SU1134700A1 - Способ цементировани скважин - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий закачку в обсадную колонну насосами буферной жидкости и тампонажного раствора, продавливание последних в кольцевое пространство между обсадной колонной и скважиной со средней скоростью восход щего потока и одновременное расхаживание колонны вдоль оси скважины, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества цементировани  скважин за счет исключени  фильтрации газа через столб твердеющего тампонажного растЮЕсоюаал  «ч ПАТЕНТНО- 1 ТЕХЯИЧЕМАЙ SIMiOTBKA. вора, предварительно определ ют потенциальную длину пути фильтрации газа через столб твердеющего тампонажного раствора, а длину хода расхаживани  обсадной колонны выбирают, а затем .выдерживают в процессе цементировани  в зависимости от потенциальной длины пути фильтрации газа и соотнощени  скорости восход щего потока и скорости хода вниз обсадной колонны при расхаживании согласно следующему соотнощению; Нр „ +КР где Кр коэффициент расхаживани , учитывающий вытеснение из скважины жидкости при ходе обсадной колонны вниз и увлечение жидкости внешней поверхностью труб; Нр -длина хода расхаживани  обсадной колонны, м; Рф-длина пути фильтрации газа через проницаемый тампонажный камень, м; Vo - скорость восход щего потока, м/с; VH - скорость хода вниз обсадной колонны , м/с. оо

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности , а точнее к нефтегазодобывающей , и может быть использовано при креплении буровых скважин обсадными колоннами .

Известен способ цементировани  скважин , включающий закачивание тампонажного раствора насосами в спущенную скважину обсадную колонну и продавливание его в кольцевое пространство между колонной и стенками скважины через нижний конец колонны 1.

Недостаток известного способа заключаетс  в низком качестве цементировани .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ цементировани  скважин, включающий закачку в обсадную колонну буферной жидкости и тампонажного раствора , продавливание последних в кольцевое пространство между обсадной колонной и скважиной со средней скоростью восход щего потока и одновременное расхаживание колонны вдоль оси скважины 2.

Недостатком способов цементировани  скважин  вл етс  недостаточно высока  изолирующа  способность продавленного в кольцевое пространство скважины столба тампонажного раствора и образующегос  из него камн . Этот недостаток вызван тем, что в процессе расхаживани  обсадной колонны при ходе ее вверх скорость восход щего потока тампонажного раствора в кольцевом пространстве скважины снижаетс , поток движетс  в ламинарном или переходном режиме , полнота вытеснени  бурового раствора уменьшаетс , однородность тампонажного раствора ухудшаетс , а проницаемость его увеличиваетс .

Цель изобретени  - повышение качества цементировани  скважин за счет исключени  фильтрации газа через столб твердеющего тампонажного раствора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу цементировани  скважин, включающему закачку в обсадную колонну насосами буферной жидкости и тампонажного раствора, продавливание последних в кольцевое пространство между обсадной колонной и скважиной со средней скоростью восход щего потока и одновременное расхаживание колонны вдоль оси скважины , предварительно определ ют потенциальную длину пути фильтрации газа через столб твердеющего тампонажного раствора, а длину хода расхаживани  обсадной колонны выбирают, а затем выдерживают в процессе цементировани  в зависимости от потенциальной длины пути фильтрации газа и соотношени  скорости восход щего потока и скорости хода вниз обсадной колонны при расхаживании согласно следующему соотнощению: « .,

где Кр-коэффициент расхаживани , учитывающий вытеснение из скважины жидкости при ходе обсадной колонны вниз и увлечение жидкости внешней поверхностью труб;

Нр-длина хода расхаживани  обсадной колонны, м;

- длина пути фильтрации газа через проницаемый тампонажный камень, м;

0 - скорость восход щего потока, м/с;

VH - скорость хода вниз обсадной колонны , м/с.

Цементирование скважин осуществл ют , следующим образом.

На внешней поверхности обсадных труб предварительно монтируют заколонную оснастку: скребки, центраторы, турбулизаторы , и др. Привинчивают снизу к первой трубе бащмак, устанавливают над ней обратный клапан, собирают на резьбе или сварке в колонну и спускают последнюю на проектную глубину. Промывают скважину буровым раствором, прокачива  его сверху

5 через колонну насосами. Затем последовательно закачивают в колонну буферную жидкость и тампонажный раствор, раздел   последний с двух сторон цементировочными разделительными пробками, и продавливают столб жидкостей через колонну в кольцевое

0 пространство скважины продавочной жидкостью , в качестве которой обычно используют буровой раствор. При этом поддерживают скорость восход щего потока в кольцевом пространстве.

Перед выходом буферной жидкости из колонны в кольцевое пространство приступают к расхаживанию. обсадной колонны, выдержива  скорости хода UB и вниз UH , выбранные из услови  недопущени  осложнений .

Рабочую длину хода расхаживани  колонны Нр выбирают и поддерживают в зависимости от параметров согласно соотношению .

По мере подъема столба тампонажного раствора за колонной скорость хода вниз

5 UH .В процессе расхаживани  колонны уменьшают , чтобы не допустить гидроразрыва пластов, расположенных в пределах высоты подъема. Одновременно корректируют и длину хода Нр согласно условию. Допускаетс  не измен ть рабочую длину хода расхаживани .

После вытеснени  в кольцевое пространство 80-90% объема тампонажного раствора расхаживание колонны прекращают. Цементирование заканчиваетс  остановкой

5 насосов, когда весь тампонажный раствор выдавлен из колонны в кольцевое пространство , при этом верхн   разделительна  пробка садитс  на упорное кольцо и резкое повышение давлени  в системе служит сигналом об окончании процесса цементировани .

Пример. Обсадна  колонны диаметром Дт 168 мм спущена в скважину диаметром Дс 216 мм на глубину 3000 м. Плотности бурового и тампонажного растворов соответственно 1500 и 1800 кг/м.

На глубинах (м) пластовые давлени  в скважину составл ют , МПа: 300 - 2900 м - 2,0; 2850 - 2750 м - 31,5; 2750 - 2600 м - 2600 - 2500 м - 33,5.

В интервале глубин 2850 - 2750 м находитс  пласт, склонный к г ухроразрыву и поглощению жидкости.

В интервале глубин 2900 - 2850 м м-аксимально возможный перепад пластовых давлений 9,5 МПа.

Газопроницаемость цементного камн , оцененна  в лабораторных услови х на образце длиной о6 3 см при перепаде давлени  ДР2 1,5 МПа (15 кгс/см)., характеризуетс  скоростью фильтрацииУ. 3 см/сВрем  максимальной интенсификации процесса контракции цементного камн  составл ет TK 36 ч.

В зкость воздуха р..и газа можно прин ть одинаковыми. При.перепаде давлений PI- 9,5 МПа получаем 30,5 м. С учетом кавернозности ствола скважины коэффициент .составл ет 1,5.

Цементирование спущенной колонны по предлагаемому способу производитс  следующим образом.

Закачивание в обсадную колонну буферной жидкости и тампонажного раствора производ т на обычных режимах работы, соответствующих геолого-техническим услови м в скважине. Расхаживание обсадной колонны при этом допускаетс , но не  вл етс  об зательным.

С целью недопущени  гидроразрыва пластов (при различной высоте подъема цементного раствора за колонной) назначают и выдерживают определенные параметры режима продавки и расхаживани  при дальнейщем проведении процесса.

В таблице приведены поинтервальные данные по цементированию скважин дл  предлагаемого способа и прототипа.

Коэффициент расхаживани  Кр во всех случа х равен 1,5. Нпр.,р .т- длина хода расхаживани , назначаема  согласно прототипу; Нр .- допустима  минимальна  длина хода расхаживани , назначаема  по предлагаемому способу и обеспечивающа  качественное разобшение пластов при цементировании .

Оценива  значение Нр,.. следует иметь в виду, что качественный результат цементировани  обеспечиваетс  при условии Нр.Нр., когда в затрубном пространстве высота столба чистого цементного раствора, не смешавщегос  с буровым, превыщает по величине длину возможного пути фильтрации газа 1р, Это условие об зательно, так как при ходе вверх расхаживаемой колонны качество вытеснени  и замещени бурового раствора тампонажным в значительной мере ухудщаетс  и изол ционные свойства

образующегос  в это врем  столба тампонажного раствора (а позже и камн ) не обеспечивают разобщение пластов, что  вл етс  причиной возникновени  межпластовых перетоков флюидов.

Анализ табличных данных по цементированию наиболее ответственных интервалов , прилегающих к продуктивной зоне, показывает, что при цементировании скважины с применением традиционного способа расхаживани  при длине хода Нпр..р.(по прототипу) два из рассмотренных интервала будут зацементированы некачественно. Применение предлагаемого способа во всех случа х обеспечит получение положительного результата.

Высока  техника-экономическа  эффективность предлагаемого способа цементировани  скважин обеспечиваетс  тем, что дл 

.1134700j

9О

его применени  не требуетс  дополнитель-странстве скважины исключает необходиных затрат, а повышение изол ционной спо-мость остановки эксплуатирующейс  сквасобности тамлонажного раствора и обра-жины дл  проведени  повторного цементизующегос  из него камн  в кольцевом про-ровани .

Claims (1)

1. СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий закачку в обсадную колонну насосами буферной жидкости и тампонажного раствора, продавливание последних в кольцевое пространство между обсадной колонной и скважиной со средней скоростью восходящего потока и одновременное расхаживание колонны вдоль оси скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения качества цементирования скважин за счет исключения фильтрации газа через столб твердеющего тампонажного раст вора, предварительно определяют потенциальную длину пути фильтрации газа через столб твердеющего тампонажного раствора, а длину хода расхаживания обсадной колонны выбирают, а затем .выдерживают в процессе цементирования в зависимости от потенциальной длины пути фильтрации газа и соотношения скорости восходящего потока и скорости хода вниз обсадной колонны при расхаживании согласно следующему соотношению:

   Нр?>

   где Кр~коэффициент расхаживания, учитывающий вытеснение из скважины жидкости при ходе обсадной колонны вниз и увлечение жидкости внешней поверхностью труб;

   Нр — длина хода расхаживания обсадной колонны, м;

   — длина пути фильтрации газа через проницаемый тампонажный камень, м;

   Vo — скорость восходящего потока, м/с; Vh — скорость хода вниз обсадной колонны, м/с.