Способ ступенчатого цементирования скважин

 

Союз Сопвтсиин

Социапнстичесиин

Респубпии

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ

{Q ) Дополнительное к авт. спид-ву

{22) Заявлено 09.06.80 {2 I) 293663 l/22-03 с присоединением заявки М

{23) Приоритет

Опубликовано 07.05.82.Бюллетень РЙ l7

Дата опубликования описания 09.05.82 (5l)lN. Кл.

Е 21 В 33/l4

Государственный квинтет

CCCP на делам неебретеннй

° н еткрытнй (ЬЗ) УДК 622.245..42 (088.8) A. A. Цыбин, А. А. Гайворонский, П. А. Чуев и (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знаме исследовательский институт буровой техники (7l) Заявитель (54) СПОСОБ СТУПЕНЧАТОГО UEMEHTHPOBAHHH

СКВАЖИН

Изобретение относится к креппению скважин разпичного назначения, а именно

° к способам их ступенчатого цементирования.

Известен способ ступенчатого цементнрования, вкпючаюший цементирование первой ступени, ввод в колонну нижней пробки дпя открьггия циркупяционных ot» верстий цементировочной муфты, периодическую промывку ствола скважины че-рез циркупяционные отверстия в период

ОЗЦ первой ступени, цементирование второй ступени с вводом в колонну верхней пробки дпя закрытия циркупяционных отверстий муфты.

Нижняя пробка в известном способе создает. в обсадной колонне перегородку, которая необходима при ступенчатом:цементировании дпя исключения возможности попадания тампонажного раствора второй ступени в колонну ниже цементи-. ровочной муфты fl).

К недостаткам этого способа относится сйедуюшее: затраты времени на OSI1

Ф. тампонажного раствора первой ступени; выполнение допопнитепьных технологических операций, связанных с пуском в колонну нижней и верхней цементировочных пробок, дпя открытия и закрытия

° циркупяционных отверстий цементировочной муфты; необходимость разбуривания после времени ОЗЦ нижней и верхней пробок, посадочных седел муфты и цементного стакана между ними.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ ступенчатого цементнрования, включающий цементирование первой ступени обсадной; !

5 колонны с верхней продавочной пробкой, открывание отверстий в цементировочвой муфге, цементнрование второй ступени с повышением давления в колонне до величины, необходимой дпя продавки там20

Ъ . понажного раствора в закопонное прост-. ранство на установпенную высоту и сбрасывание давления в обсадной колонна Г2) .

6240

3 92

К недостаткам способа относится следующее: выполнение дополнительных технологических операций, связанных с пуском в колонну шара и цементировочной пробки для создания в колонне перегородки, запакеровки затрубного пространства скважины, oTKpbITHH и закрытия цементировочньцс отверстий; необходимость разбуривания после времени ОЗЦ, цементировочной пробки, шара посадочных седел и цементного стакана между ними.

Целью изобретения является исключение перемычек между ступенями цементирования и упрощение технологии цементирования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ступенчатого цементирования скважин давление. в колонне повышают во время закачки тампонажного раствора до подхода его первых порций к отверстиям цементировочной муфты и поддерживают его до окончания продавки тампонажного раствора и после продавки до выравнивания давлений в колонне .и заколонном пространстве.

Кроме того, давление в колонне повышают за счет увеличения расхода закачки тампонажного раствора.

На фиг. 1 изображен пакер для осуществления способа с цементировочной муфтой на обсадной колонне, при öåìåHтировании первой ступени; на фиг. 2— то же, при цементировании второй ступени; на фиг. 3 - то же, после цементирования.

Способ осуществляется следующим образом.

Необходимо зацементировать обсадную колонну диаметролч 146 мм в скважине глубиной 3000 м. Средний диаметр ствола скважины по данным профилометрии 8I.ga,= 200 мм.

B интервале ствола скважины на глубине 1510 — 1550 м расположены, поглощающие пласты. При спуске обсадной колсяны 1 в скважину 2, пакер 3 и цементировочную муфту 4 устанавливают непосредственно над поглощающими пластами в интервале 1500 — 1505 м (фиг. 1).

Дементирование первой ступени обсадной колонны от башмака до интервала установки пакера и цементировочной муф1 ты осуществляют с продавочной пробкой

° 5. После получения сигнала "Стоп" об окончании цементирования первой ступени

s обсадной колонне повышают давление на расчетную величину, в результате чего осуществляется эапакеровка затрубного пространства пакером 3 и открытие отверстий в цементиоовочной муфте 4 (фиг. 2). .цля цементирования второй ступени обсадной колонны в скважину необходимо закачать 21,9 м тампонажного раствора и 20 м продавочной жидкости (с учетом ее сжимаемости и деформации обсадной колонны под внутренним давлением). В конце цементирования, при прокачке тампонажного раствора одним агрегатом на П передаче с производитель постыл 5;1 л/с ожидаемое рабочее дав15 ление будет составлять 90 кгс/см .

I

После закачки в обсадную колонну

20,6 м тампонажного раствора, т.е. за 100.м до подхода его к отверстиям цементировочной муфты, IIpoHOBOQHTQJlbность агрегатов увеличивают до 17

18 л/с согласно расчета гидравлических сопротивлений в отверстиях цементировочной муфты и в кольцевом .пространстве между обсадной колонной и стенками скважины. При такой производительности давление в обсадной колонне возрастает до величины давления, ожидаемого в конце цемеитирования. Закачку остав30 шихся 1,3 м тампонажного раствора и

20 м продавочной жидкости осуществляют при постоянном давлении в обсадной колонне (за счет постепенного снижения производительности агрегатов), либо при постоянной производительности агрегатов с увеличением давления в обсадной колонне.

Тампонажный раствор второй ступени в процессе его продавки частично проседает в колонну под цементировочную муфту, образуя с глинистым раствором гельцемент 6 (фиг. 2).

После окончания закачки в обсадную колонну расчетного объема продавочной жидкости (по расходомеру), равного

20 м и дополнительно 0,20 — 0,25 м

9 для надежности продавки всего объема тампонажного раствора в затрубное пространство, обсадную колонну на устье герметично закрывают. При этом давление в колонне будет больше, чем в asтрубном пространстве, на величину, равную гидравлическим сопротивлениям в отверстиях цементировочной муфты и кольцевом зазоре между обсадной колонМ ной и стенками скважины. За счет избыточного внутреннего давления гельцемент из-под цементировочной муфты будет выдавлен в затрубное простран5 О ство. Через 10 — 15 мин, когда давления в колонном и заколонном пространствах будут равны, давление на устье колонны сбрасывают до нуля. В период снижения давления в колонне пружинные обратные клапаны 7 исключают попадание жидкости ь колонку из эатрубного пространства, а дифференциальная втулка 8 герметично перекрывает отверстия цементировочной муфты и защелкивается фиксатором 9 (фиг. 3).

Положительный эффект от применения предлагаемого способа заключается в снижении затрат времени на процесс цементирования за счет упрощения технологии цементирования. Исключаются такие технологические операции, как пуск в колонну шара, цементировочной пробки и последующее их разбуривание совместно с посадочными седлами устройстве для ступенчатого цементирования и цементным стаканом между ними..

Фор мула изобретения

1. Способ ступенчатого цементирования скважин, включающий цементирование первой ступени обсадной колонны с верхней продавочной пробкой, открывание отверстий в цементировочной муфте, 2ег40 6 цементирование второй ступени с повышением давления в колонне до величины, необходимой для продавки тампонажного раствора в эаколонное пространство на установленную высоту, и сбрасывание давления в обсадной колонне, о т л ичающийся тем,что,сцельюисл жлючения перемычек в обсадной колонне .между ступенями цементированияi и упрощения технологии цементирования, давление в колонне повышают во время .закачки тампонажного раствора до подхода его первых порций к отверстиям цементировочной муфты и поддерживают его до окончания продавки тампонажного раствора и после продавки до выравнивания давлений в колонне и эаколонном пространстве.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю20 шийся тем, что давление в колонне повышают эа счет увеличения расхода заначки тампонажного раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 1. Булатов A. И. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. М., Недра"., 1977, с. 217-218.

2. Временное руководство по применению пакера для двухступенчатого и зо манжетного цементирования. М., ВНИИБТ, 1974 (прототип).

926240

Составитель B. Гришанов

Редактор О. Половка Техред М.Рейвес Корректор А. Дэятко

Ю ВФ М Ю Н

° Ю Ю ЮВ « »

Закаэ 2921/21 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

11З035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Э ЮЮЮ

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 г