Способ цементирования колонн труб

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 737101 51)5 Е 21 В 33/ ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИ ТЕНИ ТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬС(54) СПО ЛОНН ТР Б ЦЕМЕНТИРОВ ИСАНИЕ И. Недра, 1988, с,27Авторское свМ 1273571, кл. Е Изобретение относится к горной промышленности, в частности к строительству скважин, и может быть использовано при спуске и цементировании обсадных колонн большого диаметра при наличии в разрезе скважин поглощающих горизонтов.Известен способ крепления ствола скважины обсадной колонны, включающий спуск обсадной колонны, промывку, ус-,а- новку нижней пробки, закалку тампонажного раствора в колонну, установку верхней разделительной пробки для разделения цементного раствора и буферной жидкости, продавку цементного раствора в заколонное пространство до момента посадки вер- хной пробки на нижнюю,Недостатком данного способа является необходимость создания турбулентного по(57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к строительству скважин при наличии в их разрезе поглощающих горизонтов. Способ позволяет уменьшить гидродинамические давления на пласт и упрощает технологию процесса цементирования, Для этого башмак спускаемой колонны оборудуют элтичной манжетой, которая помимо разделения бурового и тампонажного растворов увеличивает выталкивающую силу бурового раствора из скважины. Спуск колонны труб осуществляют одновременно с заливкой цементного раствора в заколонное пространство, при этом буровой раствор, находящийся в скважине, вытесняется на устье в приемный желоб, через внутриколонное пространство и гибкий шланг, 1 ил. тока цементного раствора за стенками об. садной колонны с целью обеспечения болеевысокой степени вытеснения бурового раствора из скважины при скорости подъема цементного раствора не менее 1,5 м/с, При этом возникают гидродинамические давления, вызывающие Опасность поглощения растворов, а также необходимость применения большого количества цементировочных агрегатов, блок-манифольда для проведения работ.Наиболее близким к предлагаемому яв. Ляется способ цементирввания колонн труб, включающий спуск колонны в скважину, установку нижней разделительной пробки, подачу на нее тампонажного раствора, установку верхней. разделительной пробки и продавливание тампонажного раствора че10 20 рез колонну труб в затрубное пространство весом бурильной колонны при доливе в колонну бурового раствора до фиксирования момента посадки верхней разделительной пробки на нижнюю, причем фиксирование момента посадки осуществляют по мере спуска бурильного инструмента,Недостатком данного способа является создание значительных давлений в скважи не при продавке цементного раствора за обсадную колонну в процессе цементирования, что создает опасность возникновения осложнений - поглощений цементного раствора, недоподьема цемента до устья, использование цементировочных агрегатов, продавочных пробок.Цель изобретения - повышение надежности цементирования обсадных колонн большого диаметра при наличии в разрезе скважины поглощающих горизонтов за счет уменьшения давлений, а также упрощение процесса цементирования за счет исключения цементироаочных агрегатов и обеспечения разделения тампонажного и бурового растворов и увеличения выталкивающей силы бурового раствора из колонны.Поставленная цель достигается тем, что в способе цементирования колонн труб, включающем спуск обсадных колонн, оборудованных разделительным элементом, и заполнение заколонного иространства цементным раствором, в качестве разделительного элемента использует мастичную манжету, закрепленную на баимаке, которую устанавливают в затрубном пространстве, заполнение заколонного пространстм цементным оаствооом осушествляют путем спуска колонны с одновременной заливкой цементного раствора в заколонное пространство, при этом буровой раствор, находящийся в скважине, выталкивают в объемеЧб,р, = Чскв - (Чтруб + Чзак.р-ва) где Ч,. - объем скважины, м;Чтруь - объем спускаемых в скважину обсадных труб, м;Чзак. лр-а - объем заколонного пространства,м,в приемный желоб через внутриколонное пространство и гибкий шланг, один конец которого соединен с приемным желобом, а другой - с верхним краем спускаемых труб.На чертеже представлена схема осуществления способа цементирования колонн,На схеме показана скважина 1, в которую спускают обсадную колонну 2, Низ обсадной колонны 2 оборудован эластичной манжетой 3 с башмачной насадкой 4, которая имеет проходное отверстие 5, Скважина заполнена раствором 6, При спуске колонны обсадных труб 2 в затрубное простран 25 30 35 40 45 50 55 ство через устье 10 заливают цементный раствор 7 по подводящему трубопроводу 8 из емкости 9. На верхнюю часть спускаемых труб 2 наворачивают гибкий шланг 11, нижний конец которого соединяют с приемным желобом 12,Способ осуществляется следующим образом.Перед спуском обсадной колонны (например, кондуктора) в скважину ее башмак оборудуют эластичной манжетой, обеспечивающей разделение бурового и цементного растворов. Готовят цементный раствор. На верхний конец обсадной трубы наворачивают гибкий шланг, для этого один конец шланга снабжен небольшим вращающимся патрубком с необходимой резьбой, другой конец гибкого шланга крепится в приемном желобе, Затем производят спуск обсадной трубы, в скважину, при этом через устье в затрубное пространство. подают раствор по подводящему трубопроводу. Выходящий из внутренней полости обсадных труб буровой раствор сливается по гибкому шлангу в приемный желоб. При спуске обсадных труб происходит вытеснение бурового раствора из трубного пространства и заполнение этого пространства цементным раствором, Операция по соединению-разъединению гибкого шланга на верхнем конце колонны проводится при спуске и наращивании очередной трубы, После дохождения "башмака" обсадной колонны до "забоя" скважины и заполнения пространства цементным раствором спуск прекращают и колонну остав- г ляют на ОЗЦ,П р и м е р. После окончания бурения под "кондуктор" диаметром 324 мм на глубине 200 м ствол скважины подготавливают к спуску обсадной колонны. Прорабатывают, чтобы не было уступов, желобов и сужений,выравнивают параметры бурового раствора. При бурении скважины, вскрывающей поглощающие дренированные горизонты, применяется буровой раствор с небольшой плотностью, обеспечивающий бурение значительного поглощения (1,12-1,14 г/см ). Перед спуском обсадной колонны в скважину ее башмак оборудуют эластичной манжетой, обеспечивающей разделение бурового и цементного растворов, Готовят цементный раствор с необходимыми параметрами, Для обеспечения замедления схватывания цементного раствора на период, обеспечивающий спуск обсадной колонны до забоя, его обрабатывают КМЦ(или другим замедлителем), Для цементирования применим шлаковый цемент ШПЦС(плотность раствора 1,35-1,4 г/см), Цементный раствор готовят в смесительной маши- .гне, сауда его подают на устье скважины. Перед спуском первой обсадной трубы с оборудованной манжетой в скважину на ее верхний конец наворачивают гибкий шланг, изготовленный из брезента. Для присоединения гибкого брезентового шланга один конец его снабжен небольшим вращающимся патрубком с резьбой, При навороте трубки не требуется большого усилия, так как в колонне (во внутренней ее полости) не создается большое. давление. Другой конец шланга крепится в приемном желобе, который отгораживают от. устья скважины перегородкой. Затем осуществляют спуск обсадной трубы в скважину, при этом через устье скважины в затрубное пространство подают цементный раствор по подводящему трубопроводу от смесительной машины. При спуске обсадной колонны в скважину происходит вытеснение бурового раствора на устье в объеме, равном Чб,р. = Чска, - (Чтр. + Чаак.п)где Чака. - объем скважины, м;Чтр. - объем спускаемых обсадных труб, зЧэак,пр.- объем заколонного пространства, м.Вытесненный буровой раствор сливается по гибкому шлангу в приемный желоб, При спуске обсадных колонн происходит вытеснение бурового раствора из трубного пространства и заполнение этого пространства цементным раствором, Для уменьшения гидродинамических давлений внутри скважины обсадную колонну спускают плавно; без рывков. После спуска труб гибкий шланг снимают с обсадной колонны и наворачивают (при наращивании) на очередную трубу. При спуске всей обсадной колонны до "забоя" скважины и заполнении заколонного пространства цементным раствором колонну оставляют на ОСц. Экономический эффект от внедренияпредлагаемого способа цементирования колонн труб большого диаметра обусловленисключением из компоновки обсадных ко 5 лонн цементгровочных пробок, цементировочных агрегатов и операций по продавкецементного раствора.Экономический эффект от внедренияданного способа по одной скважино-опера 10 ции ориентировочно составит 3-5 тыс. руб.Формула изобретенияСпособ цементирования колонн труб,включающий спуск обсадных колонн, оборудованных разделительным элементом, и за 15 полнение заколонного пространствацементным раствором, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что; с целью повышения надежности цементирования обсадных колонн большогодиаметра при наличии в разрезе скважины20 поглощающих горизонтов за счет уменьшения давлений, а также упрощение процессацементирования за счет исключения цементировочных агрегатов и обеспечения разделения тампонажного и бурового растворов25 и увеличения выталкивающей силы бурового раствора из колонны, в качестве разделительного элемента используют эластичнуюманжету, закрепленную на башмаке. которуюустанавливают в затрубиом пространстве, за 30 полнение заколонного пространства цементным раствором осуществляют путем спускаколонны с одновременной заливкой цементного раствора в заколонное пространство,при этом буровой раствор, находящийся в35 скважине, выталкивают в объеме Чб,р, = Чса.-Ьр + Чввк.вр.1, гдЕ Чскв. - сбьеи Скержиии,м; Чтр, - объем спускаемых в скважину обсадных труб, м; Чаазпр. - объем заколонноз,го пространства, и, в приемный желоб40 через внутриколонное пространство и гибкий шланг; один конец которого соединен сприемным желобом, а другой - с верхнимкраем спускаемых труб.1737101 Составитель Т.Тимонькинактор А.Маковская Техред М,Моргентал Корректор Т.Мал изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага Заказ 1875 Тираж БНИИПИ Государственного комите 113035, МоскваПодписное о изобретениям и открытиям при ГКН 5, Раушская наб., 4/б