Способ цементирования скважин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ц 7 II 3984 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.03.77 (21) 2464883/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликована 05.02.80 Бюллетень М 5 (5i) IN. Кл.

E 21 В 33/14

Риударстненньб1 квинтет

СССР . но деиам нзобретаннй н етнрцтнй (53) УДК 622 245..42 (088.8) Дата опубликования описания 05.02.80 (72) Авторы изобретения

А. И. Булатов и Г. А. Еремин (71) Заявитель

Всесоюзный научно — исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к их промывке и тампонированию.

Известен способ очистки скважин путем разрушения застойных зон посредством применения гидромониторных устройств, центраторов f1l .

Недостаток данного способа заключается в

5 том, что применение гидромониторов связано с определенными техническими и технологическими трудностями и значительными затратами времени,:поэтому их используют для очистки

10 небольших интервалов ствола, осложненных глубокими кавернами и желобамн.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ цементирования скважин, вклю15 чающий промывку скважин перед закачкой тампонажного раствора путем поперечного расхаживания колонны труб 23.

Однако применение эксцентриков ограничено областью установки мостов и подготовки ство20 ла к спуску обсадной колонны, а также случаев срочной очистки кавернозных участков.

При тампонировании скважин ограничения обусловлены несоответствием конструкции резьбовых соединений обсадных труб условиям вращения колонны, а при промывке — необходимостью проведения дополнительных спускоподъемных операций.

Цель изобретения — повышение качества цементирования за счет увеличения эффективности промывки и разрушения застойных зон.

Поставленная цель достигается тем, что расхаживание осуществляют с разгрузкой колонны на забой.

Разгрузку целесообразно осуществлять с частотой 12-20 циклов в час прн скорости перемещения верхнего конца колонны 1-2 см/с.

При разгружении на забой колонна в сжимаемой части изгибается и осуществляет поперечные перемещения в скважине. При этом изменяются местоположения узких мест в эксцентричном кольцевом пространстве .и, как следствие, направление потока жидкости. 3а, стойные зоны и тиксотропная структура бурового раствора разрушаются, и поток расширяется по всему сечению ствола, захватывая и каверны. В результате происходит более полный вынос породы и шлама, уменьшается их на713984 4 г вора в кольцевое пространство, и продолжать до конца его продавливания. При этом ниэ обсадной колонны должен быть оборудован башмаком, отверстия которого не перекрываются при разгрузке колонны на забой. После окончания процесса тампонирования колонну приподнимают над забоем для снятия деформации изгиба и оставляют ее на ОЗЦ в растянутом состоя нии.

В качестве примера приведены расчетные величины допускаемых разгружений 146-милли метровой колонны в скважинах диаметром

250-350 мм.

Расчеты произведены по формуле: сж— где д — наружный дйаметр колонны;

P — осевая сжимающая нагрузка;

8 — радиальный зазор;

F — площадь поперечного сечения тела колонны;

3 — экваториальный момент инерции.

Допускаемые длины разгруженной части колонны приведены без учета ее облегчения в жидкости и сил трения, с учетом указанных факторов их величины будут еще более значительными.

Колонна диаметр, толщина мм стенки, мм линейная плотность, кг/м

28,0

520 430 365

740 610 480

1860 1530 1300

1820 1500 1180

40,6 копление в кавернах, что предупреждает осложнения, связанные с осыпями и сальникообразованиями, повышает качество заполнения скважин тампонажным раствором.

Технология способа состоит в следующем, При промывке скважины во время обработки бурового раствора, а также после окончания процесса долбления колонну труб периодически сначала разгружактг на забой, азатем приподнимают,,выбирая пружину. Be- 1о личину разгрузки определяют соответствующими расчетами на прочность. Контроль за одерацией осуществляют по показателям индикатора веса и перемещению верхнего конца колонны. Скорость его перемещения должна составлять 1-2 см/с, а один цикл нагружения осуществляться за 3-5 мин с выдержкой .колонны в загруженном состоянии в течение 1-2 мин.

Расхаживание с разгрузкой на забой производят в течение первой трети (не менее) цикла цирку-20 ляцни и могут сочетать с расхаживанием над забоем.

При тампонировании расхаживание с разгру-, жением необходимо начинать не rrmgaee, чем эа 10 мин до начала выхода тампонажного растПриведенные данные показывают, что этот способ расхаживания колонны возможно испольэовать при наличии в скважине больших каверн. Предлагаемый способ значительно эффективнее известного способа расхаживания посредством кулачковых эксцентриков. Так при оборудовании 145-миллиметровой обсадной колонны эксцентриками диаметром 185 мм, предназначенными для скважин с номинальным диаметром 190 мм, застойные зоны разрушаются в кавернах диаметром до 218 мм, а при использовании 209-миллиметровых эксцентриков (скважины с номинальным диаметром

214 мм) — в кавернах диаметром до 286 мм.

При разгружении же колонны на забой застойные зоны разрушаются при любых размерах каверн, если это допускается условиями прочности колонны.

Применение данного способа повысит качество проводки и тампонирования скважин и тем самым обусловит снижение затрат средств на борьбу с осложнениями и повторное цементирование скважин.

Формула изобретения

1. Способ цементирования скважин, включающий промывку скважин перед закачкой тамлонажного раствора путем поперечного расхажнвання колонны труб, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества цементирования за счет увеличения эффективности промывки и разрушения застойных эон, расхаживание осуществляется с разгрузКой коионны на забой.

713984

Составитель Е. Молчанова

Техред Н.Ковалева Корректор О. Ковинская

Редактор С. Тит ва

Заказ ) .)(/24 Тираж б26 Подписное

1(111%11)И осударственного комитета СССР и °,клыч изобретений и открытий

) ) з()35. М сква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фя:и;л Ill Ill "1)агент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Способ по и. 1. отличающийся тем, что разгрузка колонны на забой осуществляется с частотой 1 -20 циклов в час при скорости перемегдсния верхнего конца колонны

1-2 см/с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ашрафьян М. О. и др. Опыт установки цементных мостов в кавернозной части ствола скважин. Сер. "Бурение", ВНИИОНГ, вып.8, 19бб.

2. Авторское свидетельство СССР У 377503, кл. Е 21 В 33/14, 1970 (прототип).