Способ контроля и регулирования процесса закачки цементного раствора при обратном цементировании скважин

 

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям нефтегазовых скважин. Цель - повышение достоверности и снижение трудоемкости способа. Способ основан на регистрации параметров бурового и цементного растворов в процессе закачки в скважину и определении конца закачки по изменению одного из регистрируемых параметров. При осуществлении способа производят одновременную регистрацию плотности растворов и затрубном пространстве и внутри обсадной колонны. Сопоставляют регистрируемые значения плотности нисходящего по затрубному пространству и восходящему внутри обсадной колонны растворов. О конце закачки судят по максимальной величине плотности раствора в затрубном пространстве и значению плотности бурового раствора внутри обсадной колонны. Она соответствует плотности бурового раствора, вытесняемого из затрубья. В случае перекачки цементного раствора последней продавливают обратно в затрубное пространство. Для этого повышают гидравлическое давление в колонне. 2 ил.

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям нефтегазовых скважин и предназначено для контроля цементирования скважин. Целью изобретения является повышение достоверности и снижение трудоемкости способа. На фиг.1 изображен нижний интервал контролируемой скважины; на фиг.2 - диаграммы регистрируемой плотности растворов. Способ основан на регистрации параметров бурового и цементного растворов в процессе закачки в скважину и определении конца закачки по изменению одного из регистрируемых параметров. При осуществлении способа производят одновременную регистрацию значений плотности растворов в затрубном пространстве и внутри обсадной колонны. Сопоставляют регистрируемые значения плотности нисходящего по затрубному пространству и восходящему внутри обсадной колонны растворов. О конце закачки судят по максимальной величине плотности раствора в затрубном пространстве, соответствующей плотности закачиваемого цементного раствора, и значение плотности раствора внутри обсадной колонны, соответствующей плотности бурового раствора, вытесняемого из затрубного пространства. При этом в случае перекачки цементного раствора производят продавливание последнего из колонны обратно в затрубное пространство путем повышения гидравлического давления в колонне на устье скважины. Размещение скважинных приборов при контроле цементирования показано на фиг.1. Измерительное устройство перед закачкой цементного раствора опускают на кабеле 1 в осадную колонну 2 и устанавливают над ее башмаком 3 ниже продуктивного пласта 4. Измерительное устройство выполнено в виде двух приборов типа СГДТ-3 и ГГП-П, первый прибор 5 позволяет регистрировать плотность раствора, нисходящего по затрубному пространству 6, а второй прибор 7 - плотность раствора 8, восходящего внутри обсадной колонны 2. В каждом приборе расположены соответственно источники 9 и 10 гамма-излучения и детекторы 11 и 12 гамма-излучения. В процессе закачки приборами 5 и 7 регистрируют одновременно в координате времени значения плотности растворов соответственно в затрубном пространстве (см. фиг.2, диаграмма А) и внутри обсадной колонны (фиг.2, диаграмма Б). Цементный раствор 13 в процессе закачки при движении вниз по затрубному пространству вытесняет буровой раствор 8, который из затрубного пространства через башмак 3 заходит внутрь обсадной колонны 2 и, поднимаясь по колонне, выходит на поверхность через специальное отверстие в заливочной головке. Пока цементный раствор, двигаясь вниз по затрубному пространству, не достигнет местоположения измерительной установки, оба прибора (СГДТ-3 и ГГП-П) регистрируют одинаковые значения плотности, соответствующие плотности вытесняемого из затрубного пространства бурового раствора (в данном случае, как следует из фиг.2, они составляют около 1,18 г/см³). Как только цементный раствор доходит до глубины местоположения измерительной установки, прибор СГДТ-3 регистрирует резкое повышение значения плотности, причем это повышение, как следует из фиг.2 (диаграмма А), наблюдают в течение примерно 20-30 с, затем значение плотности стабилизируется на уровне 1,85 г/см³, которое соответствует плотности закачиваемого цементного раствора. При этом второй прибор (ГГП-П) продолжает регистрировать (диаграмма Б) значение плотности, соответствующее плотности бурового раствора (примерно 1,2 г/см³). Конец операции закачки цементного раствора ("Стоп") был выбран примерно через 30 с после начала повышения значения плотности раствора, нисходящего по затрубному пространству, и пример через 10-15 с после достижения максимальных значений плотности и ее стабилизации, т.е. в интервале времени, когда регистрируемое значение плотности раствора, нисходящего по затрубному пространству, достигает максимальной величины, соответствующей плотности закачиваемого цементного раствора, а значение плотности раствора, восходящего внутри обсадной колонны, еще соответствует плотности бурового раствора, вытесняемого из затрубного пространства. При этом с высокой достоверностью можно считать, что затрубное пространство до башмака колонны заполнено качественным цементным раствором, цементный раствор не поднялся внутри обсадной колонны на значительную высоту, т.е. отсутствует крайне нежелательный переподъем цементного раствора внутри колонны. Использование изобретения позволяет значительно повысить достоверность контроля и регулирования входа цементного раствора в обсадную колонну при обратном цементировании. Кроме того, контроль и регулирование осуществляют не по одному значению, которое может быть определено весьма условно и субъективно, а благодаря тому, что измеряют одновременно значения плотности растворов раздельно в обсадной колонне и затрубном пространстве. При реализации способа не требуется проведения дополнительных работ, связанных с использованием радиоактивных изотопов, требующих применения специальной аппаратуры и оборудования, а также дополнительного обслуживания персонала и дополнительных затрат времени.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЗАКАЧКИ ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА ПРИ ОБРАТНОМ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ СКВАЖИН, основанный на регистрации параметров бурового и цементного растворов в процессе закачки и определения конца закачки по изменению одного из регистрируемых параметров, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и снижения трудоемкости способа, производят одновременную регистрацию значений плотности растворов в затрубном пространстве и внутри обсадной колонны, сопоставляют регистрируемые значения плотности нисходящего по затрубному пространству и восходящего внутри обсадной колонны растворов, о конце закачки судят по максимальной величине плотности раствора в затрубном пространстве, соответствующей плотности закачиваемого цементного раствора, и значению плотности раствора внутри обсадной колонны, соответствующей плотности бурового раствора, вытесняемого из затрубного пространства, при этом в случае перекачки цементного раствора производят продавливание последнего из колонны обратно в затрубное пространство повышением гидравлического давления в колонне на устье скважины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---