) Авторское свидетельство СССР Р 1090849, кл. Е 21 В 33/138, 1983.Авторское свидетельство СССР У 1063983, кл. Е 21 В 33/13, 1982(54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к строительству скважин, а именно к способам цементйрования обсадных колонн, и позволяет повысить надежность цементирования эа счет снижения вероятности гидроразрыва пород. Закачива ют в скважину тампонажный раствор, содержащий цемент и воду, совместно с гидрофобизированной алюминиевой пудрои при температуре, предотвращающей гидроразрыв пород от их охлаждения. Количество алюминиевой пудрысоставляет от 0,05 до 0,5 Х от массыцемента. Введение алюминиевой пудрыприводит к повышению т-ры тампонажного раствора за счет реакции алюминия с гидроокисью кальциИ. Наличиегидрофобной пленки приводит к задерке реакции во времени. Это позволяетдоставить цементный раствор с алюминиевой пудрой в нижнюю часть скважины с определенной заранее заданнойт-рой, предотвращающей недопустимоеохлаждение пород, склонных к гидроразрыву. При взаимодействии алюминие- Явой пудры с цементным раствором выделяется водород, что ведет к облегчению раствора. Введение алюминиевойпудры предотвращает также преждевременное загустевание цементного раствора. 1 табл.1434080 Изобретение относится к строительству скважин, а именно к способам цементирования обсадных колонн.Цель изобретения - повьппение надежности цементирования за счет сни"5 жения вероятности гидроразрыва пород.Цементирование скважин производят следующим образом.Закачивают в скважину тампонажныйраствор, включающий цемент и воду,совместно с гидрофобизированной алюминиевой пудрой и осуществляют доставку тампонажного раствора при температуре, предотвращающей охлаждениео интервала пород более чем на 16,3 С, обеспечивая подогрев эа счет экзотермической реакции. Количество алюминиевой пудры составляет 0,05-0,5% от массы цемента. 2 О 1Введение гидрофобизированной алюминиевой пудры приводит к повьппению температуры тампонажного раствора эа счет реакции алюминия с гидроокисью кальция. Однако в силу того, что гидрофобная пленка препятствует реак ции, имеет место некоторая задержкареакции во времени, причем согласноэкспериментам в течение 30-40 мин реакция идет без видимых проявлений, ЗОзатем интенсивность реакции увеличивается в течение 30-40 мин достигаетмаксимума и затем быстро затухает. , Интенсивность поступления тепла в це; ментный раствор изменяется во времени таким же образом. Задержка реакции в 30-40 мин позволяет доставить цементный раствор с алюминиевой пудрой в нижнюю часть скважины с определенной заранее заданной температурой, 4 Опредотвращающей недопустимое охлаждение пород, склонных к гидрораэрыву,При взаимодействии алюминиевой пудры с цементным раствором выделяется газ водород. Насыщение газом це ментного раствора ведет к его облегчению, что немаловажно при цементировании скважин в условиях поглощений.Кроме того, алюминиевая пудра неведет к преждевременному загустеваниюцементного раствора, Эксперименты наконсистометре КЦпод давлением 40 ИПа показали, что в течение 2 чвязкость цементного раствора не повышается и составляет 20 усл.ед.Количество вводимой в раствор алюминиевой пудры определяют исходя из требований недопустимости охлаждения пород более, чем на определенную ве 2личину, например 16,3 С. Большее охлаждение пород может вызвать гидро- разрыв и поглощение тампонажного раствора.Учитывая, что каждый градус температуры цементного раствора изменяет давление гидроразрыва на 0,2- 0,3 МПа, давление гидроразрыва пластов в зависимости от величины добавки алюминиевой пудры будет изменяться так, как это показано в таблице. Из таблицы видно, что эффект становится незначительным при добавке менее 0,01 , Верхняя граница добавки алюминиевой пудры обусловлена прокачиваемостью цементного раствора. Опыты показывают, что добавку гндрофобизированной алюминиевой пудры можно довести до 0,5 , от массы цемента. В последнем случае время загустевания составляет 40-50 мин, которого вполне достаточно для цементирования неглубоких (500-700 м) скважин. Следовательно, за верхнюю ,границу добавки можно принять величину 0,5 .Цементный раствор с гидрофобиэированной алюминиевой пудрой подают в скважину, предварительно прогнав через гидроактиватор. Эта операция необходима для того, чтобы частично разрушить гидрофобную пленку на частичках пудры и тем самым ускорить начало реакции. Гидроактиватор необходимо применять в неглубоких скважинах, где процесс цементирования длится 1-1,5 ч. В глубоких скважинах (глубже 2000 м) гидроактиватор применять не следует, так как в таких скважинах времени для эффективного использования энергии экзотермической реакции достаточно.Пример реализации способа в скважинах с естественной температурой горных пород 60 С.Для обеспечения подъема за эксплуатационной колонной цементного раствора нормальной плотности (1,83 г/см) необходимо, чтобы пласты при цементировании охпаждались не более, чем на 16,3 С. Следовательно, температура цементного раствора на забое таких скважин должна быть нениже 43,7 С.Если в скважину закачивать цементо ный раствор с температурой +5 С, температура его на забое должна быть% Предлагаемый способ цементирования скважин позволяет предотвратить 1 Добавка, Х отмассы цемента 1 Изменение давления гидроразрыва пластов, МПа Изменение температуры, град. 0,35 0,005 0,010 0,7 0,050 3,5 О, 100 0,500 1,000 70 Составитель Л.БестужеваТехред М.Дидык Корректор М.Пожо Редактор А.Лежнина Тираж 531 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 5527/33 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 18, 1 ф С. Эта температура на 25,6 Сменьше регламентированной. Следовательно, в цементный раствор необходимо ввести 0,377 от массы цементаалюминиевой пудры, Для этого в нагнетательную линию цементировочных агрегатов встраивают струйный эжектор снасадкой 12-14 мм. Производят затво-рение цемента и цементный раствор 10прокачивают через эжектор. В эжекторесоздается разрежение, С помощью гофрированного шланга за счет всасывающего эффекта в зону разрежения эжектора подают гидрофобизированную алюминиевую пудру марок ПАПили ПАП:в требуемом количестве. В эжекторепроисходит смешение пудры с цементнымраствором. Смесь поступает в скважину. . 20 гидроразрыв пластов и повысить надежность подъема цементного раствора заобсадной колонной в условиях поглощений. Способ цементирования скважин, включающий закачку тампоиажного раствора, содержащего цемент и воду, с температурой, предотвращающей гидро- разрыв пород от их охлаждения, о т 1 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це . лью повышения надежности цементирования эа счет снижения вероятности гидроразрыва пород, в скважину дополнительно закачивают гидрофобизированную алюминиевую пудру в количестве 0,05-0,57 от массы цемента, причем алюминиевую пудру эакачивают в скважину совместно с тампонажным раствором. 0,0-0,1050,14-0,210,7-1,051,4-2,17,0-10,514,0-21,0