Способ цементирования скважин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 167009 9) .5 ОПИС ТЕНИЯ обретениеточнее к относится к промнефтегазодобываи цементировании ышленщей, и обсадос с ы ьзуетсолонн 3 Цель изобре тичности заколон отвращение гид формирования з ного раствора в пластов при соэ изолируемый пл е гермеа и преД- в путем мпонажицаемых ения на ения - обеспечени ного пространств роразрыва пласто ны уплотнения та интервале прон ании противодав ст. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01 КРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым г астворам(56) Авторское свидетельство СССР М 1432197, кл. Е 21 В 33/14, 1985,Авторское свидетельство СССР М 1373793, кл, Е 21 В 33/13, 1984.(54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН(57) Изобретение относится к горной промышленности, точнее к нефтегазодобывающей, и используется при цементировании обсадных колонн. Цель изобретения - обеспечение герметичности заколонного пространства и предотвращение гидроразрыва пластов путем формирования эоны уплотнения тампонажного раствора в интервале проницаемых пластов при создании проти(5)5 Е 21 В 33/13, 33/14 водавления на изолируемый пласт. Сущность способа заключается в том, что после спуска обсадной колонны в скважину заколонное пространство заполняют тампонажным раствором и воздействуют на него ступенчато повышайу Избыточным давлением в начальный пйриодОЗЦ. Определяют величину избыточного давления в начальный момент фильтрации жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт и оптимальную величину избыточного давления для каждой ступени, причем величину начального избыточного давления для каждой ступени берут равной величине давления в начальный момент фильтрации жидкости затворения из тампонажного раствора в проницаемый пласт на данной ступени, а переход на следующую ступень производят после прекращения от- Ю фильтровывания жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт под избыточным давлением предыдущей ступени. Сущность способа заключается в том, что после спуска обсадной колонны в скважину заколонное пространство заполняют тампонажным раствором и воздействуют на него ступенчато повышаемым давлением в начальный период ОЗЦ, Предварительно определяют величину избыточного давления в начальный момент фильтрации жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт и оптимальную величину избыточного давления для каждой ступени, причем, величину начальногон г, гоччоо давления для каждой ступени 1 вру рдвной величине давления в ндчальнлв; момент фильтрации жидкости затворена тдмпонаж ного раствора в нрпницдемый пласт на данной ступени, а первлс.д нд следующую ступень производят посл прекращения отфильтровыванияидко.и эдтворения тампонджного раствора в проницдемый пласт под избыточным давлением предыдущей ступени,Способ осуществляют следующим обрдомВ промысловых условиях производится ц л 1 ентировдние скважины. После продав- пения тдмпонджного раствора в заколонное пространство и получения сигнала "Стоп" превентор промывается буровым раствором от остатков тампонажного раствора и эд кры вдется. К корен ным задвижкам превентора или линии ПВО подключается цементировочный агрегат, в мерник которого набирается 1,5 - 2,0 м бурового раствора.3Здгем открывают кран на цементировочной головке Насосом агрегата плавно поднимают давление в эаколонном пространстве на 0,5 - 1,0 атм, после чего насос выключают и осуществляют наблюдение за показаниями манометра. При отсутствии снижения давления в здколонном пространстве(фиксируется по показаниям манометра) насосом повышают давление на следующие 0,5 - 1,0 атм, и так порциями повышают давление до тех пор, пока на манометре на зафиксируется снижение давления, Это свидетельствует о том, что тампонажный раствор под действием перепада давления обеэвоживается в проницаемый пласт, его структура уплотняется в интервале обезвоживания и уровень тампонажного раствора в скважине снижается. Фиксируется величина давления, при котором наблюдается отфильтровывание жидкости затворения из тампонажного раствора, после чего по мере снижения давления восстанавливают давление до исходной величины и так до тех пор, пока давление полностью не стабилизируется, что свидетельствует о прекращении отфильтровывания жидкости затворения в пласт и формировании экранирующей перемычки, выдерживающей действующий на нее перепад давления на данной ступени. Таким образом происходит формирование экранирующей перемычки при заданном перепаде давления и последующее испытание перемычки на герметичность приложенным давлением,После стабилизации давления на данной ступени вновь увеличивают избыточное давление (частями) до наступления процесса отфильтровывания жидкости затворения101520 25 3035 П р и м е р, При цементировании нефтяных скважин глубиной 3500 м постоянно наблюдаются гаэопроявления после цемечтирования из непродуктивного газового горизонта, расположенного на глубине 3000 м. Аномальность пластового давления 1,6, Давление газа в изолируемом оризонте 48,0 106 Па, Скважины цементи, уются тампонажным раствором плот,:стью 2200 кгlм . Плотность жидкости затворения 11003кгlм . Интервал заполнения заколонного3пространства тампонажным раствором 1000 - 3000 м. Буровой раствор - плотность 1700 кг/м, интервал заполнения 1000 м, Необходимо исключить возникновение эаколонных проявлений с помощью предлагаемого способа,Скважина цементируется по обычной технологии. После окончания процесса цементирования превентор промывается от остатков тампонажного раствора и закрывается. К коренной задвижке превентора подключается манифольдная линия от цементировочного агрегата ЦА, в мерник которого предвари 1 ельно закдчивается 40 45 50 55 иэ тампонажного раствора в пласт, после чего опять выдерживают это давление до его стабилизации на новой ступени и таким образом продолжают наращивд;ь давление в заколонном пространстве В результате осуществления этих операций производится постепенное уплотнение структуры там, понажного раствора в интервале формирования экранирующеи перемычки иувеличение мощности перемычкиПроцесс формирования экраниоующей перемычки продолжается до тех пор, пока величина, избыточного давления на устье скважины не достигнет расчетной величиныЗатем, убедившись, что давление в заколонном пространстве не снижается и сформированная таким образом экранирующая перемычка выдерживает действующий на нее перепад давления, закрываю; коренные задвижки превентора и огтавляют эаколонное пространство под давлением на 12 ч, В течение этого времени т: мпонажный раствор превращается в камень с достаточными прочностными свойствами, После истечения 12 ч ОЗЦ коренные задвижки на превенторе открывдн;тся и давление в заколонном орос грд,1 с 1 ве снижается до гидростатического Как показывает практическая рабо;д, объем здачиваемой в эаколонное пространство жидкости незначителен и составляет 200 250 л. Процесс создания избыточного давления в эаколонном пространст ве закончен.167 Е 09(б прибл "этельно 2,0 м бурового раствораэРассчитывается предельное значение устьво(о давления по формуле: Осуществляется при крытолл кран на ч(, монтировочной Головк с целью г 1 оле(1 (1 лп Ого сжатия обсаднои колоннь( и улу швн.я контакта цементного камня с Обса(1(о( ко лонной,Давление на тампонажный раствор ре комендуется осуществлять буровым рвевором с целью предотвращения Фильтра(11 и закачиваеллой воды (прподдавливании водой) через столб тампонажного раствора и создания условий для сдвига структуры тампонажного раствора. Формула изобретения Составитель Н,ЧепигаТехред М.Моргентал Корректор Л.Бескид Редактор М.Бандура Заказ 2723 Тираж 359 Подписное оНИИПИ 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 Ь Р = Рвл г (Об рц - (Н - и) /тк9, 5 где Л Р - предельная величина избыточного давления на устье скважины, Па;Н - расстояние от устья скважины докровли изолируемого горизонта, м; 10Ь - высота подьема бурового раствора вэаколонном пространстве,м;Р л - пластовое давление в иэолируемом горизонте, Па;р б р - плотность бурового раствора, 15К( /М;р( - плотнос(ь жидкости загворения,кг/м;р - ускорение свооодного падения,м/с . 20Дан .ые для расчета: Н 3000 м; г 1000 м;Р48,0 10 Пар ь р 1700 кг/м,р 1100 кг/м";9 10 м/с . 25По формуле расс итываел Л Р,Л Р=9,0 МПа,ДаВЛЕНИЕ В ЗаКОЛОнНОМ ПрОСтраНСтВЕповышают ступенями, с переходом на следующую ступень при прекращении фильтрации жидкости эатворения на предыдущейступени. После окончания программы повышения давления в заколонном просгранстве до заданногс давления (9,0 МПа)задвижки превентора закрываются, давление в манифольдной линии агрегата снижается до атмосферноо и скважи(,а остаетсяпод давлением на половину времени ОЗЦ,т.е, на 12 ч.Е интервале каждой ступени давление 40постоянно снижается, поэтому его периодически повышают до заданной величины, доего стабилизации.Давление в эаколонном пространстве Способ цементирования скважин, включающий спуск обсадной колонны в скважину, заполнение пространства тампонажным раствором и воздействие на него ступенчато повышаемым иэбыточнь м давлением в начальчый период ОЗЦ, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения гер(етичности заколонного пространства и предотвращения гидроразрыва пластов путем формирования зоны уплотнения тампона кного раствора в интервале проницаемых пластов при создании противодавления на изолируемый пласг, определяют величину избыточного давления в начальный момент фильтрации жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт и оптимальную величину избыточного давления для ка,кдой ступени, причем величину начального избыточного давления для каждой ступени берут равной величине давления в начальный моментфильтрации жидкости затворения из тампонажного раствора в проницаемый пласт на данной ступени, а переход на следующую ступень производят после прекращения отфильтровывания жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт под избыточным давлением предыдущей ступени.