Способ цементирования обсадных колонн в скважинах

Способ цементирования обсадных колонн в скважинах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: при цементировании скважин сжелобными выработками. Способ обеспечивает повышение эффективности цементирования обсадных колонн в скважинах с желобными выработками за счет увеличения полноты заполнения желобных выработок тампонажным раствором. Сущность изобретения: способ предусматривает закачку буферной жидкости и тампонажного раствора в обсадную колонну . После закачки осуществляют продавку этих растворов в заколонное пространство . Во время продавки буферной жидкости и головной порции тампонажного раствора через интервал желобных выработок обсадную колонну разгружают на забой. Разгрузку осуществляют на долю веса (A Q). Эту долю веса определяют из выражения: AQ (U - Нж/U) QK, где и - длина обсадной колонны, м; Нж - глубина верхней границы желобной выработки от устья, м; QK - вес колонны на крюке, т. При продавке буферной жидкости и тампонажного раствора осуществляют осевое перемещение обсадной колонны. После разгрузки осуществляют натяжение обсадной колонны до ее исходного веса. Затем продавливают остальную порцию тампонажного раствора. Операции по разгрузке обсадной колонны и ее натяжению повторяют. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В ЗЗ/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К,ПАТЕНТУ (21) 4904416/03 (22) 22.01;91 (46) 15.11.92. Бюл. N. 42 (71) Туркменский научно-исследовательский и проектный филиал Всесоюзного научно-исследовательского института природных газов (72) Г.Г.Панченко и А.Т.Чолыков (73) Г.Г.Панченко и А.Т.Чолыков (56) Логвиненко С,В„Техника и технология цементирования скважин, М.: Недра, 1978, с,42 — 45.

Ашрафьян M.o., Технология разобщения пластов в осложненных условиях. М.;

Недра, 1989, с.31-36.

Войтенко В,С, Управление горным давлением. M. Недра, 1985, с,177. (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ ОБСАДНЫХ КОЛОНН В СКВАЖИНАХ (57) Использование: при цементировании скважин с желобными выработками. Способ обеспечивает повышение эффективности цементирования обсадных колонн в скважинах с желобными выработками за счет увеличения полноты заполнения желобных

Предлагаемый способ относится к сооружению скважин и может быть использован при цементировании обсадных колонн.

Известен способ цементирования обсадных колонн в скважинах, включающий закачку буферной жидкости, тампонажного раствора и их продавку в заколонное пространство.

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает циркуляции, а следовательно, и замещения бурового раствора цементным в застойных зонах, образующихся в узких зазорах

„„5U 1776295 А3 выработок тампонажным раствором. Сущность изобретения: способ предусматривает закачку буферной жидкости и тампонажного раствора в обсадную колонну. После закачки осуществляют продавку этих растворов в заколонное пространство. Во время продавки буферной жидкости и головной порции тампонажного раствора через интервал желобных выработок обсадную колонну разгружают на забой.

Разгрузку осуществляют на долю веса (h, Q). Эту долю веса определяют из выра>кения: ЬQ> f(L» — Н »/L»)j О», где Ь вЂ” длина обсадной колонны, м; Н, — глубина верхней границы желобной выработки от устья, м; Q»- вес колонны на крюке, т. При продавке буферной жидкости и тампонажного раствора осуществляют осевое перемещение обсадной колонны. После разгрузки осуществляют натяжение обсадной колонны до ее исходного веса. Затем продавливают остальную порцию тампонажного раствора, Операции по разгрузке обсадной колонны и ее натяжению повторяют. 1 з.п, ф-лы, 3 ил, по месту прилегания обсадной колонны к стенкам скважины.

Известен также способ цементирования, включающий дополнительно осевое перемещение (расхаживание) обсадной колонны и ее вращение для повышения эффективности вытеснения бурового раствора цементным из застойных зон.

Недостатком данного способа, принятого эа прототип, является то, что при обсадке скважин колоннами, диаметр которых превышает диаметр бурильного инструмента, и при наличии в стволе скважины обра1776295

gg + LK — Hx< (к

55 зованных бурильным инструментом желобных выработок, расхаживание и вращение обсадной колонны не обеспечивают вытеснения буферного раствора из желобных выработок, прикрытых телом обсадной колонны, Незацементированные вэтом случае желобные выработки образуют протяженные вдоль оси скважины заполненные буровым раствором полости, снижающие качество разобщения пластов. Наличие незаполненных цементом полостей в глинах с аномально — высоким давлением и особенно в "текучих" солях может послужить причиной деформации снятия обсадной колонны после ее цементирования.

Целью заявляемого способа является повышение эффективности цементирования обсадных колонн в скважинах с желобными выработками, Поставленная цель достигается тем, что на время прохождения буферной жидкости и головной порции тампонажного раствора через интервал желобных выработок обсадную колонну разгружают однократно или циклически на забой на долю веса (Л Q), которую определяют из выражения: где 1 к — длина обсадной колонны, м:

Н вЂ” глубина верхней границы желобной выработки от устья, м;

Ох — eec колонны на крюке, т.

Затем осуществляют натяжение обсадной колонны до ее исходного веса и продавливают остальную порцию тампонажного раствора.

На фиг.1 изображен искривленный участок ствола скважины 1 с бурильным инструментом 2, замком которого образована желобная выработка 3 в стенке скважины.

Из поперечного разреза по А-А видно, что диаметр желобной выработки близок к диаметру замка и существенно меньше номинального диаметра ствола.

На фиг,2 изображен тот же участок ствола 1 и желобная выработка 3 после спуска в этом интервале обсадной колонны 4, диаметр которой больше диаметра замка бурильного инструмента. Из разреза по А — А и проведенного ниже параллелограмма сил для колонны, растянутой собственным весом, видно, что силы растяжения прижимают тело трубы до упора к кромке желоба 3 и перекрывают таким образом доступ в желобную выработку циркуляционному потоку, буферной жидкости и цементному раствору.

На фиг,3 показано положение, которое занимает обсадная колонна 4 в том же участке ствола 1 в случае, когда силы растяжения заменены нагрузками сжатия от установки колонны на забой. Из разреза по

А — А и параллелограмма сил видно. что в этом случае возникает поперечная составляющая сил сжатия, выталкивающая колонну из желоба и прижимающая тело колонны

4 к стенке, противоположной желобу. Чередование осевых нагрузок растяжения и сжатия колонны ведет к чередованию положений обсадных труб относительно сечения скважины, изображенных на фиг.2 и

3; поперечное перемещение обсадной колонны в период прохождения через такой участок буферной жидкости и тампонажно-. го раствора обеспечивает полное замещение бурового раствора цементным, т.к. условия для формирования и сохранения застойных зон в этом случае отсутствуют.

Пример. Ствол скважины А пробурен до глубины 3200 м долотом ф 245.3 мм, бурильным инструментом с замками диаметром 178 мм. В интервале залегания отложений каменной соли 2800 — 3150 м имеются желобные выработки глубиной до 300 мм, в т.ч. приуроченные к неустойчивым, текучим участкам соли, представляющим опасность в отношении смятия обсадной колонны, Опасность прихвата {потери подвижности) обсадной колонны до завершения процесса цементирования отсутствует. В скважину спущена 245 мм обсадная колонна. Долю веса обсадной колонны, на которую ее надо разгрузить на забой, чтобы переместить нейтральное сечение выше желобных выработок, определяется из выражения: где L< — длина колонны (глубина забоя), м;

Нж — глубина верхней границы желобной выработки от устья, м;

Ок — вес колонны на крюке, т.

В рассмотренном примере ЛО >

3200 — 2800 1

3200 8 О ., Согласно расчетам по общепринятым методикам, в скважину закачивают последовательно 3,5 м буферной жидкости (рассола), 75 м тамз понажного раствора и продавку в объеме

42,5м, необходимом для размещения буз ферной жидкости у башмака 245 мм колонны на глубине 3200 м, Затем обсадную колонну подают на забой и разгружают бо1776295

1 лее чем на — ее собственного веса по по8

1 каэаниям приборов, например, на — веса, и поддерживают в сжатом состоянии до прохождения головной порции цементного раствора выше верхней желобной выработки (2800 м). Для перемещения головной порции цемента в интервале желобных выработок закачивают необходимую порцию продавки (в данном примере — 15 м ), затем осуществляют натяжение обсадной колонны до ее исходного веса и закачивают в трубы оставшейся объем продавочной жидкости (63,5 м ) до получения сигнала

"Стоп".

Ствол в скважине В, интервалы крепле.ния и обсадная колонна аналогичны таковым в скважине А, однако в скважине В существует опасность прихвата обсадной колонны при оставлении ее беэ движения более чем на 10 минут. В этом случае в период прохождения буферной жидкости и головной порции цемента через желобные выработки в интервале 3150-2800 м по заколонному пространству колонну разгружают на забой более чем на 1/8 ее веса на крюке, но через каждые 3 — 5 мин срывают с забоя, расхаживают и разгружают повторно.

Положительный эффект от использования заявленного способа заключается в полном разобщении пластов и защите обсадной колонны от смятия неустойчивыми породами в скважинах с жел06Hыми выработками.

Формула изобретения

1. Способ цементирования обсадных

5 колонн в скважинах. включающий закачку буферной жидкости и тампонажного раствора в обсадную колонну и продавку их в эаколонное пространство с одновременным осевым перемещением обсадной колонны, 10 отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности цементирова- . ния обсадных колонн в скважинах с желобными выработками за счет увеличения полноты заполнения желобных выработок

15 тампонажным раствором, во время продавки буферной жидкости и головной порции тампонажного раствора через интервал желобных выработок обсадную колонну разгружают на забой на долю веса Л О, которую

20 определяют из выражения

25 где к — длина обсадной колонны, м;

Нж — глубина верхней границы желобной выработки от устья, м;

0» — вес колонны на крюке, т, затем осуществляют натяжение обсадной

30 колонны до ее исходного веса и продавливают остальную порцию тампонажного раствора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что операции по разгрузке обсадной

35 колонны и ее натяжению повторяют.

1776295

Составитель А.Чолыков

Техред ММоргентап Корректор М.Шароши

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4048 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5