Способ цементирования скважин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 а) Е 21 В 33(13 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тельскии буровым ению.1, М.,ментирожин. М.,Р У-0 +Кр де Кр Чо - и -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследоваинститут по креплению скважин ирастворам(56) 1. Справочник инженера поПод ред. В. И. Мищевича и др. ТНедра, 1973, с. 395 - 3982. Булатов А. И. Технология цевания нефтяных и газовых скваНедра, 1973, с. 245-247.(54) (57) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий закачку в обсадную колонну насосами буферной жидкости и тампонажного раствора, продавливание последних в кольцевое пространство между обсадной колонной и скважиной со средней скоростью восходящего потока и одновременное расхаживание колонны вдоль оси скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения качества цементирования скважин за счет исключения фильтрации газа через столб твердеющего тампонажного раст ЯО 113470 О А вора, предварительно определяют потенциальную длину пути фильтрации газа через столб твердеющего тампонажного раствора, а длину хода расхаживания обсадной колонны выбирают, а затем, выдерживают в процессе цементирования в зависимости от потенциальной длины пути фильтрации газа и соотношения скорости восходящего потока и скорости хода вниз обсадной колонны при расхаживании согласно следующему соотношению: коэффициент расхаживания, учитывающий вытеснение из скважины жидкости при ходе обсадной колонны вниз и увлечение жидкости внешней поверхностью труб; длина хода расхаживания обсадной колонны, м;длина пути фильтрации газа через проницаемый тампонажный камень, м;скорость восходящего потока, м(с; скорость хода вниз обсадной колонны, м(с.тенциальной длины пути фильтрации газа и соотношения скорости восходящего потока и скорости хода вниз обсадной колонны при расхаживании согласно следующему соотношению:Кр -- ф - тфЧР 55 Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при креплении буровых скважин обсадными колоннами.Известен способ цементирования скважин, включающий закачивание тампонажного раствора насосами в спущенную скважину обсадную колонну и продавливание его в кольцевое пространство между колонной и стенками скважины через нижний конец колонны 1.Недостаток известного способа заключается в низком качестве цементирования.Наиболее близким к предлагаемому является способ цементирования скважин, включающий закачку в обсадную колонну буферной жидкости и тампонажного раствора, продавливание последних в кольцевое пространство между обсадной колонной и скважиной со средней скоростью восходящего потока и одновременное расхаживание 20 колонны вдоль оси скважины 2.Недостатком способов цементирования скважин является недостаточно высокая изолирующая способность продавленного в кольцевое пространство скважины столба тампонажного раствора и образующегося из него камня. Этот недостаток вызван тем, что в процессе расхаживания обсадной колонны при ходе ее вверх скорость восходящего потока тампонажного раствора в кольцевом пространстве скважины снижается, 3 п поток движется в ламинарном или переходном режиме, полнота вытеснения бурового раствора уменьшается, однородность тампонажного раствора ухудшается, а проницаемость его увеличивается.Цель изобретения - повышение качест ва цементирования скважин за счет исключения фильтрации газа через столб твердеющего тампонажного раствора.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу цементирования скважин, 411 включающему закачку в обсадную колонну насосами буферной жидкости и тампонажного раствора, продавливание последних в кольцевое пространство между обсадной колонной и скважиной со средней скоростью восходящего потока и одновремен ное расхаживание колонны вдоль оси скважины, предварительно определяют потенциальную длину пути фильтрации газа через столб твердеющего тампонажного раствора, а длину хода расхаживания обсадной колонны выбирают, а затем выдерживают в процессе цементирования в зависимости от погде Кр - коэффициент расхаживания, учитывающий вытеснение из скважины жидкости при ходе обсаднойколонны вниз и увлечение жидкости внешней поверхностью труб;111, - длина хода расхаживания обсадной колонны, м;Рр - длина пути фильтрации газа через прон ицаемый тампонажныйкамень, м;Чо - скорость восходящего потока,м/с;Ч - скорость хода вниз обсадной колонны м/сЦементирование скважин осуществляют следующим образом. На внешней поверхности обсадных труб предварительно монтируют заколонную оснастку: скребки, центраторы, турбулизаторы, и др. Привинчивают снизу к первой трубе башмак, устанавливают над ней обратный клапан, собирают на резьбе или сварке в колонну и спускают последнюю на проектную глубину. Промывают скважину буровым раствором, прокачивая его сверху через колонну насосами. Затем последовательно закачивают в колонну буферную жидкость и тампонажный раствор, разделяя последний с двух сторон цементировочными разделительными пробками, и продавливают столб жидкостей через колонну в кольцевое пространство скважины продавочной жидкостью, в качестве которой обычно используют буровой раствор. При этом поддерживают скорость восходящего потока в кольцевом пространстве.Перед выходом буферной жидкости из колонны в кольцевое пространство приступают к расхаживанию. обсадной колонны, выдерживая скорости хода Бв и вниз Он, выбранные из условия недопущения осложнений.Рабочую длину хода расхаживания колонны Н выбирают и поддерживают в зависимости от параметров согласно соотношению.По мере подъема столба тампонажного раствора за колонной скорость хода вниз Ср процессе расхаживания колонны уменьшают, чтобы не допустить гидроразрыва пластов, расположенных в пределах высоты подъема. Одновременно корректируют и длину хода Нр согласно условию. Допускается не изменять рабочую длину хода расхаживания.После вытеснения в кольцевое пространство 80-90 Й объема тампонажного раствора расхаживание колонны прекращают. Цементирование заканчивается остановкой насосов, когда весь тампонажный раствор выдавлен из колонны в кольцевое пространство, при этом верхняя разделительная пробка садится на упорное кольцо и резкое по134700 8,75 3-5 5,7 3-5 О,б 30,5 9,5 3000-2800 2800-2650 2650-2500 0,6 1,2 19,8 4,0 0,4 1,0 14,0 2,0. вышение давления в системе служит сигналом об окончании процесса цементирования. Пример, Обсадная колонны диаметром Д= 168 мм спущена в скважину диаметром Дс=. 216 мм на глубину 3000 м. Плотности бурового и тампонажного растворов соответственно 1500 и 1800 кг/мз.На глубинах (м) пластовые давления в скважину составляют, МПа:300 - 2900 м - 42,0;2850 - 2750 м - 31,5;2750 - 2600 м - 35,5;2600 - 2500 м - 33,5.В интервале глубин 2850 - 2750 м находится пласт, склонный к гидроразрыву и поглощению жидкости,В интервале глубин 2900 - 2850 м максимально возможный перепад пластовых давлений 9,5 МПа.Газопроницаемость цементного камня, оцененная в лабораторных условиях на образце длиной 16== 3 см при перепаде давления ЬР = 1,5 МПа (15 кгс/смф), характеризуется скоростью фильтрации Уу=, 3 см/с. Время максимальной интенсификации проКоэффициент расхаживания Кр во всех случаях равен 1,5. Нр,р - длина хода расхаживания, назначаемая согласно прототипу;1 Н р - допустимая минимальная длина хода расхаживания, назначаемая по предлагаемому способу и обеспечивающая качественное разобшение пластов при цементировании,Оценивая значение Нр, следует иметь в виду, что качественный результат цементирования обеспечивается при условии НЯНр, когда в затрубном пространстве высота столба чистого цементного раствора, не смешавшегося с буровым, превышает по величине длину возможного пути фильтрации газа 1 р, Это условие обязательно, так как при ходе вверх расхаживаемой колонны качество вытеснения и замещениябурового раствора тампонажным в значительной мере ухудшается и изоляционные свойства цесса контракции цементного камня составляет Тк=, 36 ч.Вязкость воздуха р,и газа можно принять одинаковыми, Прй перепаде давлений Р; -- 9,5 МПа получаем 84= 30,5 м. С учетом кавернозности ствола скважины коэффициент Ку составляет 1,5,Цементирование спущенной колонны попредлагаемому способу производится следующим образом.10 Закачивание в обсадную колонну буферной жидкости и тампонажного раствора производят на обычных режимах работы, соответствующих геолого-техническим условиям в скважине. Расхаживание обсадной колонны при этом допускается, но не является обязательным.С целью недопущения гидроразрыва пластов (при различной высоте подъема цементного раствора за колонной) назначают и выдерживают определенные параметры ре жима продавки и расхаживания при дальнейшем проведении процесса.В таблице приведены поинтервальныеданные по цементированию скважин для предлагаемого способа и прототипа. образующегося в это время столба тампонажного раствора (а позже и камня) не обеспечивают разобщение пластов, что является причиной возникновения межпластовых 4 перетоков флюидов Анализ табличных данных по цементированию наиболее ответственных интервалов, прилегающих к продуктивной зоне, показывает, что при цементировании скважины с применением традиционного способа расхаживания при длине хода Нр,р (по прототипу) два из рассмотренных интервала будут зацементированы некачественно.Применение предлагаемого способа во всех случаях обеспечит получение положитель ного результата,Высокая технико-экономическая эффективность предлагаемого способа цементирования скважин обеспечивается тем, что для34700 Составитель Е. Молчанова Редактор А. Ревин Техред И. Верес Корректор О. Тигор Заказ 10051/29 Тираж 540, Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 415 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4его применения не требуется дополнительных затрат, а повышение изоляционной способности тампонажного раствора и образующегося из него камня в кольцевом пространстве скважины исключает необходимость остановки эксплуатируюшейся скважины для проведения повторного цементирования,