Способ обратного цементирования скважин

 

Изобретение относится к технике и технологии строительства скважин . Цель - повышение эффективности способа за счет повышения достоверности определения момента поступления тампонажного раствора в обсадную колонну. Устанавливают в колонне обсадных труб индикатор. Последовательно закачивают воздействующую на индикатор буферную жидкость и тампонажный раствор. В качестве индикатора используют соль поливалентного металла, в качестве буферной жидкости - водные растворы акриловых полимеров , образующих при взаимодействии с солями поливалентные металлы труднопрокачиваемой смеси. Момент поступления тампонажного раствора определяют по повьшению давления нагнетания . I ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 3953302/22-03 (1 2) l 6 ° 09 ° 85 (46) 23,02.89. Бюл. ¹ 7 (75) П,И.Свиталка, И,Ю.Харив и Ю,С.Рыбин (53) 622.245.42(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР.

¹- 825858, кл. Е 21 В 33/13, 1974.

Оголихин Э,А, Цементирование газовых скважин.-М,: Недра, 1971, с.60-63. (54) СПОСОБ ОБРАТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

СКВАЖИН (57) Изобретение относится к технике и технологии строительства скважин. Цель — повышение эффективности

Изобретение относится к технике и технологии строительства скважин, в частности к их цементированию, и может быть использовано в нефтегазодооывающей промышленности и при. производстве геологоразведочных работ.

Цель изобретения — повышение эффективности способа за счет повышения достоверности определения момента поступления тампонажного раствора в обсадную колонну, Способ обратно о цементирования включает установк в обсадной колонне устройства, вмещающего соли поливалентных металлов и последующую закачку буферной жидкости и тампонажного раствора. В качестве буферной жидкости используют водные растворы акриловых полимеров, способных взаимодействовать с солями поливалентÄÄSUÄÄ 1460199 (51)4 Е 21 В 33/13 способа за счет повышения достовер" ности определения момента поступления тампонажного раствора в обсадную колонну, Устанавливают в колонне обсадных труб индикатор, Последовательно закачивают воздействующую на индикатор буферную жидкость и тампонажный раствор. В качестве индикатора используют соль ноливалентного металла, в качестве буферной жидкости — водные растворы акриловых полимеров, образующих при взаимодействии с солями поливалентные металлы труднопрокачиваемой смеси. Момент поступления тампонажного раствора определяют по повышению давления нагнетания, 1 ил. ных металлов и образовывать труднопрокачиваемые смеси. Момент поступления тампонажного раствора определяют по повышению давления нагнетания .

В качестве солей поливалентных металлов используют, например, хлористый кальций, хлористый магний, сернокислый алюминий или их водные растворы. В качестве буферных растворов используют акриловые полимеры, несовместимые с солями поливалентных металлов, например гипан, метас, гидролизованный полиакриламид, Оптимальной концентрацией акриловых полимеров является 0,5-20 мас.X.

Для уменьшения загущения акриловыми полимерами буровых растворов используют комбинированный буферный раствор. 40-90Х водного раствора

275

0,02

0,0125

1,20

3 14601 инертного полимера, например карбоксиметилцеллюлозы, полиакриламида

К-4, К-9 и 60-10Х водного раствора гипана, метаса, гидролизованного полиакриламида. В качестве инертной

5 части буферного раствора может быть вода.

На чертеже. изображено устройство для реализации предлагаемого способа. 10

Устройство состоит из корпуса 1, в котором закреплен контейнер 2 с отверстиями 3. Контейнер 2 имеет подвижную втулку 4 с отверстиями 5, которые смещены относительно отвер- 15 стий 3 контейнера 2. Втулка 4 зафиксирована на срезных элементах б и имеет пружинный фиксатор 7 и уплотнения 8. Корпусом устройства может быть обсадная труба. 20

Способ осуществляют следующим образом. .Заполняют контейнер устройства химически активным веществом, например хлористым кальцием, хлористым 25 магнием, сернокислым алюминием. Затем спускают устройство в нижней части обсадной колонны в скважину.

Закачивают в затрубное пространство сначала буферный раствор, например 30 водный раствор гипана, метаса„ гидролизованного полиакриламида, затем тампонажный раствор, Восходящая струя буферного раствора срезает элементы б и поднимает втулку 4, которая фиксируется пружинными фиксаторами 7 в положении, при котором отверстия 3 контейнера 2 совпадают с отверстиями 5 подвижной втулки 4.

При совмещении отверстий 3 и 5 турбулентный поток восходящего буферного раствора смешивается с химически активным веществом, которое подсасывается иэ камеры, реагирует с иим и образует непродавливаемую пробку,. 45 перекрывающую поперечное сечение об,садных труб. Момент получения непродавливаемой пробки четко фиксируется резким повышением давления закачки, IlpH KoTopoM прекращают дальнейшую 50 закачку цементного раствора в скважину.

Срезание элементов б обеспечивает. ся за счет изменения силы, действующей на втулку 4 устройства при последовательном прохождении бурового и буферного растворов Увеличение силы обусловлено большей вязкостью буферного раствора, чем бурового, 99 4

Сечение срезных элементов 6 устанавливают таким образом, чтобы действующая на втулку 4 сила была меньше усилия среза элементов 6 при прохождении бурового раствора и больше при прохождении буферного раствора.

Большой объем буферного раствора обеспечивает его прохождение мимо индикатора в течение нескольких десятков еекунд, что обеспечивает осуществление химической реакции и образование труднопрокачиваемой пробки, Продолжительность полимеризации, приводящей к образованию пробки, составляет около 10 с.

Натурные условия обратного цементирования следующие:

Глубина .скаважины, м 3000

Диаметр скважины, мм

Диаметр обсадНОЙ КОЛОННЫ ММ 146

Высота цементного стакана в колонне, и

Объем 1 м затрубного. пространства, м О, 042

Вязкость бурового раствора, Па с

Вязкость буферного раствора, Па с 0,2

Объем 1 м обсадной колонны диаметром

146 мм, м

Плотность тампонажного раствора, г/см- 1,72

Плотность бурового раствора, г/см

Объем тампонажного раствора, мз 12бу25

Объем буферногv раствора, м 2

Начальное давление цементирования, атм 70

Конечное давление цементирования, атм 30

Пример 1. Индикатор — 30 ный водный раствор хлористого кальция. Буферный раствор — 10 -ный водный раствор гипана.

Заполняют контейнер устройства

30%-ным водным раствором хлористого кальция. Спускают в компоновке обсадных труб на глубину 29702980 м, 5 14601

Закачивают в затрубное пространство

2 м 10X-ного водного раствора гипана, затем 126,25 м тампонажного раствора. После резкого повышения давления нагнетания (подачи) тампо5 кажного раствора подачу (закачку) тампонажного раствора в затрубное пространство прекращают.

Пример 2. Индикатор — ЗОХный водный раствор хлористого кальция. Буферный раствор — 90-5Х-ный раствор ИЩ и 10Х-ный водный раствор гипана.

Заполняют контейнер устройства

ЗОХ-ным водным раствором хлористого кальция. Спускают устройство в компо; новке обсадных труб на глубину 29702980 м. Закачивают в эатрубное пространство 1,8 мз 5Х-ного водного 2р раствора КМЦ и 0,2 м 10Х-ного раствора гипана, затем 126,25 м з тампонажного раствора. После резкого повышения давления нагнетания тампонажного раствора закачку тампонажного 25 раствора s затрубное пространство прекращают.

Пример 3. Индикатор - ЗОХный водный раствор хлористого кальция, Буферный раствор — 40-5Х-ный . 30 водный раствор КМЦ и 60-10Х-ный водный раствор гипана.

Заполняют контейнер устройства

30Х-ным водным раствором хлористого кальция. Спускают устройство в компоновке обсадных труб на глубину

2970-2980 м. Закачивают в затрубное пространство 0,8 м 5Х-кого водного раствора КМЦ и 1,2 м 10Х-ного водного раствора гипана, затем 126,25м 4О тампонажного раствора. После резкого повышения давления нагнетания тампо99 6 кажного раствора закачку тампонажного раствора в эатрубное пространство прекращают.

П р и и е р 4, Индикатор - 30Xный водный раствор хлористого кальция. Буферный раствор — 65-5Х-ный водный раствор КМЦ и 35-10Х-ный водный раствор гипана.

Заполняют контейнер устройства

30Х-ным водным раствором хлористого кальция. Спускают устройство в компоновке обсадных труб на глубину

2970-2980 м. Закачивают в эатрубное пространство 1,3 мз 5Х-ного водного раствора КМЦ и 0,7 мз 10Х-ного вод-, ного раствора гипана, затем 126,25мз тампонажного раствора. После резкого повышения давления нагнетания тампонажного раствора закачку тампонажного раствора в затрубное пространство прекращают. формула и з о б р е т е н и я

Способ обратного цементирования скважин, включающий установку в колонне обсадных труб индикатора, по, следовательную закачку воздействующей на индикатор буферной жидкости и тампонажного раствора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет повышения достоверности определения момента поступления тампонажного раствора в обсадную колонну, в качестве индикатора используют соль поливалентного металла, в качестве буферной жидкости — водные растворы акриловых полимеров, образующих при взаимодействии с солями поливалентных металлов труднопрокачиваемые смеси.

1460199

Составитель Л.Бестужева

Редактор А,Мотыль Техред Jl.Сердюкова Корректор В.Бутяга

Заказ 516/30 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раутская наб., д . 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101