Способ цементирования скважин

 

Изобретение относится к области бурения скважин, к креплению скважин, в частности к способам цементирования обсадной колонны. Обеспечивает герметичность затрубного пространства и изоляцию пластов, при необходимости до устья скважины. Сущность изобретения: заканчивают скважину в глинистой кровле. Выполняют зумпф меньшим диаметром. Спускают обсадную колону с башмаком в скважину. Башмак оснащают контейнером с реагентом-ускорителем схватывания цементного раствора. Башмак располагают над зумпфом до цементирования. Закачивают цементный раствор. Закачивание производят порциями, имеющими разные сроки схватывания. Конец схватывания одной порции является началом загустевания последующей. Закачивают разделитель и продавочную жидкость до получения давления "стоп". Обсадную колонну с усилием спускают в зумпф. Открывают контейнер. Впрыскивают реагент-ускоритель в порцию цементного раствора в зоне башмака. 1 з.п. ф-лы.

Предлагаемое изобретение относится к области бурения скважин, а точнее к креплению скважин, в частности к способам цементирования обсадной колонны.

Известен способ цементирования скважин, включающий установку гидравлических пакеров в затрубном пространстве [1, 2].

Однако из-за кавернообразования, снижения давления в уплотнительном рукаве, уступов и изгибов ствола скважины добиться герметичности затрубного пространства посредством пакера не удается (успешность операций не превышает 70%).

Известен способ цементирования скважин, включающий спуск обсадной колонны без опоры на забой, закачку разделителя, цементного раствора, продавочной жидкости до получения сигнала "стоп", оставление скважины на период схватывания и твердения цементного камня [3].

Недостатком данного способа является то, что при наличии таких неизбежных факторов как зоны смешения, неполное замещение бурового раствора цементным и др., не обеспечивается герметичность затрубного пространства с появлением перетоков, давлений в затрубном пространстве.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ цементирования скважин, включающий заканчивание скважины в глинистой кровле меньшим диаметром с выполнением зумпфа, спуск обсадной колонны с башмаком в скважину, задавливание башмака в зумпф на 1,5-2 м [4].

Недостатком известного способа является незначительная высота тампонажа и невозможность проведения изоляции вышележащих пластов. Все это не обеспечивает герметичность затрубного пространства и изоляцию всех пластов, при необходимости до устья скважины.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение герметичности затрубного пространства и изоляция пластов, при необходимости до устья скважины.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе цементирования скважин, включающем заканчивание скважины в глинистой кровле меньшим диаметром с выполнением зумпфа, спуск обсадной колонны с башмаком в скважину, закачивание разделителя, цементного раствора, продавочной жидкости до получения сигнала "стоп" и оставление скважины на период схватывания и твердения цементного камня (ОЗЦ). Согласно изобретению башмак обсадной колонны дополнительно оснащен контейнером с реагентом-ускорителем схватывания цементного раствора, который располагают над зумпфом до цементирования, после продавливания цементного раствора в затрубное пространство обсадную колонну с башмаком спускают с усилием в зумпф, при этом впрыскивают из контейнера реагент-ускоритель схватывания в порцию цементного раствора в зоне башмака перед оставлением скважины на ОЗЦ. После просадки башмака с обсадной колонной в зумпф с последней снимают избыточное осевое усилие. Кроме этого, цементный раствор закачивают в скважину порциями, имеющими разные сроки схватывания.

Способ цементирования скважины осуществляют следующим образом.

В конце бурения, в глинистой кровле над продуктивным пластом, ствол скважины выполняют диаметром меньше диаметра основной скважины (зумпф), но не более наружного диаметра обсадной колонны. Башмак обсадной колонны оснащают контейнером с реагентом-ускорителем схватывания цементного раствора. Цементирование затрубного пространства проводят с положением башмака над зумпфом, выполняют все операции по закачке цементного раствора в обсадную колонну, продавке его в затрубное пространство и получению сигнала "стоп", после чего в зумпф с усилием спускают башмак обсадной колонны, обеспечивая при этом впрыскивание реагента-ускорителя схватывания в цементный раствор. Башмак, сминая, расширяя породу в зумпфе, герметизирует затрубное пространство. После просадки башмака с обсадной колонной, для устранения изгиба, с последней снимают избыточное осевое усилие и обсадную колонну оставляют на ОЗЦ. За обсадную колонну в затрубное пространство при цементировании закачивают несколько разных по времени схватывания порций цементного раствора. Время схватывания, начиная с забоя, подбирают так, что схватывание одной порции цементного раствора определяет время начала загустевания следующей порции и т.д. Таким образом, обеспечивают гидростатическое давление на цементный раствор в процессе его загустевания и схватывания, что препятствует образованию каналов для движения флюидов из пластов.

Пример.

Бурение скважины осуществляют по стандартной известной технологии и ведут до кровли проектного горизонта и останавливают в глинистых отложениях до 20-5 м от кровли продуктивного пласта. Забуривают зумпф 2-3 м диаметром 240-243 мм, затем спускают обсадную колонну диаметром 245 мм с башмаком диаметром 270 мм, снабженным контейнером с реагентом-ускорителем схватывания цементного раствора и оснасткой (центраторы, турбулизаторы и др.). На расстоянии до зумпфа 0,5-1 м начинают цементирование обсадной колонны, закачивая в нее разделитель, цементный раствор, продавочную жидкость, причем цементный раствор закачивают порциями с разным временем схватывания. После окончания закачки продавочной жидкости и получения сигнала "стоп" в зумпф с усилием опускают башмак обсадной колонны, при этом из контейнера впрыскивают реагент-ускоритель схватывания в цементный раствор. Затем опрессовывают, проверяют герметичность башмака, снимают нагрузку с обсадной колонны и оставляют ее на ОЗЦ.

Использование предлагаемого изобретения позволит осуществлять надежную герметизацию заколонного пространства, избежать прорыва флюида из продуктивного пласта в вышележащие горизонты и дневную поверхность. Данное изобретение позволит повысить качество и надежность скважины, как капитального сооружения. На подземном хранилище газа (ПХГ), устанавливая по предложенному способу башмак промежуточной колонны в кровле газоносного горизонта, можно избежать перетока и удлинить срок службы скважин в таких условиях.

Источники информации 1. Булатов А.И. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1977 г., с. 204-207.

2. Булатов А.И. Теория и практика заканчивания скважин. М.: Недра, 1977 г., т. 3, с. 266-276.

3. Булатов А.И. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1977 г., с. 132-138.

4. Балышек С.М. и др. Бурение скважин. М.: Недра, 1990 г., с. 402-403.

Формула изобретения

1. Способ цементирования скважин, включающий заканчивание скважины в глинистой кровле меньшим диаметром с выполнением зумпфа, спуск обсадной колонны с башмаком в скважину, закачку разделителя, цементного раствора, продавочной жидкости до получения давления "стоп", отличающийся тем, что башмак обсадной колонны оснащают контейнером с реагентом-ускорителем схватывания цементного раствора, располагают их над зумпфом до цементирования, обсадную колонну после закачки требуемого объема цементного раствора, продавочной жидкости спускают с усилием в зумпф, при этом открывают контейнер и впрыскивают реагент-ускоритель в порцию цементного раствора в зоне башмака.

2. Способ по п. 1 отличающийся тем, что цементный раствор закачивают в скважину порциями, имеющими разные сроки схватывания, конец схватывания одной порции является началом загустевания последующей.