SU1744241A1 - Способ установки цеметного моста в скважине - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области сооружени  скважин, а именно установке в них цементных мостов. Цель - повышение качества моста за счет исключени  разбавлени  его пластовыми флюидами и буровым раствором . Установку моста производ т следующим образом. После закачки в заливочные трубы, спущенные к нижней границе моста, в зкоупругого разделител  итампонажного раствора, производ т продавку составов жидкостью с разделительной пробкой. В момент начала выхода разделител  из заливочных труб в ствол скважины заливочные трубы приподнимают на несколько метров так, чтобы часть объема разделител  (около половины) зан ла положение в скважине ниже конца заливочных труб. Затем подъем труб прекращают, вследствие чего втора  часть объема разделител  продавливаетс  тампонажным раствором в кольцевое пространство . Таким образом, тампонажный раствор отдел ют от бурового раствора, заполн ющего скважину. При посадке прода- вочной пробки в гнездо устройства, когда выдавлена перва  порци  тампонажного раствора, происходит рост давлени  до разрушени  калиброванной мембраны. В этот момент прекращаетс  подача продавочной жидкости, заливочные трубы со второй порцией тампонажного раствора с равномерной скоростью поднимаютс  к верхней границе цементного моста. При этом эта втора  порци  истекает из труб и замещает их объем в зоне моста. Вторую порцию тампонажного раствора, равную объему материала заливочных труб в интервале моста, размещают в последних в зоне, определ е (Л мой по формуле Da h, м, где I - рассто ние от нижнего конца заливочных труб до границы тампонажного раствора и продавочной жидкости в этих трубках; D - наруж- ный диаметр заливочных труб; d - внутренний диаметр заливочных труб; h - высота моста; К - коэффициент запаса. 2 ил. 1 & hO N

Description

Изобретение относитс  к строительству скважин на нефть и газ и может быть применено при установке цементных мостов в скважине.

Установку разделительных цементных мостов (искусственных забоев) в скважине

обычно производ т через спущенные в скважину заливочные трубы. Через эти трубы закачивают требуемый объем тампонажного раствора, который вытесн етс  из труб продавочной жидкостью. Трубы приподнимают на высоту верхней границы цементного моста и скважину промывают дл  удалени  излишков тампонажного раствора.

При таком способе установки моста происходит разбавление тампонажного раствора продавочной жидкостью и буро- вым раствором, наход щимс  в скважине. Прочность моста значительно снижаетс , особенно на границах контакта, что вызывает нередко необходимость повторной установки моста.

С целью устранени  этих недостатков предложен р д способов и устройств дл  установки цементных мостов. Все они отличаютс  от описанного способа тем, что там- понажный раствор в заливочных трубах движетс  между двум  разделительными пробками. После вытеснени  тампонажного раствора из труб последние приподнимают на высоту срезки моста, но продавочна  жидкость при этом из труб не вытекает, так как нижнее отверстие в трубах перекрыто продавочной разделительной пробкой или специальной втулкой.

Устройства с разделительными пробками имеют следующие недостатки. При подъ- еме заливочных труб на высоту срезки моста происходит поршневание со снижением гидростатического давлени  под трубами , в результате чего в ствол скважины поступает буровой раствор, его фильтрат и пластовые флюиды из каверн и проницаемых пород - происходит разбавление тампонажного раствора.

Подъем труб происходит с сифоном, т.е. изливом из труб продавочной жидкости над ротором буровой установки (нижние отверсти  в трубах перекрыты до начала срезки моста).

Эти устройства сравнительно сложны по конструкции, в практике их применени  имеют место отказы (до 20-25%).

Наиболее близким  вл етс  способ контролируемой установки цементных мостов, согласно которому на уровне нижней отметки цементного моста ствол скважины пере- крывают устройством дл  контролируемой установки цементного моста, затем прокачивают рассчетную часть объема тампонажного раствора и продавливают дополнительную промежуточную раздели- тельную пробку, а оставшийс  объем тампонажного раствора прокачивают вслед за этой пробкой. После получени  сигнала Стоп при прохождении дополнительной разделительной пробки через калиброван- ное отверстие устройства поднимают заливочные трубы с заданной скоростью до верхней отметки установки цементного моста с одновременной продавкой оставшегос  тампонажного раствора. Весь объем

тампонажного раствора отделен от бурового раствора и продавочной жидкости нижней и верхней продавочными пробками и разделен на две определ емые расчетом части промежуточной разделительной пробкой .

Этот способ имеет следующие недостатки .

Равномерна  продавка второй порции тампонажного раствора с одновременным подъемом заливочных труб возможна только до первого разъединени  колонны труб, т.е. на длину одной трубы или свечи. После этого происходит выравнивание уровней тампонажного раствора в заливочных трубах и Б кольцевом пространстве - способ переходит в обычно примен емый со всеми отрицательными последстви ми.

Формула дл  расчета объема частей тампонажного раствора, раздел емых промежуточной пробкой, имеет предел применени , определ емый длиной первой отсоедин емой трубы (свечи), а не высотой мосга.

Устройство дл  осуществлени  способа имеет сложную конструкцию, не гарантирующую безотказность работы.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества моста за счет исключени  разбавлени  его пластовыми флюидами и буровым раствором.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе контролируемой установки цементного моста, включающем спуск заливочных труб к нижней границе цементного моста, закачивание через них в зону моста первой порции тампонажного раствора, размещение второй порции этого раствора в трубах и излив последней при равномерном подъеме труб из зоны моста, причем тампонажный раствор отделен от внутри- скважинной и продавочной жидкости, перед первой порцией тампонажного раствора закачивают в зкоупругий разделитель , который в процессе закачки дел т на две части, а тампонажный раствор закачивают между ними; вторую порцию тампонажного раствора, равную объему материала заливочных труб в интервале моста, размещают в последних в зоне, определ емой по формуле

К

D

h, м

О)

где I - рассто ние от нижнего конца заливочных труб до границы темпонажного раствора и продавочной жидкости в этих трубах;

D - наружный диаметр заливочных труб;

d - внутренний диаметр заливочных труб;

h - высота моста;

К - коэффициент запаса.

На фиг.1 показана схема установки це- ментного моста; на фиг.2 - устройство дл  контрол  за процессом.

Установку моста производ т следующим образом.

После закачки в заливочные трубы 4, спущенные к нижней границе моста, в зко- упругого разделител  6 и тампонажного раствора 7 производ т продавку составов жидкостью 1 с разделительной пробкой 2. В момент начала выхода разделител  6 из за- ливочных труб в ствол скважины (по объемам закачки или по повышению давлени  при прохождении разделител  через калиброванное отверстие в нижней трубе - не показано) заливочные трубы приподнимают на несколько метров так, чтобы часть объема разделител  (около половины) зан ла положение в скважине, показанное на фиг.1, т.е. ниже конца заливочных труб. Затем подъем труб прекращают, вследствие чего втора  часть объема разделител  6 продавливаетс  тампонажным раствором 7 в кольцевое пространство. Таким образом тампонажный раствор отдел ют от бурового раствора 5, заполн ющего скважину.

При посадке продавочной пробки 2 в гнездо устройства (фиг.2) происходит рост давлени  до разрушени  калиброванной мембраны 3. В этот момент прекращаетс  подача продавочной жидкости, заливочные трубы с равномерной скоростью поднимаютс  к верхней границе цементного моста. При этом уровень тампонажного раствора в заливочных трубах снижаетс  до уровн  раствора в кольцевом пространстве.

Незначительна  разность гидростатических давлений в трубах и кольцевом пространстве от разных уровней тампонажного раствора компенсируетс  структурно-меха- ническими свойствами в зкоупругого разделител .

Устройство дл  контрол  процесса устанавливаетс  на рассто нии I от низа заливочных труб. При этом объем тампонажного раствора в трубах равен (с некоторым запасом ) объему материала (металла) заливочных труб в зоне установки моста.

Пример. Необходимо установить цементный мост с помощью заливочных труб диаметром 127 мм, внутренним диаметром 101,6 мм. Высота моста 50 м.

По формуле (1) наход т место установки посадочного гнезда: I 86 м, т.е. посадочное гнездо на 36 м выше верхней границы цементного моста.

Применение предлагаемого способа по сравнению с известными обладает следующими преимуществами: повышаетс  качество цементного моста за счет исключени  разбавлени  тампонажного раствора пластовыми флюидами и буровым раствором; снижаетс  расход материалов (цемента, материалов дл  изготовлени  сложных устройств ).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ установки цементного моста в скважине, включающий спуск заливочных труб к нижней границе моста, закачивание через них в зону моста первой порции тампонажного раствора, размещение второй порции этого раствора в трубке и излив последней при равномерном подъеме труб из зоны моста, причем тампонажный раствор отделен от внутрискважинной и продавочной жидкости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества моста за счет исключени  разбавлени  его пластовыми флюидами и буровым раствором, перед первой порцией тампонажного раствора закачивают в зкоупругий разделитель, который в процессе закачки дел т на две порции, а тампонажный раствор закачивают между ними, вторую порцию тампонажного раствора , равную объему материала заливочных труб в интервале места, размещают в последних в зоне, определ емой по формуле

   К

   Da

   h, м,

   где I - рассто ние от нижнего конца заливочных труб до границы тампонажного раствора и продавочной жидкости в этих трубах, м;

   D - наружный диаметр заливочных труб, м;

   d - внутренний диаметр заливочных труб, м;

   h - высота моста;

   К - коэффициент запаса.

   /

   3

   VKXNXV