Способ цементирования скважин и устройство для его осуществления

 

Область применения: при цементировании скважин. Цель изобретения - повышение герметичности обсадной колонны. Сущность изобретения заключается в том, что в скважину опускают эксплуатационную колонну с цементировочной муфтой, фильтром и дополнительной трубой над фильтром , против цементировочной муфты. В Изобретение относится к горной промышленности , а именно к нефтегазодобывающей технике, и может быть использовано при заканчивании скважин после бурения спуском и цементированием колонны труб. Известно устройство, состоящее из фильтрующей трубы с кожухом;, расположенных плотно внутри перфорированной колонны, так что отверстия их совпадали. Последнее предотвращает поступление частиц песка в кольцевое пространство между колоннами, обсадной и эксплуатационной. зоне фильтра создают гравийную обсыпку, после чего через эксплуатационную колонну и цементировочную муфту подают в затрубное пространство цементный раствор. Поток цементного раствора в затрубном пространстве .направляют вниз по кольцевому зазору между эксплуатационной колонной и дополнительной трубой на высоту не менее 1,5 м, а после достижения цементным раствором гравийной обсыпки направляют вверх в кольцевое пространство. Способ реализуют с помощью устройства, включающего эксплуатационную колонну с фильтром и гравийной обсыпкой и цементировочную муфту с циркуляционными отверстиями . Над .фильтром концентрично наружной поверхности эксплуатационной колонны установлена дополнительная труба . Дополнительная труба герметично соединена с эксплуатационной колонной над цементировочной муфтой, а длина дополнительной трубы от циркуляционных отверстий муфты до нижнего ее торца не менее 1,5 м. 2 с. п. ф-лы, 1 ил. (Л с а следовательно, и прихват их. Фильтр не предотвращает поступление частиц песка внутрь скважины. Известны также гравийные фильтры. После достижения проектной глубины бурения скважины нижнюю ее часть расширяют, спускают осадные трубы с щелевыми отверстиями в нижней части, соединенные с основными через перфорированную муфту. Затем пространство между трубами с щелевыми отверстиями и расширенной частью заполняют гравием. После чего спускают деревянную пробку, сверху которой нахоVI N ел со о СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В ЗЗ/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 >!) 9) 2 н @в" -" .= " ВЙМ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4818079/03 (22) 17.01.90 (46) 07.07.92, Бюл, М 25 (71) Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский институт по технике безопасно.сти (72) Б. А. Гаджиев и Б. А. Кирш (53) 622.245.42(088,8) . (56) Кулиев С. М. Гравийные фильтры и опыт их применения на промыслах. Баку, Азнефтеиздат, 1951.

Сергиенко И. А. и др. Бурение и оборудование геотехнологических скважин. М,:

Недра, 1984, с. 112-115. (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Область применения: при цементировании скважин. Цель изобретения — повышение герметичности обсадной колонны.

Сущность изобретения заключается в том, что в скважину опускают эксплуатационную колонну с цементировочной муфтой, фильтром и дополнительной трубой над фильтром, против цементировочной муфты, В

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобы-. вающей технике, и может быть использовано при заканчивании скважин после бурения спуском и цементированием колонны труб.

Известно устройство, состоящее из фильтрующей трубы с кожухом,, расположенных плотно внутри перфорированной колонны, так что отверстия их совпадали.

Последнее предотвращает поступление частиц песка в кольцевое пространство между колоннами, обсадной и эксплуатационной,,, Я3,„1?45895 А1 зоне фильтра создают гравийную обсыпку. после чего через эксплуатационную колонну и цементировочную муфту подают в затрубное пространство цементный раствор.

Поток цементного раствора в затрубном пространстве. направляют вниз по кольцевому зазору между эксплуатационной колонной и дополнительной трубой на высоту не менее 1,5 м, а после достижения цементным раствором гравийной обсыпки направляют вверх в кольцевое пространство.

Способ реализуют с помощью. устройства, включающего эксплуатационную колонну с фильтром и гравийной обсыпкой и цементировочную муфту с циркуляционными отверстиями. Над .фильтром концентрично наружной поверхности эксплуатационной колонны установлена дополнительная тру-ба. Дополнительная труба герметично соединена с эксплуатационной колонной над цементировочной муфтой, а длина дополнительной трубы от циркуляционных отвер- стий муфты до нижнего ее.торца не менее

1,5 м. 2 с, и. ф-лы, 1 ил.

СО а следовательно, и прихват их. Фильтр не, . O предотвращает поступление частиц песка Л внутрь скважины. т

Известны также гравийные фиавтры. );а

После достижения проектной глубины бурения скважины нижнюю ее часть расширяют, спускают осадные трубы с щелевыми отверстиями в нижней части, соединенные с основными через перфорированную муфту.

Затем пространство между трубами с щелевыми отверстиями и расширенной частью заполняют гравием. После чего спускают деревянную пробку, сверху которой наха1745895 дится цементный раствор. Пробка проходит в отверстие перфорированной муфты до упора, а цементный раствор выдавливается через отверстие перфорированной муфты в затрубное пространство вверх, так как нижняя часть заполнена гравием. Затем разбуривают цементную пробку. Скважина . готова к эксплуатации.

Недостатком этого способа является то, что отверстия перфорированной муфты, забитые. цементом, оказываются не достаточно герметизированы и через них начинает поступать жидкость из затрубного пространства, или. наоборот, происходит утечка нефти в пласт.

Известны способ и устройство для формирования гравийного фильтра на забое скважины, включающие в себя спуск в скважину эксплуатационной колонны с цементировочной муфтой и фильтром. образование в зоне фильтра гравийной обсыпки и подачу цементного раствора в затрубное пространство . через эксплуатационную колонну и цементировочную муфту с циркуляционными отвер:стиями. Для улучшения герметизации циркуляционных отверстий предусмотрен наружный центратор, Однако последним добиться существенной центрации колонны труб весьма проблематично, так как он не может центрировать по полному периметру скважины, ибо последнее предотвратило бы поступление гравийной обсыпки фильтра. Добиться центрации также невозможно. ввиду искривленности скважины. приводящей к необходимости отжатия колонны от стенки скважины, из-за смещейия колонны от центра скважины, а центратор опираясь в мягкие прослойки стенок скважины центрацию не обеспечит, Кроме того, концентричному расположению цементной пробки, а следовательно, и герметичности колонны, мешает наличие перетоков раствора по стволу из-за недостаточного сцепления цементного раствора с полиэтиленом, из которого может быть выполнена эксплуатационная колонна.

Цель изобретения — повышение герметичности эксплуатационной колонны.

Цель достигается тем, что согласно способу, включающему в себя спуск в скважину эксплуатационной колонны с цементировочной муфтой и фильтром, а также образование в зоне фильтра гравийной обсыпки и подачу цементного раствора в затрубное пространство через эксплуатационную колонну и цементировочную муфту, над фильтром против цементировочной муфты устанавливаютдополнительную трубу, а поток цементного раствора в затрубном пространстве направляют вниз по кольцевому зазору между эксплуатационной колонны и дополнительной:трубой на высоту не менее

10

1.,5 м, а после достижения потоком цементного раствора гравийной обсыпки — вверх в кольцевое пространство.

Устройство для цементирования скважин, включающие эксплуатационную колонну, фильтр с гравийной обсыпкой и цементировочную муфту с циркуляционными отверстиями, снабжено дополнительной трубой, установленной над фильтром концентрично наружной поверхности эксплуатационной колонны, при этом верхний торец дополнительной трубы герметично соединен.с эксплуатационной колонной над цементировочной муфтой, а длина дополнительной трубы от циркуляционных отверстий муфты до нижнего его торца не менее

1,5 м.

На чертеже представлена схема цемен20 тируемой скважины, поясняющая изобретение. разрез.

Спускают в. скважину эксплуатационную колонну с цементировочной муфтой и фильтром, причем против цементировочной

30 муфты предварительно устанавливают дополнительную трубу, а после гравийной обсыпки подают цементный раствор в затрубное пространство через эксплуатаци-. онную колонну и цементировочную муфту, сначала вниз по кольцевому зазору между эксплуатационной колонной и дополнительной трубой на высоту не менее 1,5 м, а после достижения потоком цементного раствора

35 гравийной обсыпки подают вверх по кольцевому пространству, Устройство для цементирования скважины включает в себя скважину 1, имеющую

40 расширенную часть 2 на забое 3. Нижняя часть снабжена трубой 4 с щелевидными

45 отверстиями 5, параллельными ее оси, и кольцевым пространством, заполненным гравийной обсы п кой 6. Далее труба 4 соединена с эксплуатационной колонной 7 цементировочной муфтой 8 с циркуляционными отверстиями 9, ниже которой расположен упор 10 для деревянной пробки 11, ниже которой-буровой раствор 12, вытесненный в затрубное пространство 13, а выше расположен цементный раствор 14, вытесненный через циркуляционные отверстия 9 в затрубное пространство. Цементный растврр

14 расположен также в кольцевом зазоре 15 между эксплуатационной колонной 7 и дополнительной трубой 16 в пространстве в

25 Способ цементирования скважины осуществляют следующим образом.

1745895 виде перевернутого кольцевого кармана, заглушенного сверху кольцом 17.

Конец дополнительной трубы 16 удален от циркуляционных отверстий 9 и 1,5 м вниз, но не доходит до гравийной обсыпки 6. Схема содержит продуктивный пласт

18, деревянную пробку 19 сверху цемента, насосный аппарат 20.

Устройство работает следующим образом.

Цементный раствор.14 между двумя пробками 11 и 19 в эксплуатационной колонне 7, после прохода пробкой 11 циркуляционных отверстий 9 цементировочной муфты 8 и упирания ее s упор 10, вытесненный через циркуляционные отверстия 9, направляют в кольцевой зазор 15 и по нему вниз. После чего цемейтным раствором 14 вытесняют вверх буровой раствор 12 в кольцевое пространство скважины 1 и эксплуатационной колонны 7, направляя его также вверх. Это достигается благодаря то му, что кольцевой зазор 15 сверху закрыт кольцом 17; После того как пробка 19 опустится до пробки 11 и перекроет циркуляционные отверстия 9; прокачку бурового раствора 12 в скважину прекращают. Через определенное время цемент затвердевает.

Пробки 11 и 19, а также цементную, разбуривают и цементировочная муфта 8 оказывается надежно изолирована от кольцевого пространства скважины, так как цементировочные отверстия 9 окажутся закрытыми двумя слоями цемента с прослойкой металлического кольца - дополнительной трубы

16, от края которой они отстоят на расстоянии не менее 1,5 м.

Формула изобретения

1. Способ цементирования скважин, включающий спуск в скважину эксплуатаци5 онной колонной с цементировочной муфтой и фильтром, образование в зоне фильтра гравийной обсыпки и подачу цементного раствора в затрубное пространство через эксплуатационную колонну и цементиро10 вочнуюмуфту,отличаю щийся тем,что, с целью повышения герметичности эксплуатационной колонны, над фильтром против цементировочной муфты устанавливают дополнительную трубку, а поток цементного.

15 раствора в затрубном пространстве направляют вниз по кольцевому зазору между эксплуатационной колонной и дополнительной трубой на высоту не менее 1.5 м. а после достижения потоком цементного раствора

20 гравийной обсыпки - вверх в кольцевое пространство.. . 2. Устройство для цементирования скважин, включающее эксплуатационную колон25 ну, фильтр с гравийной обсыпкой и цементировочную муфту с циркуляционными отверстиями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительной трубой, установленной над фильтром концентрично наруж30 ной поверхности эксплуатационной колонны, при этом верхний торец дополнительной тру бы герметично соединен с эксплуатационной колонной над цементировочной муфтой, а длина дополнительной трубы от циркуляци35 онных отверстий муфты до нижнего ее торца не менее 1,5 м.

1745895 г

f8

Составитель Б.Кирш

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Л Лу

Заказ 2371 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