Способ цементирования обсадных колонн глубоких скважин

(088.8) кин ССР980,скватоками.981,свидетел 21 В 33 тво 38,ементи овани ми п ми встречифть, вып,СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(21) 3895695/2 (22) 15.05.85 (46) 15.04.87. (71) Уфимское бот Производст "Башнефть" (72) Р.Ж.Вахит и З.И.Шахмаев (53) 622.245.4 (56) Авторское 9 819306, кл.Шахмаев З.И жин управляемь Труды БашНИПИн с. 89,(54) СПОСОБ ЦКМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХКОЛОНН ГЛУБОКИХ СКВАЖИН(57) Изобретение относится к областибурения скважин, Цель - повышение качества цементирования за счет возможности закачки цементного раствора(ЦР) в режиме противодействия разрывусплошности потока ЦР. Обсадную колонну (ОК) спускают ниже зоны поглощения. Затем осуществляют цементирование ОК. Цементирование нижней части ОК до зоны поглощения осуществляют через внутреннее сечение ОК, Цементирование верхней части ОК вьдпе зоны поглощения ведут через заколонное пространство. Во время цементирования верхней части ОК первую порцию ЦР смешивают с водным раствором сульфата алюминия при концентрации последнего 50 мас.7. При этом объемы смешения ЦР и раствора сульфата алюминия принимают в соотношении 1: :(0,5-1,О) соответственно. Объем первой порции ЦР, содержащей раствораЯ сульфата алюминия, принимают равным не менее объема заколонного пространства в интервале поглощаЮщего пласта. Закачка и нагнетание всего С объема ЦР для заполнения затрубного пространства от устья до подошвы поглощающего пласта производится под давлением. 1 табл.1 130 З 702Изобретение относится к бурению .кважин, в частности к способам их цементирования. ЮЦелью изобретения является повы- ш щенке качества цементирования эа счет 5 м возможности закачки цементного раствора в режиме противодействия разры- р ву сплошности потока цементного раст- н вора.Способ осуществляют следующим об в 10 в разом,Обсадную колонну спускают ниже эоны поглощения, после чего осуществляют цементирование. Цементирование йижней части обсадной колонны до зоны 15 поглощейия осуществляют через внутреннее сечение колонны, а цементиравание верхней части обсадной колонны выше зоны поглощения осуществляют через эаколанное пространство. 20Во время цементирования верхней части обсадной колонны первую порцию цементного раствора смешивают с водным раствором сульфата алюминия при концентрации 50 мас.7 последнего. При25 этом объемы смешения цементного раствора и раствора сульфата алюминия принимают в соотношении 1:(0,5-1,0) соответственно. Объем первой порции цементного раствора, содержащей раствор сульфата алюминия, принимают равным не менее объема закрлонного пространства в интервале поглощающего пласта.35 В результате лабораторных исследований (см. таблицу) установлено,что при смешивании цементного раствора с водным раствором сульфатаалюминия происходит быстрое струк- . 40турообразование смеси. Начало схватывани такой смеси при соотношенииобъемов смешиваемых компонентов1;0,5 составляет 5 мин, а при соотношении объемов 1:1 - 7 мин. Отличительнай особенностью смеси, имеющей структуру в виде густой пасты,является то, что при приложении силона сохраняет подвижность и прокачиваемость в течение длительного времени (более 15 мин) без схватывания,а в состоянии покоя быстро набираетструктуру, превращаясь в плотную нетекучую массу через 1 мин, и начинает схватываться через 5-7 мин,При соотношениях объемов смешиваемых растворов больше и меньше указанных, а также при добавлении раствора сульфата алюминия с концентра 2цией менее 503, сроки начала и конца хватывания смеси заметно увеличиватся, поэтому смеси с такими соотноениями объемов компонентов не рекоендуется к применению.При движении смеси цементногоаствора и раствора сульфата алюмиия при соотношении объемов 1 (0,5-1) в заколонном пространстве озникает высокое сопротивление, что предотвращает развитие большой скорости движения столба цементного . раствора за колонной и разрыв сплошности его потокаВслед за первой порцией цементного раствора, содержащей раствор сульфата алюминия, в затрубное пространство закачивают цементный раст. вор без добавок или с добавками в виде гель-цемента, аэрированного цементного раствора и т.д. Первая порция цементного раствора в виде густой массы нагнетается под давлением и эа счет возникновения высоких сил сопротивления при,движении этой порции за колонной развитие высокой. скорости движения столба цементного раствора под действием сил гравитации не происходит, Закачка цементного раствора поэтому производится под, давлением, В конечном итоге, к концу цементиравания второй ступени растворы в затрубном пространстве занимают такое положение, при котором против поглощающего пласта и несколько выше его кровли находится цементный раствор с добавкой раствора сульфата алюминия, а выше да устья скважинь 1 - цементный раствор.Преимущества и существенное отличие предлагаемого способа от известного заключается в там, что закачка и нагнетание всего объема цементного раствора для заполнения эатрубнаго пространства ат устья до подошвы поглощающего пласта производится .поддавлением. При этом предотвращается гидроразрыв и уход большого объема цементного раствора в поглощающий пласт, развитие высокой скоростидвижения столба цементного раствора за колонной, подсос пластавой вода, разрыв сплашнасти цементного раствора за колонной и недоподъем цементного раствора. Для осуществления предлагаемого способа требуется небольшой расход сульфата алюминия. Порошкообразный,1303702 Сроки схватывания,ч/мин Цроба терисог й смеНача- Ео ло не Густая мас- О/ЭОса в виденастыЦементный Ораствор В/Ц"0,5 84 100 О/24 3 00Ю 25 50,50 в/03 сульфат алюминия или насыщенный его раствор с концен.рацией 507 (м.д.) отход производс.ва нефтеперерабатывающих предприятий.П р и м е р. В скважину диаметром 215,9 мм и глубиной 2500 м опущена обсадная колонна диаметром 146 мм. В разрезе скважины находится поглощающий пласт в интервале 1000-1030 м. Первая, ступень обсадной колонны за цементирована прямым способом с поднятием цементного раствора за колонной в интервале 2500-1030 м.Объем затрубного пространства скважины в интервале поглощающего 15 пласта с учетом кавернозности со-ф ставляет 1 м, а в интервале 0-1000 м - 21 мИсходя из глубины запегания по 1"- лощающего пласта и времени закачки 20 всего объема цементного раствора для цементирования второй ступени соотношение объемов смешиваемых цементного раствора и раствора сульфата алюминия 50 Х-ной концентрации принимают 1:1. Объем первой порции цементного раствора с добавкой раствора сульфата алюминия с учечрм возможности захода небольшой порции це-, ментного раствора в поглощающий . 30 пласт, некоторого его подъема выше кровли поглощающего пласта принимают равным 3 м . Для получения указанной смеси с таким объемом в скважину закачивают одновременно цементный раствор объемом 1,5 м и раствор сульфа 3та алюминия объемом 1,5 м . Вслед за первой порцией цементного раствор ра, содержащей раствор сульфата алюминия, в затрубное пространство скважилы закачивают 20 м цементногоз раствора и скважину под давлением в, затрубном пространстве 25-30 кгс/см2 оставляют на ОЗЦ.Предлагаемый способ рекомендуется использовать также для изоляции зон поглощений и водопроявлений большой интенсивности в процессе бурения скважины путем закачки тампонирующей смеси указанных составов и соотношений объемов компонентов в интервал поглощающего или водопроявляюще-. ,го пласта через ствол скважины, от. крытый конец колонны труб или гидро- механический пакер. Формула изобретения Способ цементирования обсадных колонн глубоких скважин, включающий сспуск обсадной колонны ниже зоны поглощения, цементирование нижней части обсадной колонны через ее внутреннее сечение до зоны поглощения и цементирование верхней части обсадной колонны через ее заколонное пространство выше зоны поглощения, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества цементирования за счет возможности закачки цементного раствора в режиме противодействия разрыву сплошности потока цементного раствора, во время цементирования верхней части обсадной колонны первую порцию цементного раствора смешивают с водным раствором сульфата алюминия при концентрации последнего 50 мас.Е, при зтом объемы смешения цементного раствора и раствора сульфата алюминия принимают в соотношении 1:(0,5-1,0) соответственно.1303702 Продолжение таблицы ъем добавляеиогодиого раствораьфата алюминияконцентрацией,сиЗ р и меси Нач ло Хо ОХ 40 Х 5 75 П 5 Густаямасса ввиде пасты 10 00 2050 250 2/50 0 в 23 3/5 оставитель В.Гришанов ехред М.Моргентал Корректор А.Обручар актор Ю.Серед Тираж 533Государственного комитета ССвлам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб,каз 128 МЗЗВНИИП Подписно 3 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная 5 Цементный раствор в/цффОв 5 е Пйот- Об ность во г/см сул Объемполу"чаемой Характерис- Сроки схватика полу" тынания,чаемой сме- ч/мии