Способ установки цементных мостов в поглощающих скважинах

(5 ц 5 Е 21 В 33/134, 33/13 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого и разведочногобурения(56) М.О,Ашрафьян и др, "Современное состояние технологии установки цементныхмостов в условиях возникновения осложнений. Обзорная информация, Серия "Техника и технология бурения скважин", М.,ВНИИОЭНГ, 1988,В.А.Харьков. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин, МНедра, 1969,с, 61-63,(54) СПОСОБ УСТАНОВКИ ЦЕМЕНТНЫХМОСТОВ В ПОГЛОЩАЮЩИХ СКВАЖИНАХ(57) Использование: для предотвращенияпоглощения и повышение точности установки моста. Сущность изобретения; после промывки скважины водой и определениястатического уровня жидкости в стволе рассчитывают глубину спуска заливочных трубпо фоРмУле; Н = Нкрм+ йц+ ЬВур+ Ьв, гДеНкрм глубина расположения кровли цементного моста; йц, Ьвур, Ьв высота столба Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при изоляционных тампонажных работах в глубоких скважинах.Известны способы установки цементных мостов в поглощающих скважинах с помощью разделительного пакера и цементировочнойжелонки; с предварительным созданием в стволе баритовой пробки с последующей закачкой цементного раствора на искусственную пробку; с предвари.ЫЛП 1789 б 62 А 1 цементного раствора, вязко-упругого разделителя и воздуха, а затем последовательно закачивают первую порцию цементного раствора, первую порцию вязко-упругого разделителя, воздух или газ, вторую порцию вязко-упругого разделителя, вторую порцию цементного раствора, при этом соотношение между объемом первой и второй порциями цементного раствора и вязко-упругого разделителя пропорционально соотношению площадей сечения затрубного пространства и внутренней полости эаливочных труб, а объем воздуха или газа опреЧ "Т Рэ деляют по формуле; ЧТз Р 0 где ТУ, Тз - абсолютное значение температуры на устье и у башмака заливочных труб, Ро, Рз - нормальное давление и давление у башмака заливочных труб, Чв - объем воздуха или газа в скважинных условиях, Ч = Ьо (Ртр + Рзтр) Р+ Чвур (Рвур Р) + Чц рц - р)/р - р РтР, Рзтр - площадь сечения внутренней полости заливочных труб и затрубного пространства;р, рвур,рц, рв плотность воды, вязко-упругого разделителя, цементного РаствоРа, воздУха; Чвур, Чц - объем вязко-упругого разделителя и цементного раствора. 4 ил,тельной ликвидацией поглощений с помощью специальных составов с последующей закачкой цементного раствора по известным технологиям 1.Известен также способ установки цементных мостов по статическому уровню 2, включающий промывку скважины водой и определение статического уровня, проведение исследований поглощающего пласта с построением графиков зависимости динамического уровня от производительностизакачки воды в поглощающий пласт Ьа = (ц) и от времени йа = , закачку первой порции цементного раствора при определенной производительности насосного агрегата, остановку процесса нэ время, определяемое по зависимости и д =1(с) при и д, найденному по графику Ьд =1(ц) закачку второй порций цементного раствора, закачку продавочной жидкости, при подъеме труб на 150 - 200 м с доливом скважины водой в объеме равном объему труб, извлечейных из жидкости, ожидание твердения цемента,Недостатком способа является необходимость проведения специальных исследований пласта с закачкой в него воды, возможность схватывания цементного раствора во время остановки, отсутствие постоянного контроля за уровнем жидкости в стволе скважины, априорное условие о неприемлемости пластом цементного раствора, что гарантирует точность установки цементного моста в нужном интервале.Цел ь изобретения - предотвращение поглощения пласта и повышение точности установки разделительного моста,Ожидаемый от использования изобретения положительный эффект заключается в сокращении времени и затрат на проведение операции,Способ установки цементных мостов в поглощающих скважинах включает спуск зэливочных труб, промывку скважины водой, определение статического уровня, закачку цементного раствора и вязкоупругого разделителя, продавку цементного раствора в интервал установки моста, смыв кровли моста, подъем заливочных труб и ожидание затвердения цемента, причем закачку цементного раствора и вязкоупругого разделителя осуществляют порционно, при этом первоначально закачивают первую порцию цементного раствора и первую порцию вязкоупругого разделителя, а затем вторую порцию вязкоупругого разделителя и вторую порцию цементного раствора, кроме того между первой и второй порциями вязкоупругого разделителя закачивают воздух или газ, соотношение между объемами первой и второй порции цементного раствора и вязкоупругого разделителя выбирают пропорционально соотношению площадей сечения затрубного пространства и внутренней полости заливочных труб, а объем закачиваемого воздуха или газа определяют из соотношения:где Ч - объем воздуха в скважинных условиях,П - статический уровень воды в скважине,ЧБугЧч - объем вязкоупругого раздели 5 теля и цементного раствора,Гтр Рэатр. - соответственно площадь сечения внутренней полости заливочных труби затрубные пространства;Р, Рчр, Рц, Р 8 - соответственно плотностьводы вязкоупругого разделителя, цементного раствора, воздуха или газа.Нэ фиг. 1 приведено состояние процесса после промывки скважины и определение статического уровня,На фиг. 2 приведено состояние процесса после завершения закачки всех рабочихагентов.На фиг, 3 приведено состояние процесса в период ожидания затвердевания це 20 мента.Способ осуществляют следующим образом. В скважину 1, имеющую поглощающийпласт 3, спускают заливочные трубы 2, Промывают скважину водой и прослеживают заустановлением статического уровня, Послеопределения статического уровня при известных значениях интервала установки моста, плотности рабочих агентов (воды,цементного раствора, вязкоупругого разде 30 лителя, воздуха или газа) геометрическихразмерах скважины и заливочных труб (площадь сечения ствола скважины, площадь сечения затрубного пространства, площадьсечения внутренней полости заливочных35 труб), температуры на устье скважины и убашмака заливочных труб производят расчеты и определяют:- общий объем цементного раствора,- общий обьем вязко-упругого раздели 40 теля,- .объем воздуха или газа в скважинныхусловиях,- глубину спуска заливочных труб,- давление у башмака заливочных труб,- объем воздуха или газа в устьевыхусловиях,- объем первой порции цементного раствора,- объем первой порции вязко-упругого50 разделителя,- объем второй порции вязко-упругогоразделителя,- объем второй порции цементного раствора,- объем продавочной жидкости,После выполнения всех расчетов приготавливают на устье необходимый объем воздуха или газа в специальных баллонах илисосуде, Затем допускают заливочные трубы+ 0,210 175 0 1000 - 45 (м) Глубин ска заливочных труЧц+Чв +Чв= 14,41 (М Па)ем воздуха в устьевьЧв " Т РзЧв аливочных тру)х 10 1 Х УСЛОВИЯ ии 50,Рн -Чс52,60,38После промывкиения статическоле, выполненияи необходимого 10 = 0,160(м0(м ); 3,84 (МПа) .кважины водой, опрео уровня жидкости всех расчетов и подгобъема сжатого воздуителя -делствотов на расчетную глубину и начинают закачкурабочих агентов. В трубы закачивают: первую порцию цементного раствора, первукпорцию вязко-упругого разделителя, подготовленный воздух или газ, вторую порцивязкоупругого разделителя, вторую порци 1цементного раствора, продавочную жид.кость, После закачки продавочной жидкостизаливочные трубы приподнимают до глубины расположения башмака на 2 - 3 м вышекровли устанавливаемого моста и обратнымпрокачиванием воды производят смывкровли моста. Затем заливочные трубы поднимают на безопасное расстояние, закрывают устьевые задвижки на трубах изатрубном пространстве и ожидают твердения цементного раствора, Процесс завершают определением прочности игерметичности установленного моста.Практический пример реализации способа.В скважине, вскрывшей поглощающийгоризонт, необходимо установить цементный мост в интервале 1400 - 1415 м,Скважину промыли водой и определилистатический уровень на глубине 20 м (=10 м),Исходные данные,Плотность используемых составов;- воды, р = 1000 кг/м;з.20 0,003 + 0,010 х 1000 + 0,1Чв " ТзРо 0,45 х 280 х 14,41 345 х 0,1 Объемы первой и второй а) цементного раствора -Чц =Чц -- ц - ,1 Езт Р +Г=0,010 м 2.10 ТемпеРатУРа на Устье скважины, Ту ==280 ОК;Температура у башмака заливочныхтруб, Тз = 345 К,Порядок расчетов,Объем цементного раствора с учетомК=1,1Чц = (1415 - 1400) Рскв К,Чц = (1415 - 1400) 0,0129 1,1 = 0,210(м )Объем вязко-упругого разделителя рассчитывается с учетом минимальной толщиныстолба в стволе скважины - 10 м.Чвур = 10(Гтр + Рзтр)Чвур = 10(0,003+ 0,010) = 0,130 (м )Объем воздуха в скважинных условиях 1 0010 зЧвур = 0,130 0 003 + 0 010 - 0,100 (м )Чвур = 0,130 0,100 = 0,030 (м )Объем продавочной жидкости (воды)Чпр = Ртр Нкр,м,Чпр = 0,003 х 1400 = 4,2 (м ).Перед началом процесса установки моста подготавливают необходимый объемсжатого воздуха в специальном сосуде, Вданном случае в качестве специального сосуда использована обсадная труба(диаметр219 м, толщина стенки 9 мм, длина 12 м) свнутренним объемом Чс = 0,38 м, оборудозванная с обеих сторон заглушками и обвязанная с компрессором, промывочнымагрегатом и нагнетательной линией,Необходимая величина давления воздуха в специальном сосуде1789662 ха в специальном сосуде допустили заливочные трубы на глубину 1461 м и начали процесс закачки рабочих жидкостей, Обвязка технологического оборудования со скважиной выполнена согласно приведенной на 5 фиг. 4 схемы.При открытых задвижках 1, 2, 3 и закрытых 4, 5 в скважину закачали первую порцию цементного раствора - 0,16 м и первую позоцию вязко-упругого разделите ля - 0,10 м, После этого закрыли задвижку 3 и открыли задвижки 4 и 5. Затем закачали в скважину вторую порцию вязко-упругого разделителя - 0,03 м и вторую порцию цезментного раствора - 0,05 м и далее 4,2 м 15з продавочной жидкости - технической воды. между объемами первой и второй порций цементного раствора и вязкоупругого разделителя выбирают пропорционально соотношению площадей сечения затрубного пространства и внутренней полости заливочных труб, а объем закачиваемого воздуха 25 или газа определяют из соотношенияч Р-Рв 30 где Ч - объем воздуха в скважинных условиях;по - статический уровень воды в скважине;Чвур, Чц - объем вязкоупругого раздели теля и цементного раствора;Ртр, Рэатр - соответственно площадь сечения внутренней полости заливочных труб и затрубное пространство;Р, Овур, Рц, Ов соответственно плот ность воды, вязкоупругого разделителя, цементного раствора, воздуха или газа. 45 50 55 Формула изобретения Способ установки цементных мостов в поглощающих скважинах, включающий спуск заливочных труб, промывку скважины водой, определение статического уровня, закачку цементного раствора и вязко-упругого разделителя, продавку цементного раствора в интервал установки моста, смыв кровли моста, подъем заливочных труб и ожидание затвердения цемента, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения поглощения пласта и повышения точности установки разделительного моста, в скважину закачку цементного раствора и вязкоупругого разделителя осуществляют порционно, при этом первоначально закачивают первую порцию цементного раствора и первую порцию вязкоупругого разделителя, а затем вторую порцию вязко- упругого разделителя и вторую порцию цементного раствора, причем между первой и второй порциями вязкоупругого разделителя закачивают воздух или газ, соотношение После закачки рабочих составов заливочные трубы приподняли с установкой башмака на глубине 1398 м и обратным прокачиванием воды провели смыв кровли цементного моста, объем прокачиваемой воды при смыве кровли не менее 4,2 м,Заливочные трубы приподняли с установкой башмака на глубине 1350 м, задвижки 1 и 2 закрыли,После твердения цементного раствора допуском заливочных труб кровля моста определена на глубине 3402 м. Прочность моста проверена частичной разгрузкой веса заливочных труб, герметичность-опрессовкой давлением 12 МПа,. Козлова ек вская аказ ЗЗ одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужг л. Гагарин Тира И Государственного к 113035, МПодписноеитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССква, Ж, Раушская наб., 4/5