Способ цементирования потайной обсадной колонны

 

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для цементирования скважин, характеризующихся наличием нефтегазоводоносных rmaciOB аномально-высокими давлениями и небольшим интервалом между коэффициентом аномальности давления и индексом поглощения пласта. Цель изобретения - повышение качества и обеспечение контроля процесса цементирования. Для этого обсадную потайную колонну (ПК) спускают на бурильной трубе в скважину . Кольцевое пространство между ПК и стенками скважины герметизируют. Затем закачивают порции буферной жидкости (БЖ) и цементного раствора (ЦР) с обратной циркуляцией, причем БЖ закачивают в объеме, равном внутреннему объему ПК. Плотность БЖ равна плотности воды затворения ЦР. Затем осуществляют продавку БЖ и ЦР промывочной жидкостью По окончании продавки устье скважины сразу закрывают . В кольцевом пространстве устья фиксируют максимальное давление, создаваемое за счет разности давлений столбов жидкостей в кдльцевом и трубном пространствах. В процессе затвердевания Цр это давление поддерживают постоянным периодическими закачками в бурильную колонну и/или непосредственно в кольцевое пространство скважины. Способ предотвращает образование флюидопроводящих каналов путем создания благоприятных условий для твердения цемента, поддерживая постоянную гидростатику в затрубном пространстве ПК. Этим повышается качество обратного цементирования ПК. 1 ил. о S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИ4ЛИСТИ БЛ ЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (19) (И) Ai (51)5 Е 21 В 33/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД4РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4653083/03 (22) 22,02.89 (46) 30.01.91. Бюл. Р 4 (71) Уфимский нефтяной институт (12) H.A. Петров и Л.И. Левинсон (53) 622. 245.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1373793, кл. E 21 В 33/13, 1986.

Патент Великобритании

М 1063977, кл. Е 1 F, опублик. 1967, (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ПОТАЙНОЙ

ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ (57) Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для цементирования скважин, характеризуюцихся наличием нефтегазонодоносных плас ов аномально-высокими давлениями и небольшим интервалом между коэффициентом аномальности давления и индексом поглощения пласта. Цель изобретения повышение качества и обеспечение контроля процесса цементирования. Для этого обсадную потайную колонну (ПК) спускают на бурильной трубе в скважину. Кольцевое пространство между

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к спосооам цементирования скважин, характеризующихся наличием нсфтегазоводоносных пласгов с аномально-высокими давлениями и небольшим,интервалом между коэффициентом аномальности давления и ин— дексом поглощения пласта.

Цель изобретения — повышение качества и обеспечение контроля процесса цементирования.

ПК и стенками скважины герметизируют.

Затем закачивают порции буферной жидкости (БЖ) и цементного раствора (ЦР) с обратной циркуляцией, причем

БЖ закачивают в объеме, равном внутренчему объему ПК. Плотность БЖ равна плотности воды затворения ЦР.

Затем осуществляют продавку БЖ и ЦР промывочной жидкостью. По окончании продавки устье скважины сразу закрывают. В кольцевом пространстве устья фиксируют максимальное давление, создаваемое за счет разности давлений столбов жидкостей в кпльцевом и трубном пространствах. В процессе затвердевания ЦР это давление поддерживают постоянным периодическими закачками в бурильную колонну и/или непосредственно в кольцевое пространство скважины. Способ предотвращает образование флюидопроводящих каналов путем создания благоприятных условий для твердения цемента, поддерживая постоянную гидростатику в эатрубном пространстве ПК. Этим повышается качество ооратного цементирования ПК.

1 ил.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

На схеме изображена потайная обсадная колонна 1 с башмаком 2, спускае ) мая на бурильной колонне 3 посредством подвески 4 с цементировочными 5 и циркуляционными 6 каналами, а также гер- метизатором 7 и цементировочная пробка 8, останавливаемая заглушкой 9 подвески 4. Кольцевое пространство между бурильной 3 и предыдущей обсад1624126 ной 10 колоннами загерметизировано превентором 11. Процесс цементирования контролируется манометрами 12 и 13, фиксирующими устьевое давление н кольцевом пространстве под превентором (P 1) и н бурильной колонне (Р>> ) соответственно. Манометр 13 установлен на цементировочной головке 14. Внутри и в затрубном пространстве бурильной колонны 3 находится промывочная жидкость 15. В затрубном пространстве потайной обсадной колонны находится цементный раствор 16, а внутри — буферная жидкость 17.

Способ осуществляют следующим образом, В скважину спускают на бурильных трубах 3 потайную обсадную колонну 1, герметизируют кольцевое пространство между верхом последней и предыдущей обсадной колонной 10 а также закрывают превентор 11 и открывают кран, смонтированный на штуцерной батарее отвода превентора 11, Производят профилактическую промывку, после чего н обсадную колонну 1 закачивают буферную жидкость 17 в объеме, равном внутреннему объему потайной обсадной копонны 1 с отклонениями, не превышающими нормативный объем цементного стакана, причем плотность буферной жидкости 17 равна (+20 кг/

/м ) плотности воды затворения цеме«тного раствора. Затем закачивают порцию цементного раствора 16, равную объему заколонного пространства потайной обсадной колонны 1 и участка в колонне — стакана. Далее бросают цементироночную пробку 8 и, осуществляют продавку буровой промывочной жидкостью 15. При этом продавку буферной жщкости 17 и цементного раствора 16 осуществляют путем обратной циркуляции через цементировочные каналы 5 подвески 4 в затрубное пространство потайной обсадной колонны 1 и через отверстия в башмаке

2 внутрь последней, откуда вытесняемая промывочная жидкость 15 через циркуляционные каналы 6 н подвеске

4 направляется в кольцевое пространство за бурильной колонной 3 и далее в циркуляционную систему буровой. При заходе цементироночной пробки 8 и подвеску 4 фиксируют "Стоп". Цементироночные насосы останавливают. Краны на цементироночной головке 14 и отноде пренентора 11 сразу закрывают.

Поскольку гидравлическую связь кольцевого пространства устья по циркуляционным каналам 6 с внутренним пространством потайной обсадной колонны 1, а также через каналы н башмаке 2 с затрубным пространством последней сохраняют, на устье манометром (Py<) 12 фиксируют давление. Величина этого давления равна разности давлений столбов жидкостей цементного раствора 16 начальной плотности в затрубном пространстве потайной обсадной колонны 1 и суммы столба буферной жидкости 17 и цементного стакана внутри потайной колонны 1. Так как при вытеснении промывочной жид20 кости 15 и смыве глинистой корки буферной жидкос гью 17 неизбежно смешивание последних и повышение плотности передовой части буферной жидкости, принимает плотность прифронтовой части буферной жидкости 17 равной плотности промывочной жидкости 15, а объем смещения равным объему цементного стакана.

При загустевании цементного раство ра 16 происходит падение гидростати- ческого давления, что фиксируется падением давления в кольцевом пространстве устья Р,. Поэтому, чтобы компенсировать протинодавление на нефтегазоводоносные пласты, периоди35 ческими закачками в бурильную колонну

3 и (или) кольцевой пространство скважины восстанавливают первоначальное давление в кольцевом пространстве

40 устья. Таким образом, на протяжении всего процесса затнердевания цементного раствора 16 поддерживают первоначальное давление в кольцевом пространстве, а следовательно, компенси45 руют непосредственное падение давления столба цементного раствора 16 на забой.

По окончании седиментации цементного раствора 16 величина давления, 50 создаваемая последним, снижается до гидростатического давления воды затворения, а поскольку буферная жидкость 17 имеет плотность, равную плотности воды затворения> величина компенсационного давления Р равна давлению в кольцевом пространстве

P . Величина компенсационного дав5-! ,ления в кольцевом пространстве Р ф также может быть равна давлению йа

1624126 устье бурильной кОлонны Р . Этот момент является реперным: Облегчает проведение и построение графиков

IlpoMbIcJIoBbIx экспериментов и позволяет контролиронать стадии затвердевания цементного раствора (седиментация, контракция).

Падение давления, создаваемое столбом промывочной жидкости 15, в данном способе не учитывается. Промывочная жидкость 15 находится в колонне и межколонном пространстве и поэтому процессы фильтрации, ускоряющие зависание раствора на стенках, в данном случае не влияют. Кроме того, плотность промывочной жидкости 15 выбирается с запасом. Наиболее опасным для образования флюидопроводящих каналов является момент, когда падение давления столба цементного раствора 16 произОшло до гидростатического давления воды затворения ° Продолжительность периода падения от начапьного давления столба цементного раствора 16 до гидростатического давления воды затворения невелика. Скорость седиментации в,промывочной жидкости значительно меньше, чем в цементных растворах, поэтому чаще всего падение давления столба промывочной жидкости в это время происходит на величину, не превышающую запаг.

Дальнвйшийг процесс падения напряжения, создаваемого промывочной жидкостью, компенсируется ростом порогового сопротивленИя поступлению пластовых флюидов структурированным цементным раствором.

По окончании периода ожидания затвердевания цемента давление в бурильной колонне 3 и кольцевом пространстве устья скважины сбрасыФ вают. Далее открывают превентор 11, отворачивают цементировочную головку 14 и отсоединяют бурильную колонну 3 от потайной обсадной колонны

1, после чего бурильную Колонну пог1нимают на поверхность.

ЗкономичеcI,III эффек1ивность от применения ппедллгаемого спосс ба достигается эа счет пгедотвращенггя образования фл оидопроводяших кана5 лов путем создания благоприятных условий пля тверденин цемента, поддерживая постоянную гидроста тику в злтрубном пространстве потайной обсадной колонны, тем самым повышается качество обратного цементирования последней. Следовательно, обеспечивается экономия времени и средств за счет сокращения количества проводимых повторных цементировлний и ремонтно-изоляционных работ в целом при строительстве и эксплуатации скважины. д)формула изобретения

Способ цементировлния потайной обсадной колонны, включающий спуск ее на бурильной колонне, герметизацию кольцевого пространства между потайной колонной и стенками скважины, закачку порций буферной жидкости и цементного раствора обратной циркуляцией с последующей продавкой промывоч30 ной жидкостью, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества и обеспечения контроля процесса цементирования, буферную жидкость закачивают в объеме, равном внутреннему объему потайной обсадной колон35 ны, причем плотность буферной жидкости равна плотности воды эатьорения цементного раствора, а по окончании продавки устье сразу закрывают, и максимальное давление, создаваемое

40 за счет разности давлений столбов жидкостей в кольцевом и трубном пространствах, которое фиксируют в кольцевом пространстве устья, в процессе затвердевания цементного раствора поддерживают постоянным периодическими закачками в бурильную колонну и/или непосредственно в кольцевое пространство скважины.

1624126 I

Составитель В.Никулин

Редактор А.Лежнина Техред Л. Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Заказ 174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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