SU1454952A1 - Способ цементировани обсадных колонн - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению скважин и м.б. использовано при цементировании обсадных колонн. Цель - повышение герметичности заколонного пространства за счет уменьшени  усадки и трещинообразовани  цементного камн . При, цементировании обсадных колонн закачку цементного раствора чередуют с закачками жидкости затво- рени  цементного раствора и в зкоуп- ругого разделител . Жидкость затво- рени  принимают в объеме 7,5-15% от ; объема соответствующих порций цементного раствора,В качестве жидкости за- творенк  принимают раствор щелочи. Контакт цементного камн  с водой обеспечит расширение (набухание) гел  цементного камн  и предотвратит его усадку 30 врем  всего периода твердени  при дефиците жидкости. В зко- упругий разделитель предотвратит седиментацию частиц цемента в жидкости, а щелочь предотвратит коррозию обсадных колонн. 1 з.п. ф-лы. S

Description

1

Изобретение относитс  к бурению скважин, в частности к цементированию обсадных колонн.

Цель изобретени , - повышение герметичности заколонного пространства 5 за счет уменьшени  усадки и трещинообразовани  цементного камн , а также сш1жение коррозии обсадных колонн.

Способ осуществл ют следующим образом .10

При цементировании обсадных колонн закачку цементного раствора чередуют с закачками жидкости затворени  цементного раствора и в зкоупругого разделител . При этом закачку жидкое- 5 ти затворени  принимают в объеме 7,515% от объема соответствующих порций цементного раствора.

Кроме того, в качестве жидкости затворени  принимают раствор щелочи, В результате в заколонном пространстве образуетс  несколько перемещающихс  по сов цементного раствора, воды затворени  (водного раствора щелочи) и в зкоупругого разделител , счита  от башмака обсадной колонны. .

Известно, что традиционные минеральные в жущие вещества цемента, примен емые при креплении скважин,  вл ютс  усадочными материалами, т.е. их объем уменьшаетс  при твердении без доступа воды извне. Даже расшиО1 4

сд

Is3

314

р ющиес  в жущие при твердении без дополнительного поступлени  воды  вл ютс  усадочными, хот  и в несколько меньшей степени. Таким образом, отсутствие дополнительного доступа воды к твердеющей системе создает неблагопри тные услови  дл  твердени  цементного раство ра, в результате чего в затрубном пространстве скважин создаютс  предпосылки дл  в озник- новени  трещин в самом цементном камне и нарушени  герметичности за- трубного пространства. Указанные  влени  наиболее сильно про вл ютс  в цементном растворе, твердек цем в межколонном пространстве или против плотных, .непроницаемых пород.

Сувиюсть метода сводитс  к созданию условий подвода к твердеющей сие теме жидкости затворени  в течение всего периода твердени . Вода по мере расходовани  ее на реакции гвдра- тации будет подводитьс  внутрь цеменного камн  через сеть пор и капилл ров . Контакт цементного камн  с водой обеспечит расширение (набухание ) гел  цементного камн  и предотвратит его усадку при твердении в отсутствии воды. На гидратацию цемента расходуетс  вода в количестве 25% от его веса. При В/Ц 0,5 суммарный объем капилл рных пор тампо- нажного раствора составл ет 61%. На полную гидратацию цемента израсходуетс  половина первоначально вз той воды, т.е. 30%.по объему от объема первоначально вз того тампонажного раствора. Остальна  часть воды в количестве 30% по объему от объема первоначально вз того тампонажного раствора заполнит поры цементного камн . При переходе воды из свободного в химически св занное состо ние происходит переупаковка молекул воды с высвобождением части объема, занимаемого свободной водой. Эта дол  составл ет около 25% от объема воды, вступившей в химическую реакцию . Эта дол  дефекта объема от суммарного объема раствора составит (0,3-0.25 0,075) 7,5%. Таким образом , объем жидкости, .закачиваемой перед раствором,должен составл ть не менее 7,5% от объема этого раствора .

В зкоупругий разделитель предотвращает седиментацию частиц цемента в объем воды.

0

25

952

20 В качестве резервной воды затворени  можно использовать водный раст- «ор щелочи, например извести, пассивирующий обсадные и эксплуатационные колонны и предотвращающий коррозию.

П р и м в р. В качестве модели используют стекл нную трубу длиной 300 см, диаметром 5 см, нижн   часть трубы имеет отвод, соединенньй с газовым баллоном, наполненным азотом. В модель скважины поочередно заливают цементный раствор, водный раствор 15 щелочи, в зкоупругий разделитель, затем снова цементный раствор, водный раствор щелочи, в зкоупругий разделитель и цементный раствор. Объемы залитых растворов таковы, что они занимают по высоте трубы цементный раствор 75 см, водный раствор щелочи 10 см и в зкоупругий разделитель 5 см. Контрольную трубу заполн ют цементным раствором полностью.

Цементный раствор имеет параметры: р - 1850 растекаемость 22 см; начало схватывани  3 ч 40 мин; конец схватывани  6 ч 10 мин.

Через 48 ч ОЗЦ снизу трубы через отвод создают давление газом с увеличением на 0,01 мПа через 30 мин и определ ют давление, при котором происходит прорыв газа на поверхность

цемента.

В контрольной трубе прорьш газа произошел при давлении 0,08 мПа. В модели скважины, залитой предлагаемым способом, при давлении 0,5 мПа газопрорыва не было, и опыт был прекращен , так как возникла опасность разрыва стекл нной трубы.

Полученные результаты объ сн ютс  тем, что в трубе, зацементированной по традиционной технологии, за счет 45 усадочных деформаций цементного камн  образовалс  микрозазор, и давление газопрорыва оказалось низким. В трубе, залитой по предложенному способу, тампонажный камень при твер-. дении подсасывает воду, за счет чего исключена его усадка.

30

35

40

изо

бретени 

1. Способ цементировани  обсадных колонн путем закачки цементного раствора , отличающийс  тем, что, с целью повышени  герметичности заколонного пространства за счет

5 U5A9526

уменьшени  усадки и трещинообразова-соответствующих порций цементного

ни  цементного камн , эакачку цемент-раствора,

ного раствора чередуют с закачками2. Способ по п. 1, отличаюжидкости затворенил цементного раст-g щ и и с   тем, что, с целью снижевора и в зкоупругого разделител ,ни  коррозии обсадных колонн, в капричем закачку жидкости затворени  естве жидкости затворени  принимают

принимают в объеме 7,5-15% от объема раствор щелочи.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ цементирования обсадных колонн путем закачки цементного раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения герметичности заколонного пространства за счет

   5 1454952 уменьшения усадки и трещинообразова- соответствующих порций цементного ния цементного камня, закачку цементного раствора чередуют с закачками жидкости затворения цементного раствора и вязкоупругого разделителя, причем закачку жидкости затворения принимают в объеме 7,5-15% от объема раствора.
2. 2. Способ поп. 1, отличаюθ щ и й с я тем, что, с целью снижения коррозии обсадных колонн, в качестве жидкости затворения принимают раствор щелочи.