Способ цементирования скважин

Способ цементирования скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 04. 03. 81 (2! ) 3282589/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.11.82. Бюллетень 1е 43

Дата опубликования описания 23. 11.82 (52)М. Кл.

Е 21 В 33/14

Ркударстеснный квинтет

СССР нв делам изобретений н вткрытнХ (53) УДК 622.245. .42(088.8) У. Д. Иамаджанов, Т. P. Хасанов, В. С. Екшибаров и Л. А. Абрамович (72) Авторы изобретения

Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЕНЕНТИРОВАНЦЯ СКВАИИ

6 (сГ60 rEy

Изобретение относится к цементироР ванию скважин.

Известен способ цементирования скважин, включающий закачку в скважину неодновременно схватывающегося тампонажного раствора t lj.

При этом быстросхватывающаяся смесь, располагающаяся в нижней части скважины, твердеет при действии гидростатического давления вышерасположенного столба тампонажного раствора, находящегося в жидком состоянии.

Недостатком этого способа является трудность регулирования времени загустевания тампонажных растворов, 15 имеющих различные сроки схватывания.

Наиболее близким к предлагаемому является способ цементирования скважин, включащий закачку в скважину тампонажного раствора, продавку его

B заколонное пространство и передачу на тампонажный раствор избыточного давления t 2).

Недостатком известного способа является то, что воздействие постоянным избыточным давлением практически не оказывает влияния на сокращение сроков схватывания тампонажных растворов и повышение прочностных характеристик цементного камня.

Целью изобретения является повышение качества цементирования скважин за счет развития процессов активации вяжущего компонента в составе тампонажного раствора, что и оказывает влияние на сокращение сроков охватывания растворов и повышение прочности цементного камня.

Поставленная цель достигается тем, что передачу избыточного давления на тампонажный раствор начинают до завершения в нем процессов загустевания и седиментации, после чего давление сбрасывают с интенсивностью 5-20 кгс/ см /с.

Причем операцию по повышению и сбрасыванию давления повторяют.

976031 где P

При этом воздействие импульсами избыточного давления осуществляют с устья скважины через эатрубное пространство или через внутриколонное пространство на уровне кровли продуктив- S ного пласта.

Сущность способов заключается в том, что при приготовлении тампонажного раствора молекулы воды затворения, гидратируя зерна вяжущего, проникают в имеющиеся микротрещины. Резкое снижение избыточного давления, создава емое на тампонажный раствор, вызывает соответствующее расширение молекул воды в микротрещинах, в результате чего зерна цемента испытывают дополнительные напряжения, приводящие к расширению имеющихся микротрещин и образованию новых.

Вследствие этого происходит увеличение удельной поверхности зерен вяжущего и, как следствие, ускорение процессов их гидратации, приводящее, в свою очередь, к сокращению сроков формирования тампонажного камня и по- И вышению его прочностных характеристик.

Эффективность способа возрастает с увеличением интенсивности воздействия избыточным давлением, которое ог- 30 раничивается техническими возможностями, применяющегося оборудования.

При интенсивности свыше,20 кгс/см /с возможно разрушение устья. Оптимальное количество циклов воздействия З находится в пределах 5-15 циклов.

Воздействие импульсами избыточного давления менее 5 раз оказывает незначительное влияние на сокращение сроков формирования цементного камня щ и повышение его прочностных свойств.

Увеличение количества циклов выше 15, также незначительно повышает эффективность воздействия (табл. 1).

Способ передачи импульсов избыточного давления выбирается в зависимости от высоты подъема тампонажного раствора и глубины залегания продуктивного пласта. Установлено, что, при подъеме тампонажного раствора до

1500 м от кровли пласта, воздействие импульсами избыточного давления целесообразно производить с устья скважины через затрубное пространство, при высоте подъема раствора и выше, 1500 м воздействие целесообразно осуществлять через внутриколонное пространство на уровне кровли продуктивного пласта(табл. 2).

Способ осуществляют следующим образом.

В скважину спускают эксплуатационную колонну. Закачивают и продавливают в затрубное пространство тампонажный раствор. Затем, если высота подьема цементного раствора не превышает

1500 м, герметизирует устье скважины и в затрубном пространстве создают избыточное давление не превышающее давление гидроразрыва пласта. После чего снижают избыточное давление в затрубном пространстве с интенсивностью не менее 5 кгс/см /с. Циклы повторяют в количестве 5-15 раз. После чего скважину оставляют на период ожидания затвердения цемента (ОЗЦ).

При высоте подъема цементного раствора свыше 1500 и, после закачки и продавки тампонажного раствора, сообщают внутриколонное и межколонное пространство на уровне кровли продуктивного пласта, герметизируют устье скважины и во внутриколонном пространстве создают избыточное давление. По величине менее давления гидроразрыва пласта.

Затем снижают давление в колонне с интенсивностью не менее 5 кгс/см /c

Цикл повторяют 5-15 раз. После чего скважину оставляют на ОЗЦ.

Конкретный пример реализации способа.

В скважину на глубину 3100 м спускают эксплуатационную колонну диаметром 168 мм; интервал подъема цемента3100 м - 2000 и. Пластовое давление400 кгс/см . Интервал залегания кровли пласта - 2900 м. Плотность цементного раствора „ Р— 1,60-1,62 г/см

Плотность бурового раствора j

1,40 г/см .

Затем в скважину закачивают и продавливают тампонажный раствор в заколонное пространство, герметизируют устье скважины и в затрубном пространстве создают избыточное давление

117 кгс/см в соответствии с расчетом

Р =P — 01, Н 1 + гр,, Зц

НБР jð,), — давление гидроразрыва в кровле пласта, кгс/см "; — высота подъема цементногс., раствора от кровли продуктивного горизонта, н:

97603!

Гр где Н

3 — удельный вес цементного и,Р раствора, г/см ;

Н вЂ” высота столба бурового раствора в затрубном пространстве скважины, м;

j — плотность бурового раство г ра, г/см .

Давление гидроразрыва пласта на стенках, которого имеется фильтрационная корка, определяют из зависи10 мости

1,08 Н

2.

+ 0,66 Р { кгс/см )

ФЛ p 15 — глубина определения давления гидроразрыва, и; — пластовое давление; кгс/см

0 66 P - 0,1

4 (н > -н ) )-ц+

1,08.2900 чр цр БР БР

+ 0,66. 400-0,1 (2000. 1,65+1,40 х1000) 313 + 264 + -{330+140)

117 кгс/см .

Затем избыточное давление снижают до атмосферного с интенсивностью не менее 5 кгс/см9с цикл повторили 10 раз. После чего скважину оставили на .ОЗЦ.

Экономическая эффективность от, внедрения предлагаемого способа заключается в улучшении качества цементирования скважины на 25-301, в снижении брака при цементировании на 25-.303 и в уменьшении времени ожидания эатвердевания цемента на 35-403.

По-предварительному расчету, годовой экономический эффект от использования способа составит 285 тыс. руб.

976031

О

>> Ф

L m к х

m э s x х

С>

1 м о а о x v

Z Z N

3 Э О о

2 ((( (о ч

Ю

1 (> о кЯ S(l

m a л t- u

О .

Î >S О

О Э(z ч х о

m o

m к

О S

I Э (((Ф о

О с к ох э

1 LA

1

I >Х

1 I S

Э

I П((О о (I C1 Х>

1 C C

I О

1 K S

I m lL

o s

О Э

» ч

- (.{

1 и

1 ! CL u

1

Ю

Ю м

Ю

Ю м

Ю

Ю

Г \

1 (>

О

1 !—

I

Ю (л

1

I Z

О

1 ! !

1Ф>

< u

1 L

I м Г 1

Г(Г4

Г >

Г"(I (>(1 1 .й S ° K (У I- C Z

I оusЮZЕ аоcLS х с

IQ 1

=Ф . 1

1 K

X (Е

I Q а

CCI

Щ ((0

1 (П

1 Z

I S

I X

I C;

1 Э

I CCI (1

1 1

1 Ш

v х

1 Э! 1х

1

m 1

Э 7 ( а

Э OO

У 1

I

1 !

I

1 (I

1

1

1

I

1

1 (1

1

1

I (I

I .1

1

I

1

t

1

1

1

1 !

1

I

1

1

I

1

Ю О м Г1

LA

LA

LA

Z

3Е ((l о (—

1

I

CCI

1 (1 Щ

I а

1 (D

1 II Э (1

1 >Х

Z !

1 (((Z о

1 C

Е

1 (D ((—

t

I

1 — -(1

I (1

1

I

1 (I

1

I

1

1

I

I (Z

Э

Э x л

О о

Z Х (U:

Е

s c з- ч

976031

l0 м.

СО

LA м

CD

S

CQ

1Э а с а

Э

1Z

LA О

CV

C)

Ю

Ю !

Ч сО

LA О !

Ч

CD

Ю

Ю

СЧ

CD ъО

1Ч

Ю

Ю

С) !

r е а

Э

Iх

Л

Е 1

X <О U

)S о х )s

z o

О х

X Х о

m C о е х ) с

Э ам

P 1)) со

О CII

С О !О

Z е I e

1- r а оэо иЕФ

З Ф Im =! и

CD

Ю

Ю, СЧ

С) ъО !

CD CD

М

I О

LA ъО !

OO

I О

СЧ

S 1 з !

О IG Э ае C

Ф S Ф а е э Ф ч с О

v o

lO Л 1 о со и >,r о с

СЕО () S IK

S х е x.

Y ? и о

S 2

С D Z иех о ее с х >,о с !

О С

, и )х с хо

1 — C)! Z О

М\ О

СЧ

С) ! О

CV е

К

X % е

Ф х (.Э

1

1 !

1 е

:1 I

X

1 с

lO

1 !

О

1 —

1

1

1 !

1

1

1

1

I !

I

1

1

1 !

1

1

1

1

1

Z

2 х

CQ ч о с

X х е

Ф о а

1х

Ф

Э е

II!

Iи (U

У

Щ х

Y

Э

=г о" ъ

1Щ

lo с

>)

Ф

Э

1

1

1

I

1

1

1 !

1

1

1

Е I а

Э

Е 1 о

1-

Z 1

CIJ I

CI! 1

1 о

О 1 х

Q I з

S I

I- 1 и

>) 1

1 !

О 1 !

1

1

I !

I !

Э

S о

Э 1

Э Э о э

z o

I- Cl о о — х

% е

10 С е

U Ф

Ф а

7 Э

fO IY Z

1о

Э 1

X О

:Т Z

X a 3. е

Е Z

Е о о а v! и I

М ! х I

Е

IU IL

Y и

О О х. о х

Z Cl 1

% Э 1 !

О !О 1 о — оc>, C Е 1

S Э е Е 3

l- 2i IO I х о к

S Э 1

r c

Э Q 1 с с

C C1! э а

=т с и о

I

1

1

1 !

I

1

1

1

1

I

I

1

l-! и

Ф о

Э а

CL C

Э

Э о

Z л 1О

l- ) и а

О 1е

O ETJ

Ф

1- Э

v х е о а

О

lx v а о

I- а

>) C

Ф

Ф

-m О

Ф а z э о

D. С

X с е о х а

Y о

Ф Э Е

I- Z 1иаи хсе е ас асс

Составитель Е. Молчанова

Техред H.Òåïåð Корректор H,Êîðîëü

Редактор А. Шандор

Заказ 8959/55

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

11 97603

Формула изобретения

1. Способ цементирования скважин, включающий закачку в скважину тампонажного раствора, продавку его в заколонное пространство и передачу на тампонажный раствор избыточного давления, отличающийся тем, что, с целью повышения качества цементирования скважин за счет развития IO процессов активации вяжущего компо,нента в составе тампонажного раствора, передачу избыточного давления на тампонажный раствор начинают до завершения в нем процессов загустевания и ts

1 12 седиментации, после чего давление сбрасыввют с интенсивностью 5—

20 кгс/см /с.

Ф.

2. Способпоп. 1, от ли ча ю шийся тем, что операцию по повышению и сбрасыванию давления пов" торяют.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Булатов А.И., Технология цементирования нефтяных и газовых скважин.

N., "Недра", 1973, с. 32-33.

2. Авторское свидетельство СССР

М 721521, кл. Е 21 Я 33/14, 1977 (прототип).