Способ цементирования скважин

 

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для их цементирования . Цель - повышение качества цементирования за счет предотвращения поглощения цементного и бурового растворов в условиях аномально низких пластовых давлений . В бурильную и обсадную колонны спускают дополнительную колонну. Герметизируют кольцевое пространство обсадной и дополнительной колонн в их верхней и нижней частях и бурильной колонны - в верхней части. Через дополнительную колонну закачивают буферную жидкость, цементный раствор и продавочную жидкость. Одновременно с закачкой этих жидкостей через кольцевое пространство между бурильной и дополнительной колоннами в затрубное пространство прокачивают облегченную жидкость. Способ позволяет использовать чистый цементный раствор без наполнителей и с необходимой высотой подъема в условиях цементирования поглощающих пластов. 1 ил. SS (/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 33 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Ь

00 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4413678/03 (22) 19.04.88 (44) 07.01.91. Бюл. № 1 (71) Украинский научно-исследовательский институт природных газов (72) Н. А. Мрочко (53) 622.245.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1090851, кл. Е 21 В 33/14, 1985.

Булатов А. И. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. — М.: Недра, 1981, с. 221 — 222. (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для их цементирования. Цель — повышение качества цементирования за счет предотвращения поглоИзобретение относится к бурению скважин, в частности к способам их цементирования.

Целью изобретения является повышение качества цементирования за счет предотвращения поглощения цементного и бурового растворов в условиях аномально низких пластовых давлений.

На чертеже показана схема осуществления способа.

В скважину 1 спускают нижнюю- секцию обсадной колонны 2 на бурильной колонне 3. Затем закачивают буферную жидкость, цементный раствор и продавочную жидкость.

После этого в бурильную 3 и обсадную 2 колонны спускают дополнительную колонну 4, герметизируют кольцевое пространство обсадной колонны 2 и дополнительной колонны 4 в их нижней части, а заканчивание буферной жидкости осуществляют

„,Я0„„161887О А 1

2 щения цементного и бурового растворов в условиях аномально низких пластовых давлений. В бурильную и обсадную колонны спускают дополнительную колонну. Герметизируют кольцевое пространство обсадной и дополнительной колонн в их верхней и нижней частях и бурильной колонны — в верхней части. Через дополнительную колонну закачивают буферную жидкость, цементный раствор и продавочную жидкость.

Одновременно с закачкой этих жидкостей через кольцевое пространство между бурильной и дополнительной колоннами в затрубное пространство прокачивают облегченную жидкость. Способ позволяет использо; вать чистый цементный раствор без наполнителей и с необходимой высотой подъема в условиях цементирования поглощающиx пластов. 1 ил. через дополнительную колонну 4, причем одновременно с закачкой этих жидкостей через кольцевое пространство. 5 бурильной

3 и дополнительной 4 колонн прокачивают облегченную жидкость.

При этом для реализации способа нижнюю секцию 2 обсадной колонны соединяют. с бурильной колонной 3 с помощью разъединителя 6 известной конструкции. В нИжней части секции обсадной колонны 2 устанавливают упорное гнездо 7 (над башмаком 8), стоп-кольцо 9, патрубок 10, обратный клапан 11. Дополнительную колонну в нижней части оборудуют патрубком 12 с конусом, выполненным под упорное гнездо 7.

В верхней части первый ряд труб оборудуют отводом 13 с краном, а кольцевой зазор между бурильной 3 и дополнительной 4 колоннами герметизируют уплотнением 14. В верхней части дополнитель1618870 ную колонну 4 оборудуют цементировочной головкой 15 с отводами 16 и 17, а между отводами внутри цементировочной головки

15 помещают разделительную пробку 18.

После спуска дополнительной колонны 4 внутрь бурильной колонны 3, сочленения и герметизации патрубка 12 с упорным гнездом 7 на отводах 13 и 16 открывают краны и через отвод 16 закачивают буферную жидкость и расчетный объем цементного раствора, а через отвод 13 прокачивают облегченную жидкость (воду или аэрированную воду, обработанную химическими реагентами — во избежание обвалов стенок скважин). Закачивание упомянутых компонентов производят с расчетной скоростью, чтобы поддерживать перепад давления на цементируемый поглощающий пласт, при котором поглощение не происходит.

По мере подъема цементного раствора в скважине и вытеснения бурового раствора через отверстия разъединителя 6 в кольцевой зазор поступает облегченная жидкость, разбавляя вытесняемый раствор, снижая при этом его плотность и реологические показ ател и.

После закачивания расчетных объемов буферной жидкости и цементного раствора в дополнительную колонну 4 на отводе 16 закрывают, а на отводе 17 открывают кран и продолжают закачивать продавочную жидкость до получения «стоп», т. е. до тех пор пока разделительная пробка 18 не сядет, а стоп- кольцо 9.

После получения «стоп» закачивание продавочной жидкости прекращают, но продолжают закачивание облегченной жидкостью с целью вымыва цементного раствора из затрубного пространства скважины выше разъединителя. Затем из обсадных и бурильных труб извлекают дополнительную колонну и оставляют скважину на ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ). После

ОЗЦ отсоединяют бурильные трубы от зацементированной секции и производят спуск и цементирование верхней секции по известной схеме.

Пример. В скважине глубиной 4750 м в интервале 4725 †47 м вскрыт поглощающий пласт. Вскрытие пласта осуществлялось буровым раствором плотностью

1300 кг/м . При использовании бурового раствора с такой плотностью поглощения не происходит, при увеличении плотности свыше

1300 кг/м происходит частичное поглощение. Ввиду того, что погло:цающий пласт является эксплуатационным объектом, то для надежной его изоляции требуется применение чистого цементного раствора без наполнителей. Вначале определяют высоту установки разъединителя при условии, что секция будет зацементирована чистым цементным раствором с плотностью 1800 кг/м, 4 если выше разъединителя кольцевой зазор будет заполнен водой.

Расчет производят по формуле д L(V — W )

5 "М P p, Pg где Й вЂ” высота установки разъединителя, м;

L — глубина залегания поглощающего пласта, м; р — плотность цементного раствор «-/м . р — плотность бурового раствора, кг/м р — плотность воды, кг/мз.

Подставив исходные данные в формулу, получают /@-=2953 м.

Из приведенного расчета следует, что при использовании данного способа разъединитель секций можно установить на глубине

2953 м, т. е. на 1727 м выше подошвы изолируемого поглощающего пласта, и при этом не произойдет поглощения цемент20 ного раствора при цементировании.

При цементировании секции чистым цементным раствором известным способом разьединитель секций можно было бы установить не выше 100 м над изолируемым

25 горизонтом, в противном случае произошло бы поглощение цементного раствора.

Применение предлагаемого способа позволит использовать чистый цементный раствор без наполнителей для цементирования

З0 поглощающих пластов, что улучшает качество их изоляции. При цементировании поглощающих пластов известными способами во избежание поглощения цементного раствора возникает необходимость в приготовлении цементных растворов с низкой плотностью, З5 которые трудно приготовить в полевых условиях. Кроме того, цементные растворы с малой плотностью имеют низкие изоляционные и физико-механические свойства, что ухудшает качество цементирования.

Формула изобретения

Способ цементирования скважин, включающий спуск в нее нижней секции обсадной колонны на бурильной колонне, за45 качивание в заколонное пространство буферной жидкости и цементного раствора, и в колонное пространство — продавочной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения качества цементирования за счет предотвращения поглощения цементного и бу50 рового растворов в условиях аномально низких пластовых давлений, в бурильную и обсадную колонны спускают дополнительную колонну, герметизируют кольцевое пространство обсадной и дополнительной колонн в их верхней и нижней частях, и бурильной колонны — в верхней части, а закачивание буферной жидкости, цементного раствора и продавочной жидкости осущест1618870

Составитель В. Грншанов

Техред А. Кравчук Корректор А. Ocayленко

Тираж 359 Подписное

Редактор А. Шандор

Заказ 28

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

1!3035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина. 10I вляют через дополнительную колонну, причем одновременно с закачкой этих жидкостей через кольцевое пространство между буе рильной и дополнительной колонн в затрубное пространство прокачивают облегченную жидкость.