Способ цементирования потайной колонны

 

Использование: крепление скважин, в частности цементирование обсадных колонн в скважинах, характеризующихся наличием поглощающих пластов. Повышает качества цементирования. Сущность изобретения: цементирование потайной колонны путем обратной циркуляции и изолирования цементного раствора в процессе твердения от промывочной жидкости, предупреждение оголения башмака. Потай

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Е 21 .В 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Риг,( (21) 4767116/03 (22) 11.12.89 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) Н. А. Петров и B. П. Овчинников (53) 622.245(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 817217, кл. Е 21 В 33/14, 1981.

Патент Великобритании

N. 1063977, кл. Е 1 F опублик. 1967.

„,!Ж„„1731941 А1 (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ПОТАЙНОЙ КОЛОННЫ (57) Использование: крепление скважин, в частности цементирование обсадных колонн в скважинах, характеризующихся наличием поглощающих пластов.. Повышает качества цементирования. Сущность изобретения: цементирование потайной колонны путем обратной циркуляции и изолирования цементного раствора в процессе твердения-от промывочной жидкости, предупреждение оголения башмака. Потай1731941

20 ную колонну 1 спускают на бурильной колонне 2. Внизу потайной колонны 1 устанавливают прямой клапан 11, а выше подвесного узла 5 — обратный клапан 12 и упорное кольцо 13. Плотность цементного раствора подбирают на расчета равенства или превышения пластового давления над гидростатическим давлением столба цементного раствора в заколонном пространстве выше поглощающего горизонта 4, герметизируют кольцевое пространство между поИзобретение относится к креплению скважин, в частности к способам цементирования обсадных колонн в скважинах, характеризующихся наличием поглощающих пластов.

Известен способ цементирования потайной колонны, включающий спуск ее на бурильной колонне посредством подвесного узла, герметизацию кольцевого пространства между потайной и предыдущей обсадными колоннами, прямую закачку в бурильную колонну и обратную продавку цементного раствора через подвесной узел в затрубное пространство потайной колонны, разобщение цементного раствора при его твердении от скважинного раствора, отсоединение бурильной колонны от потайной и ее подъем.

Недостатком известного способа является низкое качество цементирования, Продавка цементного раствора обратным способом осуществляется с полным поглощением, поскольку герметизацию внутренней полости потайной колонны производят 25 заблаговременно заглушкой. Из-за малой сжимаемости промывочной жидкости цементный раствор лишь незначительно опускается ниже поглощающего горизонта, поэтому башмак потайной колонны остает- 30 ся "оголенным", Не исключается вероятность возникновения заколонных перетоков пластовых флюидов ниже поглощающего пласта, Наиболее близким к предлагаемому является способ цементирования 35 потайной колонны, включающий спуск ее на бурильной колонне посредством подвесного узла, герметизацию кольцевого пространства между потайной и предыдущей обсадной колоннами, герметизацию внут- 40 реннего канала потайной колонны после продавки цементного раствора обратной циркуляцией в объеме заколонного пространства и цементного стакана, отсоедитайной 1и предыдущей 9 обсадными колоннами. Закачивают цементный раствор в объеме затрубного пространства потайной колонны, цементного стакана и дополнительную порцию, равную объему поглощения в процессе обратной продавки.

Бросают пробку 18 и производят двухстороннее разобщение канала, Герметизацию осуществляют прямым клапаном 11. По окончании ОЗЦ бурильную колонну 2 поднимают. 3 ил. нение бурильной колонны от потайной и ее подъем, Недостатком способа является также низкое качество цементирования в зонах с аномально низкими пластовыми давлениями (АНПД). В способе не производится раз-. общения цементного раствора, находящегося в затрубном пространстве потайной колонны, от.промывочной жидкости во внутреннем пространстве бурильной колонны. Кроме того, по окончании продавки или промывки кольцевого пространства за бурильной колонной, чтобы не прихватило механический пакер, производят разгерметизацию кольцевого пространства между потайной и предыдущей обсадной колоннами. В обоих случаях при наличии гидравлической связи внутреннего пространства бурильной колонны с затрубным пространством потайной колонны или разгерметизации кольцевого пространства под действием суммы гидростатических давлений цементного раствора и промывочной жидкости выше потайной колонны происходит поглощение цементного раствора — падает уровейь последнего в затрубном пространстве верха потайной колонны.

Снижение уровня цементного раствора ниже башмака предыдущей обсадной колонны также приводит к заколонным и межколонным перетокам скважинной жидкости и пластовых флюидов.

Цель изобретения — повышение качества цементирования.

Для этого в способе цементирования потайной колонны в нижней части потайной колонны устанавливают прямой клапан, а выше подвесного узла — последовательно обратный клапан и упорное кольцо, при этом плотность цементного раствора подбирают из расчета равенства или превышения пластового давления над гидростатическим давлением столба цементного раствора в заколонном пространстве выше поглощаю1731941 щего пласта и закачивают дополнительную порцию, равную объему поглощения в процессе обратной продавки, после чего производят двустороннее разобщение канала путем продавливания цементировочной пробки и посадки ее на упорное кольцо с одновременным закрытием обратного клапана, герметизацию внутреннего пространства потайной колонны осуществляют за счет разности гидростатического давления промывочной жидкости по всей длине скважины и цементного раствора в заколонном пространстве, а отсоединение бурильной колонны от потайной производят после твердения цемента, На фиг. 1 изображена операция закачки и продавки цементного раствора; на фиг. 2— окончание продавки; на фиг. 3 — процессы в период ожидания твердения цемента (ОЗ Ц), Способ осуществляют следующим образом.

Потайную колонну 1 спускают на бурильной колонне 2 в скважину 3 поглощающим горизонтом 4 посредством подвесного узла 5 с циркуляционными каналами 6 и 7 и герметизатором 8 кольцевого пространства между потайной 1 и предыдущей обсадной

9 колоннами. В нижней части потайной колонны 1 устанавливают башмак 10 и прямой клапан 11, выше подвесного узла — последовательно обратный клапан 12 и упорное кольцо 13, а на верхнюю часть бурильной колонны 2 навинчивают цементировочную головку 14. Затем производят профилактическую промывку и закачивают цементный раствор в объеме затрубного пространства

15 потайной колонны 1, цементного стакана

16 и дополнительную порцию 17 в объеме поглоЩения, причем плотность цементного раствора подбирают из расчета равенства или превышения пластового давления (P ) над гидростатическим давлением столба цементного раствора в заколонном пространстве выше поглощающего горизонта 4.

После этого бросают продавочную пробку

18 и производят продавку промывочной жидкостью 19 (фиг, 1). Цементный раствор через циркуляционный канал 6узла 5 вытесняется в затрубное пространство верха потайной колонны 1 и при движении ниже поглощающего горизонта 4 в последний по ступает дополнительная порция 17 цементного раствора, Вытесняемая промывочная жидкость 19 через башмак 10 и прямой клапан 11 перетекает в потайную колонну 1, а через циркуляционный канал 7 узла 5 направляется в кольцевое пространство за бурильной колонной 2 и далее в циркуляционную систему буровой. После посадки продавочной пробки 18 на упорное кольцо 13 одновременно закрывается об. ратный клапан 12, тем самым производится двустороннее разобщение канала буриль5 ных колонн 2. В этот момент на поверхности фиксируют "стоп", цементировочные насосы останавливают (фиг. 2). Для практически одновременного закрытия обратного клапана 12 предпочтительнее устанавливать об10 ратный клапан тарельчатого типа, пружина которого возвращает запарный элемент в седло. Цементный раствор по инерции теряет сплош ность и опускается несколько ниже верхнего уровня потайной колонны 1 до мо15 мента времени закрытия прямого клапана

11 и герметизации внутреннего канала потайной колонны 1, что осуществляется за счет разности гидростатического давления промывочной жидкости 19 по всей длине

20 скважины 3 и цементного раствора в заколонном пространстве.

Разобщение цементного раствора приводит к снижению противодавления на поглощающий горизонт 4, Последний

25 несколько вытесняет в скважину 3 перемычку поглощенного цементного раствора и поднимает уровень цементного раствора вверху потайной колонны 1. Давление под обратным клапаном 12 повышается до вели30 чины h. P, равной разности пластового и столба цементного раствора, но открытие прямого клапана при этом не происходит, поскольку согласно "Единым техническим правилам ведения работ при строительстве

35 скважин на нефтяных и газовых, и газоконденсатных месторождениях" плотность промывочной жидкости 19 выбирают с запасом, создающим превышение над пластовым. В процессе твердения цементного

40 раствора и снижения гидростатического давления последнего горизонт 4 создает в заколонном пространстве дополнительное давление синхронно с непрерывным падением давления столба загустевающего це45 ментного раствора.

После ОЗЦ бурильную колонну 2 вместе с нижней компоновкой в подвесном узле 5 отсоединяют от потайной колонны 1 и поднимают на поверхность.

50 Эффективность предлагаемого способа заключается в повышении качества цементирования, поскольку позволяет оставить цементный раствор в затрубном пространстве верха потайной колонны на необходи55 ° мом уровне, предотвращает "оголение" башмака и образование флюидопроводящих каналов путем создания благоприятных условий для твердения цемента, что в целом исключает проведение повторной изоляции поглощающего горизонта.

1731941

30

40

50

Формула изобретения

Способ цементирования потайной колонны, включающий спуск ее на бурильной колонне посредством подвесного узла, герметизацию кольцевого пространства между потайной и предыдущей обсадными колоннами, герметизацию внутреннего канала потайной колонны после продавки цементного раствора обратной циркуляцией в объеме заколонного пространства и цементного стакана, отсоединение бурильной колонны от потайной и ее подъем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества цементирования, в нижней части потайной колонны устанавливают прямой клапан, а выше подвесного узла — последовательно обратный клапан и упорное кольцо, при этом, плотность цементного раствора подбирают из расчета равенства или превышения пластового давления над гидростатическим давлением столба цементного раствора в заколонном пространстве выше

5 поглощающего пласта и заканчивают дополнительную порцию, равную объему поглощения в процессе обратной продавки, после чего производят двустороннее разобщение канала путем продавливания цемен10 тировочной пробки и посадки ее на упорное кольцо с одновременным закрытием обратного клапана, герметизацию внутреннего пространства потайной колонны осуществляют за счет разности гидростатического

15 давления, промывочной жидкости по всей длине скважины и цементного раствора в заколонном пространстве, а отсоединение бурильной колонны производят от потайной после твердения цемента.

1731941

18

13

12

17

Составитель Н.Петров

Редактор М.Стрельникова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 1563 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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