Способ сулейманова э.м. определения прокачиваемости цементного раствора с помощью консистометра

 

Изобретение относится к цементированию скважин и позволяет повысить точность определения времени загустевания . Для этого весь объем тампонажного раствора разбивают на пачки. Для каждой пачки после подъема т-ры и давления до значений, соответствующих условиям на забое скважины, уменьшают т-ру и давление до величин, соответствугацих условиям в интервале размещения данной пачки в затрубном пространстве (ЗП) скважины на период ожидания загустевания цемента. Время 01Г загустевания определяют по ф-ле; Г-з,- l/0,,/q/S,) + (q/S) + 5- lOl, где q - произв-сть закачки и продавки бурового и цементного растворов; S - площадь внутреннего сечения обсадной колонны; S - площадь кольцевого сечения ЗП скважины; h - длина обсадной колонны; h - высота подъема пачки цементного раствора в ЗП скважины. Способ позволяет получить достоверную информацию о свойствах цементного раствора в условиях скважины. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 1465542 А1 (51) 4 Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е

Исходные данные:

Диаметр промежуточной колонны

Глубина спуска колонны и высота подъе244,5 мм

1894 м

1,80, г/см

7 ма цемента

Плотность цементного раствора

Температуры на глубине 1894 м

1294 м

694 м

60 С

46 С

30 С

17 С на устье

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4122101/22-03 (22) 30.06 ° 86 (46) 15.03.89. Бюл. И- 10 (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский институт нефтяной промышленности (72) 3.М.Сулейманов (53) 622.245.042 (088.8)

t (56) Булатов А.И. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин. М,: Недра, 1982, с, 122-124, 141-145, Инструкция по креплению нефтяных и газовых скважин. М,: ВНИИКРнефть, 1975, с. 117-119. (54) СПОСОБ СУЛЕЙМАНОВА Э.М. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОКАЧИВАЕМОСТИ ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА С ПОМОЩЬЮ КОНСИСТОМЕТРА (57) Изобретение относится к цементированию скважин и позволяет повысить точность определения времени эагусте1

Изобретение относится. к цементированию скважин, а именно к способам определения прокачиваемости цементно-. го раствора с помощью консистометра при выборе рецептур для цементировании обсадных колонн.

Цель изобретения — повышение точности определения времени загустевания.

Применительно к условиям конкретной скважины способ осуществляют следующим образом. вания. Для этого весь объем тампонажного раствора разбивают на пачки. Для каждой пачки после подъема т-ры и давления до значений, соответствующих условиям íà забое скважины, уменьшают т-ру и давление до величин, соответствукщих условиям в интервале размещения данной пачки в эатрубном пространстве (ЗП) скважины на период ожидания загустевания цемента. Время загустевания определяют по ф — ле:

e,,„„„„= 1/0,75)h,/qiS,) + h,/(q/S,) +

+ 101, где q — произв-сть закачки и продавки бурового и цементного растворов; Б, — площадь внутреннего сечения обсадной колонны; S< — площадь кольцевого сечения ЗП скважины; h .длина обсадной колонны; h — высота подъема пачки цементного раствора в

ЗП скважины. Способ позволяет получить достоверную информацию о свойствах цементного раствора в условиях скважины, 1465542 4

Фа кт ич е с кий циаме тр скважины 279 мм

На основании общей методики расчета определяют:

Объем цементного ра створа 27 м

Э

Количество воды для затворения цемента . 19 м

Объем продавочного бурового раствора 78 м з

Суммарная производительность агрегатов 19 л/с

Число пачек цементного раствора выбирают исходя из перемешивания раз,пичных жидкостей при движении, а так как этот процесс зависит от очень большого числа факторов„ то число пачек берут по минимальному и максимальному соотшению перемешивакпцихся жидкостей, принятых для низковязких (как и вязкость цементного раствора) буферных жидкостей. Таким образом, для объемов цементного раствора более

150 м берут 1/9, т„е, 9 пачек, для объемов 30 м и менее — 1/3, т.е. э

3 пачки, для объемов 130; 11О;90;

70 и 50 M3 — 8; 6 „ 7; 5 и 4 пачки соответст:венно.

В данном примере делят весь объем цементного раствора на три пачки: объем пер:вой пачки (с глубины 694 м до устья) V, 10 м; объем второй (с глубины 1294 м до 694 м) V !

8 5 м,; объем третьей (с глубины

1 894 до 1294 м) V> 8,5 м

Скорости движения цементного раствора внутри обсадной колонны и в заколонном пространстве соответственно равны: q/S, = 19 дм з/c/4,02 дм

0,47 м/с; 1/Б " !9 дм /с/1,42 дм =! 34 м/с.

Таким образом подъем температуры и давления необходимо осуществлять в

4 1 следующем режиме й» вЂ” — -(h /q/S +

0,75

+ h /q/S + 10) для всех. трех пачек: время 1/0,75 (1894/0,47 + 600)

103 мин; интервал температур 1760 С; интервал давлений 0-33 YJla.

Снижение температуры и давления для первой пачки в режиме: время

1/0,75 (1894 — — -/1,34 + 600)

694

32 мин; интервал температур 6024 С; интервал давлений 33-5 МПа.

Снижение температуры и давления для второй пачки в режиме: время i/0,75 (1894 — 994/1,34 + 600)

27 мин; интервал температур 6038 С; интервал давлений 33-18 МЛа.

Снижение температуры и давления для третьей пачки в режиме: время

1/0,75 (300/1,34 + 600) = 1 7 мин; интервап температур 60-53 С; интервал

1О

40 давлений 33-29 ИПа.

Время загустевания на консистометре КЦ-3 (по данной скважине) по предлагаемому способу для трех пачек определяли следующим образом:

Для первой пачки цементный раствор с окзилом закладывали в КЦ-3 и в течение 103 мин BopHHMBJIH температуру от 17 до 60 С и давление от О до

33 MIa. Далее в течение 32 мпн снио жали температуру от. 60 до 24 С и давление от 33 до 5 ИПа. Загустевание цементного раствора (до предела 30 Пз) при 1,8% окзила (от веса сухого цемента) происходило через 135 мин. Таким образом, обьем цементного раствора 10 м на буровой необходимо обработать 1,8% окзила.

Дпя второй пачки цементный раствор с 1,6% окэилом закладывали в ЦК-3 и в течение 103 мин поднимали температуру от 17 до 60 С и давление от О до 33 MIa. Далее в течение 27 мин о снижали температуру от 60 до 38 С и давление от 33 до 18 NIIa. Загустевание цементного раствора (до предела

30 Пз) при 1,6Х окзила (от веса сухого цемента) происходило через 130 мин.

Таким образом, объем цементного раст 3 вора 8 5 м на буровой необходимо обработать 1,6Х окзила, Для третьей пачки цементный раствор с 1,5% окзипом закладывали в ЦК-3 и в течение 103 мин поднимали темпео ратуру от 17 до 60 С и давление от О до 33 NIIa. Далее в течении 17 мин о снижали температуру от 60 до 53 С и давление от 33 до 29 ИПа, Загустевание цементного раствора (до предела

30 Пз) при 1,3% окэила (от веса сухоro цемента) происходило через

120 мин. Таким образом, на буровой з объем цементного раствора 8,5 м необходимо обработать 1,3% окзила, Было проведено для тех же условий предлагаемого способа с известным.

Рецептура тампонажного раствора одна и та же для прототипа и для предлагаемого способа — портландцеТаким образом, предлагаемый способ позволяет получить более достоверную информацию о свойствах цементного раствора в условиях скважины.

Формул а и з о б р е т е н и я

Составитель E.Tûí÷àëû÷åâ

Редактор А.Лежнина Техред А.Кравчук Корректор М.I".аксимишинец

Заказ 91 8/32 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Э 14655 мент; В/и (водоцементное отношение) — 0 5 без добавок.

Прототип. Испытания на консистометре КЦ-3. Подъем температуры и дав5 ления: время 24 мин; интервал температур 19-75 (;; интервал давлений 038 МПа, далее осуществлена выдержка в течении 34 мин при этих максимальных условиях (t. = 75 С, P -" 38 ИПа) Ip до времени загустевания тампонажиого раствора. Время загустевания 58мин.

Предлагаемый способ. Испытания на консистометре КЦ-3. Подъем температуры и давления: время 24 мин; интер- 15 вал температур 19-75 С; интервал давлений 0-38 MIIa далее осуществлено снижение температуры и давления: время 52 мин; интервал температур 75о

26 С; интервал давлений 38-6 МПа до 20 загустевания тампонажного раствора.

Время загустевания 76 мин.

Способ опредепения прокачиваемости цементного раствора с помощью консистометра, включающий измерение времени загустевания цементного раствора при подъеме температуры и давления со скоростью ц/S до значений, соответствующих условиям на забое скважины, и выдерживании раствора при этих условиях до достижения им условной вязкости 30 Пз, причем время загустевания с 257. запасом должно быть больше или равно величине, равной времени цементирования плюс 10 мин, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения времени загустевания, весь объем тампонажного раствора разбивают на пачки и для каждой пачки после подъема температуры и давления до значений, соответствующих условиям на забое скважины, осуществляют уменьшение температуры и давления до величин, соответствующих условиям в интервале размещения данной пачки в затрубном пространстве скважины на период ОЗЦ, причем время загустевания определяют по формуле

1 h< ha

Ъ (---- + — -- + 10)

075 и q

У

Sf где q — производительность закачки и продавки бурового и цементного растворов;

S< — площадь внутреннего сечения обсадной колонны;

S — площадь кольцевого сечения

2 эатрубного пространства скважины;

11, — длина обсадной колонны;

h — высота подъема пачки цементного раствора в затрубном пространстве скважины.