Способ цементирования скважин

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 21 В 33/13 ОПИСАН ОБРЕТЕН ЬСТВУ есвиде Е 2СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СИИ(71) Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промьленности(56) Временная инструкция по крению нефтяных и газовых скважин нместорождениях Западной Сибири,Рд 39-2-175-79. Краснодар-Тюмень1979, с,7.Авторское тельство СССР9 1063983, кл 1 В 33/13, 198(54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к области бурения скважин и позволяет повысить эффективность цементироваиия скважин за счет снижения энергетических потерь и одновременного снижения вязкости прокачиваемого цементного раствора (ЦР). Способ включает закачку в цементируемую скважину нагретого ЦР. При этом ЦР нагревают паром, который подают непосредственно в ЦР во время его закачки. Пар конденсируется в ЦР и превращается в воду, снижая вязкость ЦР. Это компенсирует нарастание вязкости от ускоренного схватывания ЦР с его нагреванием.1 ил, 2 табл.1 г Способ осуществляют следующим образом,В скважину во время цементирования закачивают нагретый цементныйраствор. Изобретение относится к бурениюскважин, в частности к способам ихцементирования.Целью изобретения является повышение эффективности цементирования5скважин за счет снижения энергетических потерь и одновременном снижении вязкости прокатываемого цементного раствора. 10Сущность способа заключается втом, что при приемах нагрева цементного раствора расходуется много энергии, Кроме того, с прогревом цементного раствора резко снижаются срокисхватывания, раствор трудно прокатывается и общая цель - подъем цемента до проектной отметки - часто недостигается. По предлагаемому способу снижаются энергозатраты на прогрев цементного раствора с одновременным сохранением его прокачиваемости до окончания цементирования. Этодостигается за счет того, что парконцентрируется в растворе и превращается в воду, снижая вязкость раствора,Снижение вязкости раствора отконденсации пара компенсирует нарастание вязкости от ускоренного схва- З 0тывания цементного раствора с егонагреванием,На чертеже показано изменение требуемой температуры цементного раствора в зависимости от естественнойтемпературы горных пород на забоескважины (линия 1)Из графика видно, что с увеличением температуры на забое (и, следовательно, с увеличением глубины скважины) с 50 до 90 С температура закачиваемого цементного раствора должнавозрасти с 15 до 55 С. Наибольший интерес представляют скважины глубиной2200 м, к которым приурочены наиболеепродуктивные горизонты. Естественнаятемпература на этой глубине составляоет 73 С, следовательно, для обеспечения цементирования эксплуатационнойколонны цементным раствором нормаль-.ной плотности (1,83 - 1,85 г/см )необходимо: чтобы последний имел темопературу не ниже 38 С.При этом цементный раствор нагревают паром, причем пар подают непосредственно в цементный раствор во время его закачки,Пример реализации способа.Расчеты показывают возможность нагрева тампонажного раствора до требуемой температуры, например, с помощью ППУ-А 1200 х 100, техническая характеристика которой представлена в табл,1.Составляют уравнение теплового баланса смешивания цементного раствора и пара, приняв теьпературу пара100 С и давление на выходе 0,1 МПа.(1) согласно табл.2,Из формулы (2) получают сО,С, + сОС + гО 2 (3) где с, - удельная теплоемкость цементного раствора,кДжкгКО, - массовый расход цементногораствора при затворении,1,0 т/ч;С - температура цементного раствора;с - средняя удельная теплоемкость воды (конденсата пара),кДж ,кг КО - массовый расход пара, т/ч;С - температура смеси цементного раствора и конденсированного пара, град;г - скрытая теплота парообразования, кДж/кг.Величину с, находят по формулеМаксимальное Производительно сть ТемпеЗапас 3 воды, м1,65 4,20 90 100 2256 3 136663Подставляют численные значения вформулу (3) и получают С = 38,8 С,Температура цементного раствораувеличивается с 5 до 38,8 С и дости 5гает регламентированной величины, благодаря работе двух ППУ.Обеспечить исходную температуруо,цементного раствора 5 С не вызываетзатруднений даже в большие морозы, 10так как потребная температура водыо,в этом случае не превышает 20-25 С.Известно, что для нагрева 50-80 тводы до 20-25 С при температуре возо,духа ниже минус 20 С требуется 151,5-2 ч работы двух ППУ, Так какпроцесс затворения цементного раствора при цементировании скважин глубиной до 3000 м длится не более 2-х ч,то экономия составит 20 ч работыдвух ППУ на одну скважину.Поскольку пар конденсируется вцементном растворе и превращается вводу, то вязкость цементного раствора несколько снижается, Величину снижения вязкости оценивают следующимвыражением (по плотности);+ О 2 -Рь1где- плотность разжиженного цементного раствора;- плотность исходного цементного раствора;- плотность воды,бПусть= 1,85 г/см , тогда дляданного случая= 1,82 г/смт,е, плотность снижается на 0,03 г/см,Воду для затворения цемента подогрева ют с помощью ППУ до 20-25 С. Г 1 о гра 34фику определяют требуемую температуру цементного раствора для закачки в скважину и по уравнению теплового баланса находят необходимые расходы раствора и пара, количество ГП 1 У, ППУ подсоединяют к нагнетательной линии цементировочных агрегатов, по которой закачивают в скважину затворенный цементный раствор. После окончания затворения подачу пара прекращают. Подогретый цементный раствор продавливают в затрубное пространство обсадной колонны. формула изобретения Способ цементирования скважин путем закачки в них нагретого цементного раствора, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения эффективности цементирования скважин за счет снижения энергетических потерь и одновременном снижении вязкости прокачиваемого цементного раствора, последний нагревают паром, причем пар подают непосредственно в цементный раствор во время его закачки.1Таблица1366633 Гришано Составител Техред Л. С ректор О, Кравц К Реда ва в лободяни Тираж 530 Подпи Заказ ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4 Про твенно-полиграфическое предприятие, г.ужгоро ктная,0 ЧО Ы бО 70 60 У 0 Гстегтдемиоя югмлгротура гюрмааород на УаЬе гмдсжинь, фС