Способ цементирования обсадных колонн в скважинах

едовательовФиль ник по креп- скважин,22. ЫХ НИЯ(54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИ КОЛОНН В СКВАЖИНАХ (57) Изобретение от скважин и позволяет во цементирования в осится к бурению повысить качест интервалах про(21) (22) (46) (71) ский (72) (53) (56) лени М.: 3872459/2 29.03.85 30.10,87,Украинскиинститут В.СКоте 622.245.4 Булатовю нефтяных едра, 198ам же, с. ницаемых пород за счет возможностиуплотнения фильтрационной корки бурового раствора (БР), образующейсяна стенках скважины. Способ включает закачку в скважину последовательно буферной жидкости (БЖ), тампонажного раствора с вытеснением ими БР изскважины, В качестве БЖ используютжидкость, не фильтрующуюся через корку БР, или дисперсную жидкость с коэффициентом проницаемости ее фильтрационной корки, меньшим чем у БР.Против интервала проницаемых породциркуляцию БЖ прекращают и выдерживают ее до стабилизации показателейуплотнения фильтрационной корки БР.3 табл.Изобретение относится к бурениюскважин, в чдстцости к способам ихцементпровашя.Цель изобретеция - повышеие качества цемецтронация обсадных колонн 5в ицтерва:дх процицаемьх порол здсчет возможности уплотнения фильтрдционцой корки бурового раствора, образующейся на стенках скважины,Способ осуществляют следующим 10образом.В скважину закачивдют последовательно буФерную жидкость и тампоцажцыйраствор с вытеснением ими буровогораствора из скважины,В качестве буферцой жидкости используют ждкость, цефильтрущуосячерез корку бурового рдстворд, шицисперсцую жидкость с коэффициентомпроцицаемости где фи:ьтрдциоццой горки,2 Оь.1 (эя)сов г" ьл, еь ) 1 ко)к) о ) ), Г,) -. ,р ) то1 те 1 е р вь ),ц- .:сььх ород Бу)еру) +ц).Гь одергвдь)т цо стдл,)д(:и о;зато. е уплотнения 1)ьтрдцогой корк буро -ного раствора.Р ьзашсех ). х р.: -ков В скв;жне )Бесов ) , др - 3 Омер, путем прогнозрованя реддльцыхпоказателен в ус)в;., с.;в,; цаоснове предварительны), тдь,. и;рдл,дьц х лбора торных сс)ецов;) ц, 1 ля:го цо ронедешя емецг роноч 35 цых рд Бот в скважине осуценв)ог выбор буферц й жидкост . Огбрдот и. скг) е. плдцруют цемеро цые рдботы, пробу буроногг рдстнорд, и в камере измерительного прибора, например нодоотдатчпкд, поц перепадом давления известным методом формируют фильтрационную корку бурового раствора. Выпивают из прибора остаток бурового раствора ,если оц есть) 45и известными методами опрсцеляь" ив толщину, или обьем фцльтрдциоццой корки или определяют плотность корки, или коэффициент проницаемости. Затем в камеру прибора поверх корки бурово О го раствора заливают исследуемую буферную жидкость и под перепадом;двления известцым способом осущесв.)от ее фильтрдцю через корку бурового раствора, 1 ос с гг, ос до Бу)ерин 5лкоэффициент проницаемости корки уменьшились или увеличилась ее плотность, это означает, что буферная жидкость це фильтруется через корку бурового раствора или образует ца корке раствора фильтрдциоццую корку, коэФфициент проницаемости которой меньше коэффициента проницаемости корки бурового раствора. Описанным методом исследуют несколько составов буферных жидкоСтей и выбирают ту из цих, которая оказывает наибольшее угглотцяющее действие на корку бурового раствора или при равном уплотцяющем действии наиболее экономична и в наибольшей степени удовлетворяет другим требованиям буферной жидкости. После определения состава буферной жидкости осуществляют цемецтирование по описднцой технологииВ аб:1 1 пцнедсцы пдрдмедтры трех аидов буровых растворов, для которых проведены лабораторные исследования с де,о выбора буферной жидкости согпдсго способа. 1 робы буровых растворов отбирались с бурящихся скважин.В табл, 2 приведены параметры фильтрдцццых корок буровых растворов доосле воздействия на цих буферной ждк)стдю. Там же приведены составы Буферных жидкостей.В таб 3 приведены результаты фиьграции цементного раствора через упло гцеццые и неуплотненные корки буровых растворов Гроведецные исследования позволил сделать следуощие выводы.2 Х-цй водный раствор КССБ фильтровался через глинистые корки растворов У 1 и 2 без образования полимерной пленки, Уплотнение глинистых корок в этих случаях це происходило. При фильтрации через глинистую корку раствора У 3 данной буферной жидкости поверх корки образоналась полимерная пленка. Однако проницаемость полимерной пленки бьла меньше проницаемости корки раствора 1) 3, о чем свидетельствует увеличение коэффициента проницаемости корки после воздействия буферной жидкостью, а также уменьшение ее средней плотности,При фильтрации 57.-ного водного раствора КССБ для всех трех растворов сверху корки буров го раствора бра зовывдлдсь огимерцдя пленка. ; орки растворов У 1 и 2 под действии полимерной пленки уплотнились, очем свидетельствует умецьшение коэффициента проницаемости корок послевоздействия полимерной жидкостью,Уплотнения корки бурового раствораФ 3 не произошло, что говорит о мень 5шей проницаемости полимерной корки посравнению с пронццаемостью корки раствора Ф 3 до ее уплотнения,2 и 57-цые водные растворы КМЦ при 10фильтрации во всех случаях образовывали полимерные фильтрационные пленкисверху корок трех буровых растворов.Корки буровых растворов во всех случаях уплотнились - увеличилась их 15плотность, уменьшился коэффициентпроницаемости.Наименьшей проницаемостью обладают полимерные корки водного раствораКМЦ при введении в него полиэтилецо 20вой или резиновой крошки, При воздействии этими жидкостями произошло наибольшее уплотнение корок буровых растворов.При фильтрации цементного раствора 25через глинистые корки наименьшая водоотдача получена при Фильтрации через корки, предварительно уплотненные 27-цым водным раствором КМЦ с добавлением полиэтиленовой или резиновой крошки, а наибольшая - при фильтрации через неуплотненные корки(табл. 3). Частичная деструкция скелета фильтрационных корок, котораяимела место при Фильтрации через них35фильтрата цементного раствора (о чемсвидетельствует увеличение коэффициента проницаемости корок, а также результаты визуального осмотра), и наибольшей степени отмечалась для неуплотненных корок и в наименьшей степени - для наиболее уплотненных корок.Проницаемость фильтрационной корки цементного раствора во всех случаях превышала проницаемость фильтрационных корок бурового раствора и буферных жидкостей.Конкретный пример реализации способа,Техническая колонна спущена на глубину 1400 м с целью перекрытия высокопродуктивных проницаемых газоносныхгоризонтов, залегающих в интервале1200-1350 м. Выше глубины 1200 м разрез необсаженной части скважины представлен устойчивыми непроницаемымипородами. Параметры бурового раствора приведены в табл. 1. Требуется провести цементировочные работы с качественной изоляцией продуктивных горизонтов. 11 ри бурении используют раствор 11 2.В табл. 2 приведены результаты лабораторных исследоваций по выбору буФерной жидкости для раствора Ф 2, пробы которого были отобрацы со сква - жицы. Из 5 исследуемых буферных жидкостей лишь 22-ный водный раствор КССБ не уплотняет корку бурового раствора Р 2 - толщина корки и ее плот - ность после фильтрации через нее буФерной жидкости не изменяется. Остальные 4 состава буферных жидкостей при фильтрации через глинистую корку образуют сверху полимерную тонкую корку с меньшим, чем у корки бурового раствора коэффициентом проницаемости, Следствием этого является уменьшение толппны, объема, коэФФициента проницаемости, увеличение плотности корки после фильтрации через нее буферной жидкости. Наибольшее уплотняющее действие на глинистую корку раствора Р 2 оказывают 2 Е-ный водный раствор КМЦ, а также указанный раствор с добавлением 57. по весу полиэтиленовой или резиновой крошки. Из-за деФицита полиэтиленовой и резиновой крошки на момент цементирования в качестве буферной жидкости выбирают 2 ь-ный водный раствор КМЦ.Известными методами определяют объем буферной жидкости из расчета заполцеция затрубного пространства в интервале 1200-1400 м. Расчетный объем жидкости закачивают в скважину и продавливают в интервал 1200-1400 м. Циркуляцию прекращают и выдерживают буферную жидкость в указанном интервале в течение 3-4 ч, Для наибольшего уплотнения глинистой корки на стенках скважины и для ускорения процесса уплотнения создают в скважине избыточное давление. После этого в трубы эакачивают расчетный объем новой порции буферной жидкости, расчетный объем цементного раствора, процавочной жидкости и по известной технологии продавливают цементный раствор в заколонное пространство в интервал цементирования.Формула изобретенияСпособ цементировация обсадных колонн в скважинах, включающий за1348499 эуют жидкость, нефильтрующуюся через корку бурового раствора, или дисперсную жидкость с коэффициентом проницаемости ее фильтрационпой корки меньУшим коэффициента проницаемости фильтрационной корки бурового раствора, причем против интервала проницаемых пород буферную жидкость выдерживают до уплотнения Фильтрационной корки бурового раствора. Таблица 1 Водоот- СтабильС 11 С за1 и 10 мин,Па Условнаявязкость,Плотность, кг/м Раствор,Уность за24 ч, 7. дача по ВМза 30 мин, смз 1,4/3,1 29 100 1120 0,8/1,3 2,4/3,9 19 1170 100 1160 Т а блица Примечачания Параметры глинистой корки до уп- лотнения Ж 11 дкость уп. и 1 пспия К - т ПпотТолщиВремя уплотпения ПлотК-т прони- цаеТолностькг/м10 на,-эмх 10 про- ница- емосщи на,мх 10 ностькг/мз103 ти,010 мостиП ф 10 Раствор 9 1 10,2 1,29 8,57 Водный раствор 27. КССБ 7,35 Полимерная плен 4 10 2 131 ка сверху корки от- сутствует 6, 93 Сверху корки образовалась по 4 9,7 1,43 лимернаяпленка Водный раствор 5 Я КМЦ качку в скважину буферной жидкости,тампонажного раствора с вытеснениемими бурового раствора из скважины,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества цементирования в интервалах проницаемых породэа счет возможности уплотнения Фильтрационной корки бурового раствора,образующейся на стенках скважины,в качестве буферной жидкости испольВодный раствор 5 Е КССБ Водный раствор 27 1 ЛЦ Параметры глинистой коркипосле уплотне.ния 4 8,5 1,61 2,35 То же 4 7,9 1,69 1,951348499 Продолжение табл. 2 Жидкость уплотнения Параметры глинистой коркипосле уплотнения Примечачания К-т Время упПлот- К-т Толдина,мх 10 лотнения ти,4 11,3 1,37 6,02 Полимерная пленка от сутствует 4 11,1 1,43 Водный раствор 57 КССБ 5,04 Сверху корки образовалась полимернаяпленка Водный раствор 27 КМЦ 4 10,1 1,51 2,14 То же 9,8 1,67 1,43 9,9 1,69 1,58 9,4 1, 25 5,83 Водный раствор 27. КССБ 4 11, 2 1, 24 6,49 Водный раствор 57 КССБ 4 12,5 1,22 7,01 9,3 1,53 2,43 Водный раствор 27 КМЦ 4 8,3 1,62 0,99 9,4 1,25 5,83 лимернаяпленка 9,0 1,63 1,09 То же Параметры глинистой корки до уп- лотнения ность проникг/м цае мостиР 1 ОВодный раствор 27 КМЦ с добавлением 57, по весу полиэтиленовой крошки Водный раствор 27 КМЦ сдобавлением 57.по весурезиновой крошки Водный раствор 27. КМЦ с 4 добавлением 57. по весу полиэтиленовой крошки Водный раствор 27 КИЦ с 4добавлением по 5 Ж весу, -, резиновой крошкиРаствор В 3 Водный раствор 27 КМЦ с 4 добавлением 57. по весу полиэтиленовой крошки Водный раствор 27 КИЦ с 4добавлением 53 по весурезиновой крошки Толщина,мх 0 ностькгм)03 проницаемосСверху корки образовалась по1348499 Таблица 3 Параметры корки после фильтроации цеПараметры корки до фильтрования цементного растТип корки ментного раствора вора К-т ОбъемотфильВремяфильтВодо- отдаПлот- К-т Толпроницаемосность,Шина,ммтровавшейся ча эа рации цементногоо жидкости, см ти,П 10 раствора,ч корки,см 37 5 1,93 0 69 0 811,3 1,36 6,3 4,3 Корка раствора У 2 Корка раствора Ф 2, уплотненная 57.-ным водным растворомКССБ 10,9 1,47 4,44 3,5 9,0 )13,23 10,5 1,59 2,93 2,4 7,5 10,61 Корка раствора У 1, уплотненная 57.-ным раствором КССБ Корка раствора У 1, уплотненная 5 Ж-ным водным растворомКМЦ Корка раствора В 1, уплотненппн 27.-ным водным растворомЯ 1 Ц с добавлением 5/. по весуцелофановой крошки Корка раствора В 1, уплотненная 27-ным водным растворомКМЦ с добавлением 57. по весуреэиновой крошки Корка раствора В 2, уплотненная 27.-ным водным растворомКССБ Корка рас гвор : , уплотненпан 21 - ным водным раствором1348499 12 Продолжение табл. 3 Параметры корки до фильтрования цементного растПараметры корки после фильтроации цементного раствора Тип корки вора К-т Пло тК-т ТолВодоОбъемотфильВремяфильтпрощина ммотдача за проницаемости0 10 ница- емосрациицементного тровавшейся жидкости, см ти 010 раствора,ч 9 1 1,75 1,12 1,0 2,5 31 3 2 5 3 13 9 5 120 9,1 1,76 1,15 1,0 9 4 1,25 5 83 4 9 Корка раствора3 Корка раствора 9 3, уплотненная 27-ным водным растворомКССБ 12,8 1,21 7,21 4,4 3 9,0 1556 Корка раствора 11 2, уплотненная 57-ным водным растворомКССБ 13 2 1,20 7 81 5 1 3 8,5 1515 8,9 1,59 1,91 2,4 3 5 0 )475 8,7 1,69 0,86 0,85 3 1,5 )177 8,6 1,69 0,89 0,92 3 1 5 )173 ВНИИПИ Заказ 5174/32 Тираж 532 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Корка раствора У 2, уплотненная 2 Е-ным водным растворомКМЦ с добавлением 5. по весуполиэтиленовой крошки Корка раствора У 2, уплотненная 27.-ным водным растворомКИЦ с добавлением 57. по весурезиновой крошки Корка раствора В 3, уплотненная 27-ным водным растворомКИЦ Корка раствора М 3, уплотненная 27-ным водным растворомКМЦ с добавлением 57. по весуполиэтиленовой крошки Корка раствора Р 3, уплотненная 27-ным водным растворомКМЦ с добавлением 57. по несурезиновой крошки последние 3 ч формирования (уплотнения) корки,смз