Способ цементирования скважин
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 04. 03. 81 (2! ) 3282589/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 23.11.82. Бюллетень 1е 43
Дата опубликования описания 23. 11.82 (52)М. Кл.
Е 21 В 33/14
Ркударстеснный квинтет
СССР нв делам изобретений н вткрытнХ (53) УДК 622.245. .42(088.8) У. Д. Иамаджанов, Т. P. Хасанов, В. С. Екшибаров и Л. А. Абрамович (72) Авторы изобретения
Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЕНЕНТИРОВАНЦЯ СКВАИИ
6 (сГ60 rEy
Изобретение относится к цементироР ванию скважин.
Известен способ цементирования скважин, включающий закачку в скважину неодновременно схватывающегося тампонажного раствора t lj.
При этом быстросхватывающаяся смесь, располагающаяся в нижней части скважины, твердеет при действии гидростатического давления вышерасположенного столба тампонажного раствора, находящегося в жидком состоянии.
Недостатком этого способа является трудность регулирования времени загустевания тампонажных растворов, 15 имеющих различные сроки схватывания.
Наиболее близким к предлагаемому является способ цементирования скважин, включащий закачку в скважину тампонажного раствора, продавку его
B заколонное пространство и передачу на тампонажный раствор избыточного давления t 2).
Недостатком известного способа является то, что воздействие постоянным избыточным давлением практически не оказывает влияния на сокращение сроков схватывания тампонажных растворов и повышение прочностных характеристик цементного камня.
Целью изобретения является повышение качества цементирования скважин за счет развития процессов активации вяжущего компонента в составе тампонажного раствора, что и оказывает влияние на сокращение сроков охватывания растворов и повышение прочности цементного камня.
Поставленная цель достигается тем, что передачу избыточного давления на тампонажный раствор начинают до завершения в нем процессов загустевания и седиментации, после чего давление сбрасывают с интенсивностью 5-20 кгс/ см /с.
Причем операцию по повышению и сбрасыванию давления повторяют.
976031 где P
При этом воздействие импульсами избыточного давления осуществляют с устья скважины через эатрубное пространство или через внутриколонное пространство на уровне кровли продуктив- S ного пласта.
Сущность способов заключается в том, что при приготовлении тампонажного раствора молекулы воды затворения, гидратируя зерна вяжущего, проникают в имеющиеся микротрещины. Резкое снижение избыточного давления, создава емое на тампонажный раствор, вызывает соответствующее расширение молекул воды в микротрещинах, в результате чего зерна цемента испытывают дополнительные напряжения, приводящие к расширению имеющихся микротрещин и образованию новых.
Вследствие этого происходит увеличение удельной поверхности зерен вяжущего и, как следствие, ускорение процессов их гидратации, приводящее, в свою очередь, к сокращению сроков формирования тампонажного камня и по- И вышению его прочностных характеристик.
Эффективность способа возрастает с увеличением интенсивности воздействия избыточным давлением, которое ог- 30 раничивается техническими возможностями, применяющегося оборудования.
При интенсивности свыше,20 кгс/см /с возможно разрушение устья. Оптимальное количество циклов воздействия З находится в пределах 5-15 циклов.
Воздействие импульсами избыточного давления менее 5 раз оказывает незначительное влияние на сокращение сроков формирования цементного камня щ и повышение его прочностных свойств.
Увеличение количества циклов выше 15, также незначительно повышает эффективность воздействия (табл. 1).
Способ передачи импульсов избыточного давления выбирается в зависимости от высоты подъема тампонажного раствора и глубины залегания продуктивного пласта. Установлено, что, при подъеме тампонажного раствора до
1500 м от кровли пласта, воздействие импульсами избыточного давления целесообразно производить с устья скважины через затрубное пространство, при высоте подъема раствора и выше, 1500 м воздействие целесообразно осуществлять через внутриколонное пространство на уровне кровли продуктивного пласта(табл. 2).
Способ осуществляют следующим образом.
В скважину спускают эксплуатационную колонну. Закачивают и продавливают в затрубное пространство тампонажный раствор. Затем, если высота подьема цементного раствора не превышает
1500 м, герметизирует устье скважины и в затрубном пространстве создают избыточное давление не превышающее давление гидроразрыва пласта. После чего снижают избыточное давление в затрубном пространстве с интенсивностью не менее 5 кгс/см /с. Циклы повторяют в количестве 5-15 раз. После чего скважину оставляют на период ожидания затвердения цемента (ОЗЦ).
При высоте подъема цементного раствора свыше 1500 и, после закачки и продавки тампонажного раствора, сообщают внутриколонное и межколонное пространство на уровне кровли продуктивного пласта, герметизируют устье скважины и во внутриколонном пространстве создают избыточное давление. По величине менее давления гидроразрыва пласта.
Затем снижают давление в колонне с интенсивностью не менее 5 кгс/см /c
Цикл повторяют 5-15 раз. После чего скважину оставляют на ОЗЦ.
Конкретный пример реализации способа.
В скважину на глубину 3100 м спускают эксплуатационную колонну диаметром 168 мм; интервал подъема цемента3100 м - 2000 и. Пластовое давление400 кгс/см . Интервал залегания кровли пласта - 2900 м. Плотность цементного раствора „ Р— 1,60-1,62 г/см
Плотность бурового раствора j
1,40 г/см .
Затем в скважину закачивают и продавливают тампонажный раствор в заколонное пространство, герметизируют устье скважины и в затрубном пространстве создают избыточное давление
117 кгс/см в соответствии с расчетом
Р =P — 01, Н 1 + гр,, Зц
НБР jð,), — давление гидроразрыва в кровле пласта, кгс/см "; — высота подъема цементногс., раствора от кровли продуктивного горизонта, н:
97603!
Гр где Н
3 — удельный вес цементного и,Р раствора, г/см ;
Н вЂ” высота столба бурового раствора в затрубном пространстве скважины, м;
j — плотность бурового раство г ра, г/см .
Давление гидроразрыва пласта на стенках, которого имеется фильтрационная корка, определяют из зависи10 мости
1,08 Н
2.
+ 0,66 Р { кгс/см )
ФЛ p 15 — глубина определения давления гидроразрыва, и; — пластовое давление; кгс/см
0 66 P - 0,1
4 (н > -н ) )-ц+
1,08.2900 чр цр БР БР
+ 0,66. 400-0,1 (2000. 1,65+1,40 х1000) 313 + 264 + -{330+140)
117 кгс/см .
Затем избыточное давление снижают до атмосферного с интенсивностью не менее 5 кгс/см9с цикл повторили 10 раз. После чего скважину оставили на .ОЗЦ.
Экономическая эффективность от, внедрения предлагаемого способа заключается в улучшении качества цементирования скважины на 25-301, в снижении брака при цементировании на 25-.303 и в уменьшении времени ожидания эатвердевания цемента на 35-403.
По-предварительному расчету, годовой экономический эффект от использования способа составит 285 тыс. руб.
976031
О
>> Ф
L m к х
m э s x х
С>
1 м о а о x v
Z Z N
3 Э О о
2 ((( (о ч
Ю
1 (> о кЯ S(l
m a л t- u
О .
Î >S О
О Э(z ч х о
m o
m к
О S
I Э (((Ф о
О с к ох э
1 LA
1
I >Х
1 I S
Э
I П((О о (I C1 Х>
1 C C
I О
1 K S
I m lL
o s
О Э
» ч
- (.{
1 и
1 ! CL u
1
Ю
Ю м
Ю
Ю м
Ю
Ю
Г \
1 (>
О
1 !—
I
Ю (л
1
I Z
О
1 ! !
1Ф>
< u
1 L
I м Г 1
Г(Г4
Г >
Г"(I (>(1 1 .й S ° K (У I- C Z
I оusЮZЕ аоcLS х с
IQ 1
=Ф . 1
1 K
X (Е
I Q а
CCI
Щ ((0
1 (П
1 Z
I S
I X
I C;
1 Э
I CCI (1
1 1
1 Ш
v х
1 Э! 1х
1
m 1
Э 7 ( а
Э OO
У 1
I
1 !
I
1 (I
1
1
1
I
1
1 (1
1
1
I (I
I .1
1
I
1
t
1
1
1
1 !
1
I
1
1
I
1
Ю О м Г1
LA
LA
LA
Z
3Е ((l о (—
1
I
CCI
1 (1 Щ
I а
1 (D
1 II Э (1
1 >Х
Z !
1 (((Z о
1 C
Е
1 (D ((—
t
I
1 — -(1
I (1
1
I
1 (I
1
I
1
1
I
I (Z
Э
Э x л
О о
Z Х (U:
Е
s c з- ч
976031
l0 м.
СО
LA м
CD
S
CQ
1Э а с а
Э
1Z
LA О
CV
C)
Ю
Ю !
Ч сО
LA О !
Ч
CD
Ю
Ю
СЧ
CD ъО
1Ч
Ю
Ю
С) !
r е а
Э
Iх
Л
Е 1
X <О U
)S о х )s
z o
О х
X Х о
m C о е х ) с
Э ам
P 1)) со
О CII
С О !О
Z е I e
1- r а оэо иЕФ
З Ф Im =! и
CD
Ю
Ю, СЧ
С) ъО !
CD CD
М
I О
LA ъО !
OO
I О
СЧ
S 1 з !
О IG Э ае C
Ф S Ф а е э Ф ч с О
v o
lO Л 1 о со и >,r о с
СЕО () S IK
S х е x.
Y ? и о
S 2
С D Z иех о ее с х >,о с !
О С
, и )х с хо
1 — C)! Z О
М\ О
СЧ
С) ! О
CV е
К
X % е
Ф х (.Э
1
1 !
1 е
:1 I
X
1 с
lO
1 !
О
1 —
1
1
1 !
1
1
1
1
I !
I
1
1
1 !
1
1
1
1
1
Z
2 х
CQ ч о с
X х е
Ф о а
1х
Ф
Э е
II!
Iи (U
У
Щ х
Y
Э
=г о" ъ
1Щ
lo с
>)
Ф
Э
1
1
1
I
1
1
1 !
1
1
1
Е I а
Э
Е 1 о
1-
Z 1
CIJ I
CI! 1
1 о
О 1 х
Q I з
S I
I- 1 и
>) 1
1 !
О 1 !
1
1
I !
I !
Э
S о
Э 1
Э Э о э
z o
I- Cl о о — х
% е
10 С е
U Ф
Ф а
7 Э
fO IY Z
1о
Э 1
X О
:Т Z
X a 3. е
Е Z
Е о о а v! и I
М ! х I
Е
IU IL
Y и
О О х. о х
Z Cl 1
% Э 1 !
О !О 1 о — оc>, C Е 1
S Э е Е 3
l- 2i IO I х о к
S Э 1
r c
Э Q 1 с с
C C1! э а
=т с и о
I
1
1
1 !
I
1
1
1
1
I
I
1
l-! и
Ф о
Э а
CL C
Э
Э о
Z л 1О
l- ) и а
О 1е
O ETJ
Ф
1- Э
v х е о а
О
lx v а о
I- а
>) C
Ф
Ф
-m О
Ф а z э о
D. С
X с е о х а
Y о
Ф Э Е
I- Z 1иаи хсе е ас асс
Составитель Е. Молчанова
Техред H.Òåïåð Корректор H,Êîðîëü
Редактор А. Шандор
Заказ 8959/55
Тираж 623 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
11 97603
Формула изобретения
1. Способ цементирования скважин, включающий закачку в скважину тампонажного раствора, продавку его в заколонное пространство и передачу на тампонажный раствор избыточного давления, отличающийся тем, что, с целью повышения качества цементирования скважин за счет развития IO процессов активации вяжущего компо,нента в составе тампонажного раствора, передачу избыточного давления на тампонажный раствор начинают до завершения в нем процессов загустевания и ts
1 12 седиментации, после чего давление сбрасыввют с интенсивностью 5—
20 кгс/см /с.
Ф.
2. Способпоп. 1, от ли ча ю шийся тем, что операцию по повышению и сбрасыванию давления пов" торяют.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Булатов А.И., Технология цементирования нефтяных и газовых скважин.
N., "Недра", 1973, с. 32-33.
2. Авторское свидетельство СССР
М 721521, кл. Е 21 Я 33/14, 1977 (прототип).
