SU1134699A1

SU1134699A1 - Способ цементировани скважин

Info

Publication number: SU1134699A1
Application number: SU802935198A
Authority: SU
Inventors: Наум Акимович Мариампольский; Витольд Михайлович Бахир; Станислав Афанасьевич Алехин; Мирза-Ахмед Хашимович Хашимов; Кемир Каримов
Original assignee: Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа
Priority date: 1980-06-26
Filing date: 1980-06-26
Publication date: 1985-01-15

Abstract

1. СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий обработку цементного раствора и продавочной жидкости , прокачку цементного раствора в обсадную колонну и последующую продавку его продавочной жидкостью в затрубное пространство, отличающийс тем, что, с целью повыщени .качества цементировани за счет увеличени силы сцеплени цемента с породой стенок скважины и металлом обсадной колонны, обработку цементного раствора и продавочной жидкости последовательно осуществл ют в поле электрического тока диафрагменного электролизера, причем цементный раствор - в зоне отрицательного электрода до величины редокспотенциала от - 600 до - 800 мВ, а продавочную жидкость - в зоне положительного электрода до величины редокс-потенциала в пределах от + 600 до + 800 мВ, и последовательно прокачивают их в скважину в течение времени, меньщего, чем вреI м электрохи мической релаксации цемент (Л ного раствора. 2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что продолжительность времени закачки цементного раствора и продавки его продавочной жидкостью в соответствии с периодом электрохимической релаксации цементного раствора выбирают 10-180 мин.

Description

со

4

05 СО СО

Изобретение относитс к горной промышленности , а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано,при цементировани скважин.

Известен способ цементировани скважин , при котором повышение прочности сцеплени цементного камн с породой и обсадными трубами обеспечиваетс добавками песка (10-30%) или химических реагентов (0,5-1,0%). При .этом достигаетс необходима герметичность затрубного пространства . Прочность сцеплени камн с породой и обсадной колонной возрастает в 1,5-2,0 раза 1.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ цементировани скважин, включаюший обработку цементного раствора и продавочной жидкости, прокачку цементного раствора в обсадную колонну и последующую продавку его продавочной жидкостью в затрубное пространство 2.

Основным недостатком известных способов вл етс то, что они практически не могут вли ть на состо ние глинистых корок на стенке скважины и поверхности труб, которые снижают прочность сцеплени с цементным камнем.

Кроме того, добавки песка оказывают ощутимые результаты только в больших количествах (20-30 мас.%), снижа прочность цементного камн в «холодных скважинах . Тампонажные растворы, содержащие песок, нестабильны. Песок из них выпадает. Химические реагенты в значительной степени вли ют на сроки схватывани .

Цель изобретени - повышение качества цементировани за счет увеличени силы сцеплени цемента с породой стенок скважины и металлом обсадной колонны.

Поставленна цель достигаетс тем, что по способу цементировани скважин, включающему обработку цементного раствора и продавочной жидкости, прокачку цементного раствора в обсадную колонну и последующую продавку его продавочной жидкостью в затрубное пространство, обработку цементного раствора и продавочной жидкости последовательно осуществл ют в поле электрического тока диафрагменного электролизера , причем цементный раствор - в зоне отрицательного электрода до величины редокс-потенциала от - 600 до - 800 мВ, а продавочную жидкость - в зоне положительного электрода до величины редокс-потенциала от -I- 600 до + 800 мВ, и последовательно прокачивают их в скважину в течение времени, меньшего, чем врем электрохимической релаксации цементного раствора .

Продолжительность времени закачки Цементного раствора и продавки его продавочной жидкостью в соответствии с периодом электрохимической релаксации цементного раствора выбирают 10 - 180 мин.

Способ осуществл етс следующим образом . .

Цементный раствор в процессе прокачки его в скважину на поверхности подвергаетс электрообработке в зоне отрицательного электрода диафрагменного электролизера при редокс-потенциале от - 600 до - 800 мВ.

Период прокачки цементного раствора 0 в скважину и продавки его продавочной жидкостью до завершени процесса цементировани выбирают в соответствии с периодом , электрохимической релаксации этого раствора 10-180 мин.

5 .-.

Прокачиваема вслед за цементным

раствором продавочна жидкость подвергаетс на поверхности электрообработке в зоне положительного электрода диафрагменного электролизера при редокс-потенциале от

0 -f 600 до -1-800 мВ.

В качестве диафрагменного электролизера может быть использован любой из известных электролизеров.

Обеспечение разности потенциалов межс ду цементным раствором, породой и обсадной колонной достигаетс следующим образом .

Известно, что порода ствола скважины имеет положительный редокс-потенциал, равный + 200 мВ. Контактирующий с породой тампонажный раствор имеет редокс-потенциал от - 600 до - 800 мВ. Металлическа обсадна колонна к концу цементировани приобретает зар д продавочной жидкости, редокс-потенциал которой составл ет от + 600 до + 800 мВ. Против нее

расположен тампонажный раствор, имеющий редокс-потенциал от-600 до -800 мВ. При величине редокс-потенциала цементного раствора больше - 600 мВ, а продавочной жидкости меньще + 600 мВ разность

потенциалов на контакте порода-цементный раствор, цементный раствор - обсадна колонна недостаточна дл интенсификации протекающих здесь реакций, что приводит лишь к незначительному росту силы сцеплени .

При величине редокс-потенциала цементного раствора меньше - 800 мВ, а продавочной жидкости больше -|- 800 мВ дальнейший прирост интенсификации реакций в контактной зоне незначителен и не оправдываетс возрастающими затратами электроэнергии. Благодар равномерному распределению зар дов по контактирующим поверхност м и возникновению дополнительных процессов взаимодействи наличие глинистой корки на породе и глинистой пленки на обсадной колонне в меньшей степени сказываетс на силе сцеплени , чем при известных способах цементировани .

Пример. Готов т стандартный цементный раствор с в/ц 0,5 согласно требовани м ГОСТ 1581-78, который дел т на две части .

Часть цементного раствора используют в качестве контрольной, часть подвергают электрообработке в отрицательной зоне диафрагменного электролизера до редокс-потенциала - 800 мВ.

Электрообработанную пробу дел т на 2 части, каждую из которых заливают в форму специального приспособлени .

В одной форме электрообработанный цемент контактирует с влажной породой, редокс-потенциал которой составл ет + 200 мВ, в другой - с образцом металла обсадной колонны, редокс-потенциал которого составл ет + 800 мВ. Подачу электрического тока к металлу и влажной породе с целью обеспечени необходимой величины разности потенциалов осуществл ют с помощью стабилизатора посто нного тока П 138.

Контрольную пробу также дел т на две части, каждую из которых заливают в форму . В одной форме цементный раствор контактирует с породой, в другой - с металлическим образцом. В обоих указанных случа х ток к образцам не подают.

Все пробы, залитые в формы специального приспособлени , выдерживают в течение 14 сут. После затвердевани цемента определ ют усилие на отрыв его от породы и металла.

Усилие на отрыв цементного камн образованного электрообработанным раствором , составл ет: от породы 3,10 кгс/см и от металла 4,90 кгс/см. Усилие на отрыв цементного камн , образованного контрольным раствором, составл ет: от породы 1,87 кгс/см2 и от металла 3,09 кгс/см.

0

Таким образом, электрообработка цементного раствора в зоне отрицательного электрода при обеспечении положительного потенциала на породе и обсадной колонне повышает силу сцеплени . Кроме того, опрес дел ют сроки схватывани , растекаемость и прочность камн двухсуточного хранени (по ГОСТ 1581-78) дл электрообработанного при вышеуказанных редокс-потенциалах цементного раствора. Установлено, что электрообработка практически не вли ет на сроки схватывани цементного раствора , повыша в среднем на 14% его растекаемость . Прочность камн на изгиб двухсуточного возраста результате электрообработки в среднем возрастает на 18%.

Изобретение обеспечивает сокращение добавок реагентов, повышающих сцепление цемента с породой и обсадной колонной, на 100%, повышение надежности и времени эксплуатации нефт ных и газовых скважин на 12-15% и повышение качества тампонаж0 ных работ.

Claims

1. СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий обработку цементного раствора и продавочной жидкости, прокачку цементного раствора в обсадную колонну и последующую продавку его продавочной жидкостью в затрубное пространство, отличающийся тем, что, с целью повышения.качества цементирования за счет увеличения силы сцепления цемента с породой стенок скважины и металлом обсадной колонны, обработку цементного раствора и продавочной жидкости последовательно осуществляют в поле электрического тока диафрагменного электролизера, причем цементный раствор — в зоне отрицательного электрода до величины редокспотенциала от - 600 до - 800 мВ, а продавочную жидкость — в зоне положительного электрода до величины редокс-потенциала в пределах от + 600 до + 800 мВ, и последовательно прокачивают их в скважину в течение времени, меньшего, чем вре- с мя электрохимической релаксации цемент- л* ного раствора. If

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, |К что продолжительность времени закачки If цементного раствора и продавки его про- | давочной жидкостью в соответствии с пери- а одом электрохимической релаксации цемент- ~ ного раствора выбирают 10—180 мин.