Способ цементирования скважин

(51) ОСУДАРСТВЕННЫЙО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ПИСАН ИЗОБРЕТЕН довательский ин и буровым н и М.Н,Мокие газовых и . М.; Недра,ениях обсадруды СевКав,106-107.АНИЯ СКВАурению нефИзобрет тяных и газо нию обсад газопроявля Цель изо никновенияф за счет закуп ста дисперсн зии.эстов. - предотвр атрубное иидопроявлнетвердею щение пространство щего плаей суспенК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исслеинститут по креплению скважрастворам(57) Изобретение относится к тяных и газовых скважин. Цель - предо ние относится к бурению неф вых скважин, к цементирова ных колонн при наличиии ющих плретения алюида вз роорки флю яю ой фазой Щ Способ цементирования скважин осуществляют следующим образом.Закачивают в скважину последовательо твердеющий тампонажный раствор и невердеющую суспенэию таким образом, тобы указанная суспензия была размещеа выше кровли флюидопроявляющего плата. При этом нетвердеющая суспензия должна обладать пониженной седиментащение проникновения флюида в затрубное пространство за счет закупорки флюидопроявляющего пласта дисперсной фазой неотвердеющей суспензии. В скважину последовательно закачивают тампонажный раствор и нетвердеющую суспензию и доставляют их в затрубное пространство выше кровли флюидопроявляющего пласта. В качестве нетвердеющей суспензии используют суспензию пониженной седиментационной устойчивости с временем оседания дисперсной фазы меньше времени схватывания тампонажного раствора.При этом плотность суспензии 1800-3000 кг/м . В качестве нетвердеющей суспензиизм,б. использована буферная жидкость, В качестве утяжелителя могут быть использова- з ны барит, гематит, соединения свинца.1 табл. устойчивостью и имеет время осеисперсной фазы меньше времени ния тампонажного раствора при и 1800 - 3000 кг/м . Происходит выЭчастиц дисперсной фазы в осадок твием сил гравитации и закупорка роявляющего пласта до момента, твующего началу снижения гидро- кого давления столба тампонажнора в процессе времени ожидания вания цемента (ОЗЦ). Таким обраотвращаются флюидопроявления, мые образованием каналов в тамм камне в процессе цементировационнои дания д схватыва плотност падение под дейс флюидоп соответс статичес го раство затверде зом пред вызывае понажно ния. В качестве нетвердеющеи суспензии может быть использована буферная жидкость, В качестве утяжелителя могут бытьиспользованы барит, гематит, соединениясвинца.В таблице приведены свойства суспензий с различным утяжелителем в сравнениисо свойствами тампонажного раствора. 5Высокая плотность буферной жидкости(1800 - 3000 кг/мз) и ее повышенная седиментационная неустойчивсть обеспечиваеттурбулентный режим ее течения в скважине, что улучшает вытеснение бурового раствора из затрубного пространства прицементировании.Последовательность выполнения способа.Рассчитывают объем ц одного погонного метра эатрубного пространства скважины выше флюидопроявляющего пласта.Определяют потребный объем Чбж буферной жидкости повышенной седиментационной неустойчивости, который в зависимости 20от используемой дисперсной среды (барита.гематита, нерастворимых солей окиси свинца и др) будет не менее (60 - 100) ц, м . Рассчитывают объем Ч 1 кольцевогопространства скважины в интервале от проектной высоты подъема цементного раствора до расчетной глубины нахожденияверхнего уровня столба буферной жидкости. Рассчитывают объем Ч 2 кольцевогопространства скважины от башмака обсадной колонны до расчетной глубины нахождения нижнего уровня столба буфернойжидкости, Рассчитывают внутренний объемЧз обсадной колонны от башмака до упоракольца. Закачивают в скважину последовательно цементный раствор объемом Ч 1, буферную жидкость повышеннойнеустойчивости в объеме Чбж, цементныйраствор в объеме (Ч 2+Чз),Доставляют весь закачанный объем в 40кольцевое пространство, причем буфезонуюжидкость плотностью 1800 - 3000 кг/м располагают над пластом, потенциально склОнном к флюидопроявлению,Скважину оставляют в покое на время. 45необходимое для затвердевания цемента. Вэто время дисперсная среда (например частицы барита, гаматита, нерастворимых солей свинца и др.) под действием силгравитации выпадает иэ буферной жидкости и закупоривает флюидопроявляющийпласт, делая затрубное пространство непроницаемым для пластового флюида,П р и м е р 1, Скважина глубиной 600 ми диаметром 245 мм обсажена до глубины 55200 м кондуктором диаметром 324 мм. Флю-.идосодержащий пласт находится на глубине 220-250 м, т .е. 20 - 50 м ниже башмакакондуктора, Объем 1 пог.м эатрубного пространства ц=0,0236 м /м. Для получения буферной жидкости 1 м3 плотностью 2500 кг/м понадобится 200 кг3барита и 200-300 л дисперсионной среды.В этом случае потребуется Чбж - 2,4 м3 буферной жидкости для размещения ее в затрубное пространство по высоте 100 м; для приготовления ее потребуется 4800 кг барита и 480 - 720 л дисперсионной среды.Рассчитаем объем затрубного пространства Ч 1 от устья скважины до верхнего уровня столба буферной жидкости в кольцевом пространствеЧ 1=150 м 0,0236 м /м = 3,54 мВ зависимости от проекта скважины этот объем может быть представлен как тампонажным раствором, так и буровым раствором,Рассчитаем объем затрубного пространства Ч 2 от нижнего уровня столба буферной жидкости в затрубном пространстве до башмака обсадной колонныЧ 2=350 м ф 0,0236 м /м = 8,26 м .Объем Ч 2 представлен тампонажным раствором,Рассчитаем внутренний объем обсадНОй КОЛОННЫ Ч 3 От башмака до упорного кольца, учитывая, что последний расположен на 20 м выше башмакаЧ 3=-20 м 0,0484 с /м=0,97 м .Объем Ч 3 представлен тампонажным раствором.Таким образом, после последовательной закачки в скваижну указанных выше обьемов (Ч 1, Чбж, Ч 2 и Ч 3, размещают буферную жидкость в кровле флюидосодержащего пласта, который находится на глубине 250 м,В процессе ОЗЦ твердые частицы дисперсионной среды выпадают иэ буферной жидкости, образуя слой осадка, который блокирует и закупоривает флюидосодержащий пласт на глубине 250 м.П р и м е р 2, Для получения буферной жидкости 1 м плотностью 1800 кг/м понадобится 1100 кг барита и 600 л дисперсионной среды.П р и м е р 3, Для получения буферной жидкости 1 м плотностью 3000 кг/м пона 3добится более 2000 кг гематита и 300 - 350 л дисперсионной среды,Буферную жидкость можно расположить как в открытом стволе, так и в обсаженной части эатрубного пространства.Способ цементирования скважин целесообразно применять в пластах, потенциально склонных к газопроявлению, но не имеющих промышленных запасов, что обеспечит сокращение простоя скважин вследствие некачественного разобщения пластов и охрану недр и окружающей среды.1652508 Формула изобретения Способ цементирования скважин, включающий последовательную закачку твердеющего тампонажного раствора и нетвердеющей суспенэии и доставку их в затрубное пространство выше. кровли флюидопроявляющего пласта, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью предотвращения проникновения флюида в затрубное проВремя оседания утяжелителя иэ буферной жидкости и реологические свойства ее в сравнении с временем ОЗЦ тампонажного раствораВ емя начала В Наименование раствора Предельное динамическое напряжение сдига,МПаМожет менятся в зависимости от тонины помола утяжелителя Плотность 1500-2000 обеспечивается баритом; плотность 2000-2500 обеспечиваетсягематитом; 2500 - 3500 нерастворимые соли свинца и др. Составитель Л.БестужеваТехред М.Моргентал Корректор Л.Бескид Редактор В.Ковтун Заказ 1753 Тираж 367 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Тампонажный растворБуферная (седиментирующая) жидклсть с различнойплотностью, кг 1 м1500 1800 2000 2500 3000 странство за счет закупорки флюидопроявляющего пласта дисперсной фазой нетвердеющей суспенэии, в качестве нетвердеющей суспензии используют сус пензию пониженной седиментационной устойчивости с временем оседания дисперсной фазы меньше времени схватывания тампонажного раствора, причем плотность суспензии 1800 - 3000 кгпв м.10