Способ цементирования скважин

 

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к нефтегазодобывающей, и используется при цементировании обсадных колонн. Цель - обеспечение герметичности заколонного пространства и предотвращение гидроразрыва пластов путем формирования зоны уплотнения тампонажного раствора в интервале проницаемых пластов при создании противодавления на изолируемый пласт. Сущность способа заключается в том, что после спуска обсадной колонны в скважину заколонное пространство заполняют тампонажным раствором и воздействуют на него ступенчато повышаемым избыточным давлением в начальный период ОЗЦ. Определяют величину избыточного давления в начальный момент фильтрации жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт и оптимальную величину избыточного давления для каждой ступени, причем величину начального избыточного давления для каждой ступени берут равной величине давления в начальный момент фильтрации жидкости затворения из тампонажного раствора в проницаемый пласт на данной ступени, а переход на следующую ступень производят после прекращения отфильтровывания жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт под избыточным давлением предыдущей ступени.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 33/13, 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01КРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4689668/03 (22) 11.05.89 (46) 15.08.91. Бюл.¹30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым г астворам (2) С.С.Гусев, А.В.Черненко, В.Х-M.Äóëàåâ и В,В.Åãîðîâ (53) 622.245.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1432197, кл. Е 21 В 33/14, 1985, Авторское свидетельство СССР

N1373793,,кл. Е 21 В 33/13, 1984. (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной промышленности, точнее к нефтегазодобывающей, и используется при цементировании обсадных колонн. Цель изобретения — обеспечение герметичности заколонного пространства и предотвращение гидроразрыва пластов путем формирования эоны уплотнения тампонажного раствора в интервале проницаемых пластов при создании протиИзобретение относится к промышленности, точнее к нефтегазодобывающей, и используется при цементировании обсадных колонн.

Цель изобретения — обеспечение герметичности заколонного пространства и преДотвращение гидроразрыва пластов путем формирования зоны уплотнения тампонажного раствора в интервале проницаемых пластов при создании противодавления на изолируемый пласт.

„„5lJ 1670096 А1 водавления на изолируемый пласт. Сущность способа заключается в том, что после спуска обсадной колонны в скважину заколонное пространство заполняют тампонажным раствором и воздействуют на него ступенчато повышай у, избыточным давлением в начальный пйриодОЗЦ. Определяют величину избыточного давления в начальный момент фильтрации жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт и оптимальную величину избыточного давления для каждой ступени, причем величину начального избыточного давления для каждой ступени берут равной величине давления в начальный момент фильтрации жидкости затворения из тампонажного раствора в проницаемый пласт на данной ступени, а переход на следующую ступень производят после прекращения отфильтровывания жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт под избыточным давлением предыдущей ступени.

Сущность способа заключается в том, что после спуска обсадной колонны в скважину заколонное пространство заполняют тампонажным раствором и воздействуют на него ступенчато повышаемым давлением в начальный период ОЗЦ. Предварительно определяют величину избыточного давления в начальный момент фильтрации жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт и оптимальную величину избыточного давления для каждой ступени, причем .величину начального

1670096

15 ны

35

55 и г)).) говно)о давления для каждой ступени

))) ру) рввной величине давления в началь)««, момент фильтрации жидкости затворена тампонаж ного раствора в

))роницаемый пласт на данной ступени, а переход ))а следующую ступень производят посл) )) г)екращения отфильтровывания

)) )))) )o) л затворения тдмпонажного рас) вог)а B проницаемый пласт под избыточным д;)вле)):.)ел предыдущей ступени.

Спосо)) осуществляют следующим обг)а )оы

В промысловых условиях производится ц()1ент))рование скважины. После продавпения тампонажного раствора в заколонное простра IcTBo и получения сигнала "Стоп" превентор промывается буровым раствором OT ocTBTKDB тампонажного раствора и закрывается. К коренным задвижкам превентора или линии ПВО подключается цементировочный агрегат, в мерник которого набирается 1,5 — 2,0 м бурового раствора. з

Загем открывают кран на цементировочной головке Насосом агрегата плавно поднимают давление в эаколонном пространстве на

0,5 — 1,0 атм, после чего насос выключают и осуществляют наблюдение за показаниями манометра. При отсутствии снижения давления в заколонном пространстве(фиксируется по показаниям манометра) насосом повышают давление на следующие 0,5 — 1,0 атм, и так порциями повышают давление до тех пор, пока на манометре на зафиксируется снижение давления. Это свидетельствует о том, что тампонажный раствор под действием перепада давления обеэвоживается в проницаемый пласт, его структура уплотняется в интервале обезвоживания и уровень тампонажного раствора в скважине снижается. Фиксируется величина давления, при котором наблюдается отфильтровывание жидкости затворения из тампонажного раствора, после чего по мере снижения давления восстанавливают давление до исходной величины и так до тех пор, пока давление полностью не стабилизируется, что свидетельствует о прекращении отфильтровывания жидкости затворения в пласт и формировании экранирующей перемычки, выдерживающей действующий на нее перепад давления на данной ступени. Таким образом происходит формирование экранирующей перемычки при заданном перепаде давления и последующее испытание перемычки на герметичность приложенным давлением, После стабилизации давления на данной ступени вновь увеличивают избыточное давление (частями) до наступления процесса отфильтровывания жидкости затворения иэ тампонажного раствора в пласт. после чего опять выдерживают это давление до его стабилизации на новой ступени и таким образом продолжают наращива;ь давление в заколонном пространстве. В результате осуществления этих операций производится постепенное уплотнение структуры там, понажного раствора в интервале формирования экранирующеи перемычки и увеличение мощности перемычки.

Процесс формирования экраниоующей перемычки продолжается до тех пор, пока величина. избыточного давления на устье скважины не достигнет расчетной величиЗатем, убедившись, что давление в эаколонном пространстве не снижается и сформированная таким образом экранирующая перемычка выдерживает действующий на нее перепад давления, закрываю; коренные задвижки превентора и ooтавляют эаколонное пространство под давлениеM на 12 ч, В течение этого времени;: мпонажный раствор превращается в камень с достаточными прочностн)м) свойствами, После истечения 12 ч 030 коренные задвижки на превенторе открыван;тся и давление в заколонном пpor.rpa: с1ве снижается до гидростатического Как показывает практическая рабо;а, объем за) а)иваемой в эаколонное пространство жидкости незначителен и составляет 200

250 л. Процесс создания избыточного давления в эаколонном пространст ве закончен.

Пример. При цементировании нефтяных скважин глубиной 3500 м постоянна наблюдаются гаэопроявления посге цемечтирования из непродуктивного газово)г) горизонта, расположенного на глубине 3000 м. Аномальность пластового давления 1,6.

Давление газа в изолируемом )ориэонте

48,0 106 Па. Скважины цементи, уются тампонажным раствором плот, . стью 2200 кгlм . Плотность жидкости затлорения 1100 з кгlм . Интервал заполнения заколонного з пространства тампонажным раствором

1000 — 3000 м. Буровой раствор — плотность

1700 кг/м, интервал заполнения 1000 м, Необходимо исключить возникновение эаколонных проявлений с помощью предлагаемого способа, Скважина цементируется по обычной технологии. После окончания процесса цементирования превентор промывается от остатков тампонажного раствора и закрывается. К коренной задвижке превентора подключается манифольдная линия от цементировочного агрегата ЦА-320, в мерник которого предвари) ельно закачивается

1 670(I9< {j прибл ".э< тельно 2,0 м бурового раствора э

Г ассчитывается предельное значение усть во<о давления по формуле: псу<цествляется при >ткритол< кран» на ментировпчной Головк» с це!<ыю болев <<лп <

><ого сжатия обсаднои колонньi и улу шг«.<я контакта цементного ка -1««с обсад«ои ко лон ной.

Давление на тампонажный раствор ре. комендуется осуществлять буровым рас< вором с целью предотвращения фильтра< ни закачиваемой воды (при поддавливании Во дой} через столб тампонажного раствора и создания условий для сдвига структуры тампонажного раствора.

Формула изобретения

Составитель Н,Чепига

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор М.Бандура

Заказ 2723 Тираж 359 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

Л =Рвл " +r g — (Н вЂ” h) p g, 5 где Л Р вЂ” предельная величина избыточного давления на устье скважины, Па;

Н вЂ” расстояние от устья скважины до кровли изолируемого горизонта, м; 10

h — высота подьема бурового раствора в эаколонном пространстве, м;

Р— пластовое давление в иэолируемом горизонте, Па; р 6 р — плотность бурового раствора. 15 к< /и; р.,< — плотнос<ь жидкости загворения, кг/м;

p — ускорение свободного падения, м/с . 20

Дан,.ые для рас <ета: Н 3000 м; h 1000 м;

Р i 480.10 Па р < р 1700 kr /м;

1100 кгlм";

Q 10мlc . 25

По формуле расс и ываел< Л Р.

Л Р=9,0МПа.

Давление в заколонном пространстве повышают ступенями, с переходом на следующую ступень при прекращении фильт- 30 рации жидкости эатворения на предыдущей ступени. После окончания программы повышения давления в заколонном пространстве до заданногс давления (9,0 МПа) задвижки превентора закрываются, давление в манифольдной линии агрегата снижается до атмосферного и скважин<,а остается под давлением на половину времени ОЗЦ, т.е. на 12 ч.

В интервале каждой ступени давление 40 постоянно снижается, ".Oýòàìó его периодически повышают до заданной величины, до его стабилизации.

Давление в эаколонном пространстве

Способ цементирования скважин, включающий спуск обсадной колонны в скважину, заполнение пространства тампонажным раствором и воздействие на него ступенчато повышаемым иэбыточнь м давлением в начальчый период ОЗЦ, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения гер< тичности эаколонного пространства и предотвращения гидроразрыва пласгов путем формирования зоны уплотнения тампона кного раствора в интервале проницаемых пластов при создании противодавления на изолируемый r

íà4альный момент фильтрации жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт и оптимальную величину избыточного давления для ка.кдой ступени, причем величину начального избыточного давления для каждой ступени берут равной величине давления в начальный моментфильтрации жидкости затворения из тампонажного раствора в проницаемый пласт на данной ступени, а переход на следующую ступень производят после прекращения отфильтровывания жидкости затворения тампонажного раствора в проницаемый пласт под избыточным давлением предыдущей ступени.