Способ установки цементных мостов в поглощающих скважинах

Способ установки цементных мостов в поглощающих скважинах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для предотвращения поглощения и повышение точности установки моста. Сущность изобретения: после промывки скважины водой и определения статического уровня жидкости в стволе рассчитывают глубину спуска заливочных труб по формуле; Н НКрм + Ьц + hByp + hB, где НКрм - глубина расположения кровли цементного моста; гщ, hByp, hB - высота столба цементного раствора, вязко-упругого разделителя и воздуха, а затем последовательно закачивают первую порцию цементного раствора, первую порцию вязко-упругого разделителя, воздух или газ, вторую порцию вязко-упругого разделителя, вторую порцию цементного раствора, при этом соотношение между объемом первой и второй порциями цементного раствора и вязко-упругого разделителя пропорционально соотношению площадей сечения затрубного пространства и внутренней полости заливочных труб, а объем воздуха или газа определяют по формуле: VB VCKB -тгэ 8I у 3 Т3 Ро где Ту, Т3 - абсолютное значение температуры на устье и у башмака заливочных труб, Ро, Рз нормальное давление и давление у башмака заливочных труб, VBCKB - объем воздуха или газа в скважинных условиях, VBCKB ho (FTp + F3Tp) p + VByp Oeyp - р + Vu (pn - p)/p - рв: FTp, F3Tp - площадь сечения внутренней полости заливочных труб и затрубного пространства;/, рвур./Эц, рв плотность воды, вязко-упругого разделителя, цементного раствора, воздуха; VByp, VM -t объем вязко-упругого разделителя и цементного раствора.4 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/134, 33/13

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4810083/03 (22) 28.02,90 (46) 23,01.93, Бюл, N - 3 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого и разведочного бурения (72) А,П.Клевцур, А,Г,Козубовский и В,В.Билащук (56) M.Î,Àøðàôüÿí и др. "Современное состояние технологии установки цементных мостов в условиях возникновения осложнений. Обзорная информация. Серия "Техника и технология бурения скважин", М., ВНИИОЭНГ, 1988, В.А.Харьков. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин, М„Недра, 1969, с, 61-63. (54) СПОСОБ УСТАНОВКИ ЦЕМЕНТНЫХ

МОСТОВ В ПОГЛОЩАЮЩИХ СКВАЖИНАХ (57) Использование: для предотвращения поглощения и повышение точности установки моста. Сущность изобретения; после промывки скважины водой и определения статического уровня жидкости в стволе рассчитывают глубину спуска заливочных труб по формуле; Н = Нкрм + hq+ heyp + he, где

Нкру глубина расположения кровли цементного моста; пц, heyp, he высота столба

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при изоляционных тампонажных работах в глубоких скважинах.

Известны способы установки цементных мостов в поглощающих скважинах с помощью разделительного пакера и цементировочной желонки; с предварительным созданием в стволе баритовой пробки с последующей закачкой цементного раствора на искусственную пробку; с предвариÄ,„ À „„1789á62 À1 цементного раствора, вязко-упругого разделителя и воздуха, а затем последовательно закачивают первую порцию цементного раствора, первую порцию вязко-упругого разделителя, воздух или газ, вторую порцию вязко-упругого разделителя, вторую порцию цементного раствора, при этом соотношение между объемом первой и второй порциями цементного раствора и вязко-упругого разделителя пропорционально соотношению площадей сечения затрубного пространства и внутренней полости эаливочных труб, а объем воздуха или газа опреЧ " Т деляют по формуле; Ve

1з Ро где Ту, Т вЂ” абсолютное значение температуры на устье и у башмака заливочных труб, Р0, Pe — нормальное давление и давление у башмака заливочных труб, Ve " — объем воздуха или газа в скважинных условиях, Ve = ho (Ртр + Езтр)P+ Veyp (Oeyp P) + Чц (р„— р)/р — Ор, FT.ð, F3Tp площадь сечения внутренней полости заливочных труб и затрубного пространства;р,,овлур,pq, од плотность воды, вязко-упругого разделителя, цементного раствора, воздуха; Veyp, Чц— объем вязко-упругого разделителя и цементного раствора. 4 ил, тельной ликвидацией поглощений с помощью специальных составов с последующей закачкой цементного раствора по известным технологиям (1).

Известен также способ установки цементных мостов по статическому уровню (2), включающий промывку скважины водой и определение статического уровня, проведение исследований поглощающего пласта с построением графиков зависимости динамического уровня от производительности

1789662 закачки воды в поглощающий пласт ha = f(q) и от времени ha = ®, закачку первой порции цементного раствора при определенной производительности насосного агрегата, остановку процесса нэ время, определяемое по зависимости h д =f(t) при h д, найденному по графику Ьд =f(q) закачку второй порций цементного раствора, закачку продавочной жидкости, при подъеме труб на

150 — 200 м с доливом скважины водой в объеме равном объему труб, извлечейных из жидкости, ожидание твердения цемента, Недостатком способа является необходимость проведения специальных исследований пласта с закачкой в него воды, возможность схватывания цементного раствора во время остановки, отсутствие постоянного контроля за уровнем жидкости в стволе скважины, априорное условие о неприемлемости пластом цементного раствора, что гарантирует точность установки цементного моста в нужном интервале.

Цел ь изобретения — предотвращение поглощения пласта и повышение точности установки разделительного моста.

Ожидаемый от использования изобретения положительный эффект заключается в сокращении времени и затрат на проведение операции, Способ установки цементных мостов в поглощающих скважинах включает спуск зэливочных труб, промывку скважины водой, определение статического уровня, закачку цементного раствора и вязкоупругого разделителя, продавку цементного раствора в интервал установки моста, смыв кровли моста, подъем заливочных труб и ожидание затвердения цемента, причем закачку цементного раствора и вязкоупругого разделителя осуществляют порционно, при этом первоначально закачивают первую порцию цементного раствора и первую порцию вязкоупругого разделителя, а затем вторую порцию вязкоупругого разделителя и вторую порцию цементного раствора, кроме того между первой и второй порциями вязкоупругого разделителя закачивают воздух или газ, соотношение между объемами первой и второй порции цементного раствора и вязкоупругого разделителя выбирают пропорционально соотношению площадей сечения затрубного пространства и внутренней полости заливочных труб, а объем закачиваемого воздуха или газа определяют из соотношения:

55 где V— - объем воздуха в скважинных условиях, ho — статический уровень воды в скважине, Ч ур, Чч — объем вязкоупругого разделителя и цементного раствора, Fxp Рэатр. — соответственно площадь сечения внутренней полости заливочных труб и затрубные пространства; р,polyp,/çö,рц соответственно плотность воды вязкоупругого разделителя, цементного раствора, воздуха или газа.

На фиг. 1 приведено состояние процесса после промывки скважины и определение статического уровня.

На фиг. 2 приведено состояние процесса после завершения закачки всех рабочих агентов.

На фиг. 3 приведено состояние процесса в период ожидания затвердевания цемента.

Способ осуществляют следующим образом. B скважину 1, имеющую поглощающий пласт 3, спускают заливочные трубы 2. Промывают скважину водой и прослеживают за установлением статического уровня, После определения статического уровня при известных значениях интервала установки моста, плотности рабочих агентов (воды, цементного раствора, вязкоупругого разделителя, воздуха или газа) геометрических размерах скважины и заливочных труб (площадь сечения ствола скважины, площадь сечения затрубного пространства, площадь сечения внутренней полости заливочных труб), температуры на устье скважины и у башмака заливочных труб производят расчеты и определяют: — общий объем цементного раствора, — общий обьем вязко-упругого разделителя, — объем воздуха или газа в скважинных условиях, — глубину спуска заливочных труб, — давление у башмака заливочных труб, — объем воздуха или газа в устьевых условиях, — объем первой порции цементного раствора, — объем первой порции вязко-упругого разделителя, — объем второй порции вязко-упругого разделителя — объем второй порции цементного раствора, — объем продавочной жидкости, После выполнения всех расчетов приготавливают на устье необходимый объем воздуха или газа в специальных баллонах или сосуде, Затем допускают заливочные трубы

25 в

Чскв—

P — Ps

1000 — 29

= 0,45 (м ) на расчетную глубину и начинают закачку рабочих агентов. В трубы закачивают: первую порцию цементного раствора, первую порцию вязко-упругого разделителя, подго товленный воздух или газ, вторую порциг вязкоупругого разделителя, вторую порци цементного раствора, продавочную жидкость, После закачки продавочной жидкости заливочные трубы приподнимают до глубины расположения башмака на 2 — 3 м выше кровли устанавливаемого моста и обратным прокачиванием воды производят смыв кровли моста. Затем заливочные трубы поднимают на безопасное расстояние, закрывают устьевые задвижки на трубах и затрубном пространстве и ожидают твердения цементного раствора, Процесс завершают определением прочности и герметичности установленного моста.

Практический пример реализации способа.

В скважине, вскрывшей поглощающий горизонт, необходимо установить цементный мост в интервале 1400 — 1415 м, Скважину промыли водой и определили статический уровень на глубине 20 м (=10 м).

Исходные данные, Плотность используемых составов; — воды, р= 1000 кг/м; з.

20 0,003 + 0,010 х 1000 + О, /в — воздуха, ps = 29 кг/м; з, — вязко-упругого разделителя, Аур

=1150 кг/м; — цементного раствора,рц = 1750 кг/м, з

Площадь сечения: г. — скважины, FcKs = 0,0129 м; — заливочных труб, FTp = 0,003 м; г. — затрубного пространства, F»p

=0,010 м .

10 ТемпеРатУРа на Устье скважины, Ty =

=280 К;

Температура у башмака заливочных труб, Тз = 345 К

Порядок расчетов.

Объем цементного раствора с учетом

К=1,1

Vg = (1415 — 1400) Рскв К, Vq = (1415 — 1400) 0,0129 1,1 = 0,210(м )

Объем вязко-упругого разделителя рассчитывается с учетом минимальной толщины столба в стволе скважины — 10 м.

Vsyp = 10(Ртр + мэтр)

Vsyp = 10(0,003 + 0,010) = 0,130 (M )

Объем воздуха в скважинных условиях

130 1150 — 1000 + 0,210 1750 — 1000

Глубина спуска заливочных труб

Vs+Vs +Vsc"в

Fòð + Fçòð

Н = 1400 + 0,210 + 0,130 + 0,45

0,003 + 0,10

= 1461 (м)

Давление у башмака заливочных труб

Рз =р g(H — hcm) 10

Рз = 1000 х 10(1461 — 20)х 10

= 14,41 (М Па)

Объем воздуха в устьевых условиях

Ve Г Рз

Тз Ро — 0,45 х 280 х 14,41 з

345 х 0,1

Объемы первой и второй порций: а) цементного раствора— и,=v, —, I Рзт

Ртр + Рзтр

1 0010 з

0,210 0003+0010 =0,160(м), Чц = 0,210 — 0,160 = 0 050 (м ); б) вязко-упругого распределителя— з ч.„, =ч.,„ р зтр

l 0010 з

Vsyp = 0,130 0 003 + 0 010

Vsyp = 0,130 — 0,100 = 0,030 (M )

35 Объем продавочной жидкости (воды)

Vnp Ртр Нкр.м, Vsp = 0,003 х 1400 = 4,2 (м ).

Перед началом процесса установки моста подготавливают необходимый объем

40 сжатого воздуха в специальном сосуде. В данном случае в качестве специального сосуда использована обсадная труба (диаметр

219 м, толщина стенки 9 мм, длина 12 м) с внутренним объемом Vc = 0,38 м, оборудоз

45 ванная с обеих сторон заглушками и обвязанная с компрессором, промывочным агрегатом и нагнетательной линией.

Необходимая величина давления воздуха в специальном сосуде

50, Рн=

Vc

P„= 0 3 х 0,1 = 13,84 (МПа) .

52,6 !

После промывки скважины водой, определения статического уровня жидкости в стволе, выполнения всех расчетов и подготовки необходимого объема сжатого возду1789662 ха в специальном сосуде допустили заливочные трубы на глубину 1461 м и начали процесс закачки рабочих жидкостей. Обвязка технологического оборудования со скважиной выполнена согласно приведенной на 5 фиг. 4 схемы.

При открытых задвижках 1, 2, 3 и закрытых 4, 5 в скважину закачали первую порцию цементного раствора — 0,16 м и первую пооцию вязко-упругого разделите- 10 ля — 0,10 м, После этого закрыли задвижку

3 и открыли задвижки 4 и 5 . Затем закачали в скважину вторую порцию вязко-упругого разделителя — 0,03 м и втооую порцию цез ментного раствора — 0,05 м и далее 4,2 м 15 з продавочной жидкости — технической воды. между объемами первой и второй порций цементного раствора и вязкоупругого разделителя выбирают пропорционально соотношению площадей сечения затрубного пространства и внутренней полости заливочных труб, а объем закачиваемого воздуха

25 или газа Определяют из соотношения

vp-pB

30 где V — объем воздуха в скважинных условиях;

h< — статический уровень воды в скважине;

Vpyp, Чц — объем вязкоупругого раздели35 теля и цементного раствора; тр, Рэатр соответственно площадь сечения внутренней полости заливочных труб и затрубное пространство;

p, pByp, pq, p8 соответственно плот40 ность воды, вязкоупругого разделителя, цементного раствора, воздуха или газа.

50

Формула изобретения

Способ установки цементных мостов в поглощающих скважинах, включающий спуск заливочных труб, промывку скважины водой, определение статического уровня, закачку цементного раствора и вязко-упругого разделителя, продавку цементного раствора в интервал установки моста, смыв кровли моста, подъем заливочных труб и ожидание затвердения цемента, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью предотвращения поглощения пласта и повышения точности установки разделительного моста, в скважину закачку цементного раствора и вязкоуп ругого разделителя осуществляют порционно, при этом первоначально закачивают первую порцию цементного раствора и первую порцию вязкоупругого разделителя, а затем вторую порцию вязкоупругого разделителя и вторую порцию цементного раствора, причем между первой и второй порциями вязкоупругого разделителя закачивают воздух или газ, соотношение

После закачки рабочих составов заливочные трубы приподняли с установкой башмака на глубине 1398 м и обратным прокачиванием воды провели смыв кровли цементного моста, объем прокачиваемой воды при смыве кровли не менее 4,2 м, Заливочные трубы приподняли с установкой башмака на глубине 1350 м, задвижки 1 и 2 закрыли, После твердения цементного раствора допуском заливочных труб кровля моста определена на глубине 3402 м. Прочность моста проверена частичной разгрузкой веса заливочных труб, герметичность-опрессовкой давлением 12 МПа, 17896б2 (иг. иг,2

Сиг,з

Составитель А. Клевцур

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Ревская

Редактор Е. Козлова

Заказ 334 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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