Способ цементирования обсадных колонн

 

Изобретение относится кобурению скважины. Цель изобретения - повышение эффективности цементирования скважин , содержащих несколько пластов с низким градиентом давления разрыва в интервале верхней части цементируемой обсадной колонны (ОК) за счет получения сплошного и герметичного цементного кольца по глубине скважины. Вначале цементируют нижнюю часть ОК путем закачивания тампонажного раствора в ОК и последующей его продавки в заколонное пространство до подошвы пласта с низким градиентом давления разрыва и ожвдают затвердевание раствора . Затем производят цементирование верхней части ОК путем закачивания раствора в заколонное пространство под давлением, превышающим давление гидроразрыва пласта с низким градиентом давления разрыва. При этом цементирование верхней части ОК производят с остановками. Количество их принимают равным количеству пластов с низким градиентом давления разрыва. Продолжительность остановок определяют из приведенного в .изобретении выражения. Приведенная последовательность операций обеспечивает схождение раствора, закачиваемого в верхней части цементируемых ОК, с цементньм кольцом от цементирования нижней части ОК.1 табл. P 0 f

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„1427Î58 А1 (д114 E ?1 В 33/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4 119779/22-03

{22) 11.06,86 (46) 30.09.88.. Бюл. Р - 36

{71) Западно;.Сибирский научно-иссле-, довательский и проектно-конструктор ский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) Б.М.Блинов, А.В.Архипов, А.Н.Василицина, И.Я.Гиря, А.П.Карагодин и В.Н.Козлов (53) 622 ° 245.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 829876, кл. Е 21 В 33/14, 1980.

Временная инструкция по креплению глубоких разведочных скважин с низкими градиентами поглощения в НадымПурской нефтегазоносной области.

Тюмень, 1983. (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ OSC HbE

КОЛОНН (57) Изобретение относится -к 0бурению скважины. Цель изобретения — повьппе-. ние эффективности цементирования скважин, содержащих несколько пластов с низким градиентом давления разрыва в интервале верхней части цементируемой обсадной колонны (ОК) за счет получения сплопьного и герметичного цементного кольца по глубине скважины.

Вначале цементируют нижнюю часть ОК путем закачивания тампонажного раствора в ОК и последующей его продавки в заколонное пространство до подошвы пласта с низким градиентом давления разрыва и ожидают затвердевание раствора. Затем производят цементирование верхней части ОК путем закачивания раствора в заколонпое пространство под давлением, превьппающим давление гидроразрыва пласта с низким градиентом давления разрыва. При этом цеменР тирование верхней части ОК производят Я с остановками. Количество их принимают равным количеству пластов с низким градиентом давления разрыва. Продол- ( жительность остановок определяют из приведенного в .изобретении выражения. ф

Приведенная последовательность опера! ций обеспечивает схождение раствора, Ме ь закачиваемого в верхней части цекен- фЬ тируемых ОК, с цементным кольцом от цементирования нижней части ОК,1 табл.

1427058 (т, .Я ) 7 е Я

1 о

Ь) + 4Ь

bP. S;v

Ф ь

-b-а и ,7 v,,.

1=1

K. «Ь1 тФ где Т,„

Изобретение относится к технике бурения скважин, в частности к способам их цементирования.

Цель изобретения — повышение эффективности цементирования .скважин, содержащих несколько пластов с низким градиентом давления разрыва в интервале верхней части цементируемой обсадной колонны, за счет получения сплошного и герметичного цементного кольца по глубине скважины.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале цементируют нижнюю часть обсадной колонны путем закачивания тампонажного раствора в обсадную колонну и последующей его продавки в. заколонное пространство до подошвы — 2- В

- время загустевания тамно- 25 нажного раствора, мин;

V 1- — объем затрубного пространства в верхней части цементируемых обсадных колони, м ЗΠ— производительность закачивания, м /мин; — раскрытие образующихся в о результате гидроразрыва поглощающих каналов, см,"

dP — разница между давлением гидроразрыва и давлением поглощения, кг/см ;

S . — площадь сечения поглощаю1 щего канала на стенке сква-@) жины, см ; а, Ь вЂ” постоянные функции 8; а + Ъ (Ti) (где 9; - статическое напряжение сдвига тампонажного раствора), мг/см и мг/см мин соответственно. С применением указанных приемов обеспечивается схождение тампонажного раствора, закачиваемого в верхней части цементируемых обсадных колонн, с цементным кольцом от цементирования нижней части обсадных колонн, Зто создают получением скользящего гидроразрыва в породах открытого интервала, т.е. при закачивании тампонажного раствора обеспечивают увеличение давления я промежуточных поглощающих каналах на величину 5 Р, равную разнице пласта с низким градиентом давления разрыва.

Затем ожидают затвердевания там- понажного раствора. После этого осуществляют цементирование верхней части обсадных колонн путем эакачивания тампонажного раствора в эаколонное пространство под давлением,предотвращающим давление гидроразрыва пласта с низким градиентом давления разрыва.

При этом цементирование верхней части обсадных колонн осуществляют с остановками, количество которых принимают равным количеству пластов с низким градиентом давления разрыва, а продолжительность (Т;) остановок определяют из выражения ь между давлением гидрораэрыва и давлением поглощения. Увеличение давления достигают за счет статического напряжения сдвига О,, возникающего при возобновлении закачивання после остановок.

Применение технологических остановок позволяет также заканчивать процесс закачивания тампонажного раствора во время, максимально приближенное к времени начала загустевания тампонажного раствора. что благоприятно влияет на качество цементного кольца.

Было принято, что разница между временем загустевания тампонажного раствора и временем закачивания объема тампонажного раствора„ равного объему затрубного пространства, должна расходоваться на проведение технологических остановок и эакачивание дополнительных объемов тампонажного раствора, заходящих в промежуточные поглощающие каналы, необходимых для увеличения в них давления на величину Р.

П р и м e p. Эксплуатационная колонна 1чб мм спущена на глубину

2800 м. Нижняя часть обсадной колонны зацементирована прямым способом.

В обсадную колонну закачано и затеи продавлено в эатрубное пространство

25,1 и тампонажного раствора средней плотностью p, = 1,бб г/см .

Плотность бурового раствора р

) 1427058 ()20 - — — )-0,8

20 5 20 5 го $

О 48 (120 - — ) о 8 I (120 - — ) 0,8

О 48 048 2067 .08 в- в

40 — 700 + 700 40) 4 40

У гз г ° 3

2 40

26 мю.

ПродолжительОбъем порций, м пп ность остановки мин

U) V) V„

0 31 17,2

16,89,40 2

0404

0,7

0,66

0),= 700 + 40 ° 26 = 1740 мг/см .

0,45

0,04

0,41

0,89

0,07

0,82

0,32

0,38 11

0,06

0,10

1,49

1,39

1,15 смг . Плотность и глубйна подьема тампонажного раствора были выбраны с учетом непревышения давления гидроразрыва пласта с низким градиентом давления разрыва (0,147) в призабойной зоне скважины, подошва которого расположена на глубине 2700 м, и подъема до подошвы пласта с низким градиентом давления разрыва в верхней части скважины (1316 м). По данным ГИС было определено, что тампонажный раствор поднят до глубины

1320 м. Башмак промежуточной колонны ф 219 мм находится на глубине 1100 м,, т.е. открытая часть разреза составляет 220 м. После ожидания затвердевания тампонажного раствора было произведено цементирование верхней части обсадной колонны (обратным способом) путем закачивания тампонажного раствора = 1,6 г/см8 в затрубное пространство колонны до его схождения с ранее образованным цементным кольцом

Произведя подобным образом расчет для остальных пластов, получают Т

Х3 7 мин Х4 = Х =- 1 1 минр 76

14 мин.

Далее рассчитывают значения стати ческого напряжения сдвига 9,, которыми будет обладать тампонажный раствор после технологических остановок о рассчитанной продолжительности:

После подобных расчетов получают:

82 = 68 = 980 мг/см, 94 = 08 =

1140 мг/смг; 0 = 1260 мг/см .

Затем рассчитывают объемы дополнительно необходимого тампонажного раствора, закачиваемого на поглощение в трещины:

V — -- — — — — < 2. = 0,31 м

20 10 67 8- О 8 . 2 1740

После расчетов получают: V < =

= Чр =- 0,04 м, V)4 = 0,07 м; V)

= 0,06 м ; V = 0,1 м .

Объем порций Чп закачиваемого тампонажного раствора и продолжительность остановок приведены в таблице, в объеме 20, 5 м, р ав ном интервалу устье — цементное кольцо прямого цементирования плюс 0,62 м8 тампонаж5 ного раствора закачиваемого в поглоУ щающие трещины, с превьппением давления гидроразрыва пластов с низкими градиентами давления разрыва и с вытеснением бурового раствора в поглоl0 щающие трещины. При цементировании верхней части обсадной колонны произведено чередоьание закачивания порций тампонажного рас Рвора и остановок. Кровля пласта, до подошвы кото15 рого был поднят тампонажный раствор прямым способом, была отмечена на глубине 1312 м. В интервале 1100—

1312 м было выделено 6 пластов с низкими градиентами давления разрыва в

20 интервалах: 1100-1115, 1140-1144, 1156-1 i60, 1192-1198, 1202, 1208, 1270-1278 м. При обратном цементировании произведено 6 технологических остановок, в соответствии с расчетом, 25

Формула изобретения

Способ цементирования обсадных колонн, включающий цементирование нижней части обсадных колонн путем закачивания тампонажного раствора в обсадную колонку и последующей его продавки в заколонное пространство до подошвы пласта с низким градиен1427058 ния разрыва в интервале верхней части цементируемой обсадной колонны за счет получения сплошного и герметичного цементного кольца по глубине скважины, цементирование верхней части обсадных колонн осуществляют с остановками, количество которых принимают равным количеству пластов с низким градиентом давления разрыва, а продолжительность (Т;) остановок,определяют из выражения

2.Ь р где Т

) ат

W °

Составитель В. Гришанов

Редактор А. Orap Техред И.Дидык

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4833/30 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 том давления разрыва, ожидания затвердевания тампонажного раствора, цементирование верхней части обсад,ных колонн путем закачивания тампоб нажного раствора в заколонное пространство под давлением, превышающим .давление гидроразрыва пласта с низким градиентом давления разрыва, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности цементирования скважин, содержащих несколько пластов с низким градиентом давлеч (т - — в -) м °

Ь a a++

h о, )as

Ъ время загустевания тампо -нажного раствора, мин;. объем эатрубного пространства в верхней части цементируемых обсадных колонн, см производительность закачивания, м /мин; раскрытие образующихся в результате гидроразрыва поглощающих каналов, см;

Ч вЂ” разница между давлением, .гидроразрыва и давлением поглощения, кг/см; — площадь сечения поглощающего канала на стенке скважины см . — постоянные функции 8; а + Ъ (Т ),(где В; —,статическое напряжение сдвига тампонажного раствора), мг/см и мг/см.мин соответ-, ственно.