Способ цементирования скважин

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) П риорнтет Ркудар квинтет изобретении 43 Опубликовано 23,11,82, Бюллете 3) УДК 622 245к ыт та опубликования описания 23, 11 Т, Р, Хасанов, 8. С. Екшибаро А. Абрамович Иамадж 2) Авторы изобретения реднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа) Заявител 4) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАИИ 1 сДЯ 01 цИзобретен сится к цементи ванию скважин.Известен способ цементирования скважин, включающий закачку в скважину неодновременно схватывающегося там понажного раствора1,При этом быстросхватывающаяся смесь, располагающаяся в нижней части скважины, твердеет при дейс гидростатического давления выш положенного столба тампонажног вора, находящегося в жидком со твииерасо растстояигается тдавлениячинают дозагустевао давлениью 5-20 к ленная цел Постато пере избыточ на тампонажныи раство ая ем процессо ии, после ч интенсивно вершения и седиме сбрасыва см /с,Приче сбрасываоперацию по повышению овторяют. ию давлен нии.Недостатком этого способа являетс трудность регулирования времени загустевания тампонажных растворов, имеющих различные сроки схватывания,Наиболее близким к предлагаемому является способ цементирования скважин, включащий закачку в скважину тампонажного раствора, продавку его в заколонное пространство и передачу на тампонажный раствор избыточного давления21. Недостатком известного способа является то, что воздействие постояннымизбыточным давлением практически неоказывает влияния на сокращение сроков схватывания тампонажных растворови повышение прочностных характеристик цементного камня.Целью изобретения является повышение качества цементирования скважинза счет развития процессов активации1 Овяжущего компонента в составе тампонажного раствора, что и оказываетвлияние на сокращение сроков охватывания растворов и повышение прочностицементного камня.15976031 где Р 3При этом воздействие импульсамиизбыточного давления осуществляют сустья скважины через эатрубное пространство или через внутриколонное пространство на уровне кровли продуктивного пласта,Сущность способов заключается втом, что при приготовлении тампонажного раствора молекулы воды затворения,гидратируя зерна вяжущего, проникаютв имеющиеся микротрещины. Резкое снижение избыточного давления, создаваемое на тампонажный раствор, вызываетсоответствующее расширение молекулводы в микротрещинах, в результатечего зерна цемента испытывают дополнительные напряжения, приводящиек расширению имеющихся микротрещин иобразованию новых,Вследствие этого происходит уве- Юличение удельной поверхности зеренвяжущего и, как следствие, ускорениепроцессов их гидратации, приводящее,в свою очередь, к сокращению сроковформирования тампонажного камня и по- Ивышению его прочностных характеристик,ЭФфективность способа возрастаетс увеличением интенсивности воздействия избыточным давлением, которое ограничивается техническими возможностями, применяющегося оборудования,При интенсивности свыше,20 кгс/см/свозможно разрушение устья. Оптимальное количество циклов воздействия рнаходится в пределах 5-15 циклов,Воздействие импульсами избыточного давления менее 5 раз оказываетнезначительное влияние на сокращениесроков формирования цементного камня Фои повышение его прочностных свойств.Увеличение количества циклов выше 15,также незначительно повышает эффективность воздействия табл. 1).Способ передачи импульсов избыточного давления выбирается в зависимости от высоты подъема тампонажногораствора и глубины залегания продуктивного пласта. Установлено, что,при подъеме тампонажного раствора до1500 м от кровли пласта, воздействиеимпульсами избыточного давления целесообразно производить с устья скважины через затрубное пространство,при высоте подъема раствора и выше,1500 м воздействие целесообразно осуществлять через внутриколонное пространство на уровне кровли продуктивного пластатабл. 2),Способ осуществляют следующим образом.В скважину спускают эксплуатационную колонну, Закачивают и продавливают в затрубное пространство тампонажный раствор. Затем, если высота подьема цементного раствора не превышает1500 м, герметизирует устье скважиныи в затрубном пространстве создаютизбыточное давление не превышающеедавление гидроразрыва пласта. Послечего снижают избыточное давление взатрубном пространстве с интенсивностью не менее 5 кгс/см /с, Циклыповторяют в количестве 5-15 раз, После чего скважину оставляют на периодожидания затвердения цемента ОЗЦ).При высоте подъема цементногораствора свыше 1500 и, после закачки и продавки тампонажного раствора, сообщают внутриколонное и межколонное пространство на уровне кровли продуктивного пласта, герметизируютустье скважины и во внутриколонномпространстве создают избыточное давление. По величине менее давлениягидроразрыва пласта,Затем снижают давление в колоннес интенсивностью не менее 5 кгс/см /сЦикл повторяют 5-15 раз. После чегоскважину оставляют на ОЗЦ.Конкретный пример реализации способа.В скважину на глубину 3100 м спускают эксплуатационную колонну диамет.ром 168 мм; интервал подъема цемента 3100 м - 2000 и. Пластовое давление 400 кгс/см, Интервал залегания кровли пласта - 2900 м. Плотность цементного раствораР - 1,60-1,62 г/смПлотность бурового раствора 1.1,40 г/см,Затем в скважину закачивают и продавливают тампонажный раствор в заколонное пространство, герметизируют устье скважины и в затрубном пространстве сочают избыточное давление 117 кгс/см в соответствии с расче- том Р = Р - 0,1,Н 1 + гР ф ,Р 3 ц НБР 3 Р )- давление гидроразрыва в кровле пласта, кгс/см ";- высота подъема цемснтногс.,раствора от кровли продуктивного горизонта, и:976031 РГР где Н Рпл 3 удельный вес цементногоцРраствора, г/смф;Нв - высота столба буровогораствора в затрубном пространстве скважины, м;- плотность бурового раствора, г/смф,Давление гидроразрыва пласта на стенках, которого имеется Фильтрационная корка, определяют из зависи 1 О мости 1,08 Н 2.+ 0,66 Р ( кгс/см )ТЗЛ 115- глубина определения давления гидроразрыва, м; - пластовое давление; кгс/см 1,08 Н 0 66 Р Ф(н; -н 1 )О+ 1,08.2900 цР Щф БР БР+ 0,66. 400-0, 1 ,2000. 1,65+1, Ц О юх 1000)313 + 264 + -(330+140)117 кгс/см.Затем избыточное давление снижают до атмосферного с интенсивностью не менее 5 кгс/смфс цикл повторили 10 раз. После чего скважину оставили на .ОЗЦ,Экономическая эффективность от , внедрения предлагаемого способа заключается в улучшении качества цементирования скважины на 25-301, в снижении брака при цементировании на 25-.30 и в уменьшении времени ожидания эатвердевания цемента на 35-40.По-предварительному расчету, годовой экономический эффект от использования способа составит 285 тыс. руб.976031 Ю О м м 1о1 О 1- Ф К 1 1 О 9 1 1 1 1- 1 Е Ю1м оа Око 1 1Г Э 0 0й х 2 1 О о ч Ю л 1О "ц0 кй ХФ Ед - оо.ОХ ОО Э1 ЧХ 0 Я й о 1 1- й К О 1 1 Э й Ф Г 0 1 о схк О 19 5 ЧСоставитель Е, МолчановаТехред М,Тепер Корректор Н,Король Редактор А, Шандор Заказ 8959/55 Тираж 623 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 11 97603Формула изобретения 1. Способ цементирования скважин, включающий закачку в скважину тампонажного раствора, продавку его в заколонное пространство и передачу на тампонажный раствор избыточного давления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества цементирования скважин за счет развития О процессов активации вяжущего компо,нента в составе тампонажного раствора, передачу избыточного давления на тампонажный раствор начинают до завершения в нем процессов загустевания и 15 1 12седиментации, после чего давлениесбрасывают с интенсивностью 5 -20 кгс/см /с.Ф.2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что операцию поповышению и сбрасыванию давления пов"торяют.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Булатов А.И., Технология цементирования нефтяных и газовых скважин.М., "Недра", 1973, с. 32-332. Авторское свидетельство СССРМ 721521, кл. Е 21 Я 33/14, 1977