Способ многоступенчатого цементирования скважин и комплект оснастки для его осуществления

Авторы патента:

Петров Николай Павлович (RU)

Клинов Андрей Александрович (RU)

Андрианов Олег Николаевич (RU)

Сорокин Владислав Алексеевич (RU)

Васин Алексей Николаевич (RU)

Лободюк Сергей Борисович (RU)

Деев Александр Викторович (RU)

Пяткин Павел Владимирович (RU)

Володин Алексей Михайлович (RU)

E21B33/14 - для цементирования обсадных труб в скважине

Владельцы патента RU 2576253:

Открытое акционерное общество "Тяжпрессмаш" (RU)

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах при многоступенчатом цементировании. Технический результат - повышение надежности предотвращения заколонных газонефтеводопроявлений слабых пластов. Способ характеризуется тем, что обсадную колонну оснащают первой и второй цементировочными муфтами, которые устанавливают друг от друга на расстоянии, соответствующем расстоянию между аномальными зонами скважины. Осуществляют спуск обсадной колонны до заданной глубины с проведением промежуточных промывок. Закачивают расчетный объем цементного раствора первой ступени цементирования. Пускают нижнюю пробку, продавливают ее до посадки в стоп-патрубок обсадной колонны. Пускают первую пробку-бомбу, выполненную с возможностью свободного падения до посадки в нижнее седло первой цементировочной муфты. Создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины для открытия цементировочных окон первой цементировочной муфты. Срезают излишки цементного раствора первой ступени и выдерживают паузу в ожидании схватывания цементного раствора первой ступени. Закачивают расчетный объем цементного раствора второй ступени цементирования. Пускают разделительную пробку, продавливают ее до посадки в верхнее седло первой цементировочной муфты. Создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины для закрытия цементировочных окон первой цементировочной муфты. Пускают вторую пробку-бомбу до ее посадки в нижнее седло второй цементировочной муфты. Создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины для открытия цементировочных окон второй цементировочной муфты. Производят срезку излишков цементного раствора второй ступени и делают паузу в ожидании схватывания цементного раствора второй ступени. Затем производят закачку расчетного объема цементного раствора третьей ступени. Осуществляют пуск верхней пробки и ее продавку до посадки в верхнее седло второй цементировочной муфты. Создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины для закрытия цементировочных окон второй цементировочной муфты и делают паузу в ожидании схватывания цементного раствора третьей ступени. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах в три и более ступеней.

Известен способ двухступенчатого цементирования скважин, включающий спуск обсадной колонны до заданной глубины, закачку тампонажного раствора первой ступени цементирования, пуск разделительной пробки, поэтапную закачку порций продавочной жидкости (бурового раствора), сброс самопогружающейся пробки-бомбы в обсадную колонну для открытия циркуляционных отверстий и восстановление циркуляции жидкости за колонной выше циркуляционных отверстий, вымывание из скважины тампонажного раствора, поднятого выше циркуляционных отверстий цементирования (см. авторское свидетельство СССР №1578314, МПК E21B 33/14, опубл. 15.07.90 г.).

Известный способ не исключает возможность возникновения заколонных газонефтеводопроявлений во время загустевания и схватывания тампонажного раствора, так как по мере увеличения за колонной объема и высоты столба технической воды в процессе вымыва тампонажного раствора из скважины снижается величина гидростатического давления этого столба на пласты в интервале первой ступени цементирования. При этом в случае превышения пластового давления над пороговым давлением в столбе тампонажного раствора начинается переток пластовых флюидов в скважину с образованием и развитием переточных каналов в столбе тампонажного раствора. Кроме этого, при последующем переходе с технической воды на буровой раствор (с целью предотвращения дальнейшего снижения гидростатического давления на столб тампонажного раствора первой ступени) начавшиеся процессы перетока пластовых флюидов в скважину продолжаются, так как из-за образования малопроницаемой перемычки между столбами бурового и тампонажного растворов и зависания последнего на стенках скважины и обсадной колонны рост гидростатического давления не передается сверху вниз вдоль столба начинающего загустевать и схватываться тампонажного раствора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ ступенчатого цементирования скважин, включающий закачивание в обсадную колонну тампонажного раствора первой ступени и продавливание его в скважину через башмак колонны, открытие боковых цементировочных отверстий в колонне и вымывание из скважины лишней порции тампонажного раствора закачивание в затрубное пространство через боковые цементировочные отверстия сначала технической воды в объеме, большем половины объема ее смеси с тампонажным раствором, а затем бурового раствора, цементирование второй ступени и закрытие боковых цементировочных отверстий, причем после закачивания в затрубное пространство технической воды поток жидкости на выходе из скважины дросселируют, а после окончания вымывания лишней порции тампонажного раствора закачивают в затрубное пространство через боковые цементировочные отверстия дополнительную порцию технической воды в объеме, превышающем половину объема ее смеси с буровым раствором в затрубном пространстве, при этом вначале закачки дополнительной порции технической воды дросселирование потока жидкости на устье временно прекращают до полного падения давления на устье, а после закачки дополнительной порции технической воды затрубное пространство на устье герметизируют, создают в колонне избыточное давление закачиванием в нее с устья жидкости и поддерживают это давление до окончания срока схватывания тампонажного раствора первой ступени (патент РФ №2038462, МПК E21B 33/13, опубл. 27.06.1995 г.).

Известный способ обеспечивает предотвращение заколонных газонефтеводопроявлений во время загустевания и схватывания тампонажного раствора первой ступени. Недостаток способа (независимо от количества ступеней) заключается в необходимости поддерживания избыточного давления до окончания срока схватывания тампонажного раствора первой ступени, что негативно сказывается на качестве цементного камня и его контакте с обсадной колонной. Кроме этого, в случае превышения этим давлением величины давления гидроразрыва пласта возникает большая вероятность разрушения целостности продуктивного пласта, поглощения им части тампонажного раствора из заколонного пространства и ухудшение тем самым коллекторских свойств самого пласта. Описание известного способа не содержит упоминания о закрытии боковых цементировочных окон и цементировании второй ступени. Таким образом, все описанное там относится только к первой ступени, а возможность использования изобретения на второй, третьей и т.д. ступенях цементирования не раскрыта.

Известно устройство для ступенчатого цементирования скважины, содержащее корпус с боковыми цементировочными отверстиями, кожух, расположенный снаружи корпуса и образующий с последним полость, клапанный узел, включающий седло с конической опорной поверхностью, и запорный элемент, верхнюю и нижнюю продавочные пробки, включающие стержень и эластичную манжету (патент РФ №2029066, МПК E21B 33/13, опубл. 15.07.95 г.).

Недостатками устройства являются:

- большие габариты, обусловленные тем, что клапанный узел находится внутри полости между корпусом и кожухом;

- малый условный проход для цементного раствора через устройство;

- устройство состоит из нескольких секций, и отказ в работе одной из них приведет к отказу в работе всего устройства;

- запорный элемент клапанного узла выполнен из упругодеформируемого материала, что приводит к трудностям в управлении им, большой зависимости от температуры в зоне установки устройства и не обеспечивает надлежащей герметизацией устройства после закачки цементного раствора второй ступени.

Известно устройство для ступенчатого цементирования скважины, содержащее корпус с боковыми цементированными отверстиями, кожух, расположенный снаружи корпуса и образующий с последним полость, клапанный узел, включающий седло с конической опорной поверхностью и запорный элемент, верхнюю и нижнюю продавочные пробки, включающие стержень и эластичную манжету, причем полость между корпусом и кожухом образована по всему их периметру, а запорный элемент клапанного узла выполнен в виде телескопически соединенных между собой и корпусом втулок, расположенных по периметру корпуса и упирающихся верхними торцами в пружины, а последние - в упор, установленный жестко на корпусе, нижние торцы втулок выполнены коническими под седло, при этом устройство снабжено дополнительным клапаном в виде кольцевой втулки, расположенным между кожухом и корпусом, и подвижной втулкой, установленной внутри корпуса, причем упомянутые клапан и втулка находятся выше цементировочных отверстий и соединены с корпусом срезными элементами (патент РФ №2223389, МПК E21B 33/14, опубл. 10.02.2004 г.).

Предлагаемое устройство обеспечивает высокую пропускную способность при закачке цементного раствора второй ступени и высокую надежность в работе благодаря применению клапанного узла с двойным подпружиненным кольцевым запорным элементом. При этом достигается очень высокая степень герметизации устройства. Недостаток устройства в его сложности изготовления и увеличенных по сравнению с аналогами габаритах по диаметру (толщине стенки). Двойная степень защиты требует пространства для размещения деталей. Если уменьшать внутренний диаметр изделия, то ухудшаются технические характеристики при эксплуатации. Если увеличивать наружный диаметр, то ухудшаются технические характеристики при спуске в скважину и цементировании.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому комплекту оснастки является оснастка для двухступенчатого цементирования скважины с применением инертных жидкостей и растворов, содержащая цементировочную муфту с набором пробок к ней, состоящим из нижней и верхней пробок и пробки-бомбы (см. авторское свидетельство СССР №1578314, МПК E21B 33/14, опубл. 15.07.90 г. - прототип).

Недостаток известной оснастки заключается в сложности применения инертных жидкостей и растворов для цементирования только двух ступеней в нефтяных и газовых скважинах, что бывает недостаточным в практических случаях предотвращения заколонных газонефтеводопроявлений слабых пластов.

Технический результат изобретения способа заключается в трехступенчатом цементировании с простым и оперативным предотвращением заколонных газонефтеводопроявлений слабых пластов.

Технический результат изобретения комплекта оснастки заключается в высокой эксплуатационной надежности и обеспечении гарантированной успешности проведения операции по закачке цементного раствора на трех ступенях цементирования для предотвращения заколонных газонефтеводопроявлений.

Технический результат изобретения способа достигается тем, что в способ многоступенчатого цементирования скважин, выполненный с применением комплекта оснастки, имеющего первую цементировочную муфту и набор пробок к ней, в том числе нижнюю и разделительную пробки и пробку-бомбу, и включающий спуск обсадной колонны до заданной глубины с проведением промежуточных промывок, закачку расчетного объема цементного раствора первой ступени цементирования, пуск нижней пробки, продавку нижней пробки до посадки в «Стоп-патрубок» обсадной колонны, пуск первой пробки-бомбы, выполненной с возможностью свободного падения, до посадки в нижнее седло нижней цементировочной муфты, создание в трубном пространстве избыточного давления до заданной величины для открытия технологических окон нижней цементировочной муфты, срезку излишков цементного раствора первой ступени и паузу в ожидании схватывания цементного раствора первой ступени, закачку расчетного объема цементного раствора второй ступени цементирования, пуск разделительной пробки, продавку разделительной пробки до посадки в верхнее седло первой цементировочной муфты, создание в трубном пространстве избыточного давления до заданной величины для закрытия цементировочных окон первой цементировочной муфты, введена третья ступень цементирования, для осуществления которой комплект оснастки дополнен верхней цементировочной муфтой и набором пробок к ней, включающим вторую пробку-бомбу для посадки в нижнее седло указанной муфты и верхнюю пробку, при этом после закрытия цементировочных окон первой цементировочной муфты осуществляют пуск второй пробки-бомбы до ее посадки в нижнее седло второй цементировочной муфты, создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины для открытия цементировочных окон второй цементировочной муфты, производят срезку излишков цементного раствора второй ступени и делают паузу в ожидании схватывания цементного раствора второй ступени, затем производят закачку расчетного объема цементного раствора третьей ступени, осуществляют пуск верхней пробки и ее продавку до посадки в верхнее седло второй цементировочной муфты, создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины для закрытия цементировочных окон второй цементировочной муфты и делают паузу в ожидании схватывания цементного раствора третьей ступени.

Предпочтительно вторую цементировочную муфту выполнить с каналом, обеспечивающим возможность свободного падения в нем нижней пробки, первой пробки-бомбы и разделительной пробки.

Целесообразно первую и вторую цементировочные муфты устанавливать в обсадной колонне на расстоянии, соответствующем расстоянию между выявленными до цементирования аномальными зонами в пласте.

Технический результат изобретения комплекта оснастки достигается тем, что в комплект оснастки для многоступенчатого цементирования скважин, включающий первую цементировочную муфту с набором пробок к ней, состоящим из нижней пробки, первой пробки-бомбы и разделительной пробки, выполненных с возможностью цементирования обсадной колонны в скважине на первой и второй ступенях, дополнительно введена вторая цементировочная муфта с набором пробок к ней, состоящим из второй пробки-бомбы и верхней пробки, выполненных с возможностью цементирования обсадной колонны в скважине на третьей ступени, причем вторая цементировочная муфта имеет канал для свободного падения в нем нижней пробки, первой пробки-бомбы и разделительной пробки.

Целесообразно выполнить диаметр проходного канала второй цементировочной муфты больше диаметра проходного канала первой цементировочной муфты.

Целесообразно выполнить максимальный наружный диаметр первой пробки-бомбы меньше максимального наружного диаметра второй пробки-бомбы.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, следовательно, предложенное решение соответствует критерию "новизна". Сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлена обсадная колонна с первой и второй цементировочными муфтами (в исходном положении).

На фиг. 2 изображена обсадная колонна после завершения цементирования первой ступени (нижняя пробка в седле стоп-патрубка).

На фиг. 3 представлена обсадная колонна после посадки первой пробки-бомбы и открытии цементировочных окон первой муфты.

На фиг. 4 показана обсадная колонна после завершения цементирования второй ступени и закрытии цементировочных окон первой (нижней) цементировочной муфты.

На фиг. 5 изображена обсадная колонна после посадки второй пробки-бомбы и открытии цементировочных окон второй муфты.

На фиг. 6 показана обсадная колонна после завершения цементирования третьей ступени и закрытии цементировочных окон второй (верхней) цементировочной муфты.

На фиг. 7 показана первая (нижняя) цементировочная муфта.

На фиг. 8 показана первая пробка-бомба.

На фиг. 9 показана вторая (верхняя) цементировочная муфта.

На фиг. 10 показана вторая пробка-бомба.

На фиг. 1-6 приняты следующие обозначения:

1 - первая (нижняя) цементировочная муфта;

2 - вторая (верхняя) цементировочная муфта;

3 - нижняя пробка;

4 - первая пробка-бомба;

5 - разделительная пробка;

6 - вторая пробка-бомба;

7 - верхняя пробка;

8 - цементировочные окна в первой цементировочной муфте 1;

9 - цементировочные окна во второй цементировочной муфте 1;

10 - обсадная колонна;

11 - башмак;

12 - клапан обратного действия (ЦКОД);

13 - стоп-патрубок;

14 - буровой раствор (промывочная жидкость);

15 - цементный раствор;

16 - затрубное пространство;

D₁ - диаметр проходного канала первой цементировочной муфты;

D₂ - диаметр проходного канала второй цементировочной муфты;

d₁ - максимальный наружный диаметр первой пробки-бомбы;

d₂ - максимальный наружный диаметр второй пробки-бомбы.

Для осуществления предлагаемого способа многоступенчатого цементирования скважин применяют комплект оснастки, включающий первую и вторую цементировочные муфты 1, 2 (фиг. 1) с соответствующими наборами пробок к ним. Набор пробок первой цементировочной муфты 1 состоит из нижней пробки 3, первой пробки-бомбы 4 и разделительной пробки 5 (фиг. 4), выполненных с возможностью цементировании обсадной колонны в скважине на первой и второй ступенях. Набор пробок второй цементировочной муфты 2 состоит из второй пробки-бомбы 6 и верхней пробки 7 (фиг. 6), выполненных с возможностью цементирования обсадной колонны в скважине на третьей ступени. Вторая цементировочная муфта 2 имеет канал для свободного падения в нем нижней пробки 3, первой пробки-бомбы 4 и разделительной пробки 5. Диаметр D₂ проходного канала второй цементировочной муфты 2 при этом больше диаметра D₁ проходного канала первой цементировочной муфты 1, а максимальный наружный диаметр d₁ первой пробки-бомбы 4 меньше максимального наружного диаметра второй пробки-бомбы 6. Первая и вторая цементировочные муфты 1, 2 выполнены с соответствующими цементировочными отверстиями 8, 9.

Способ многоступенчатого цементирования скважины, например в три ступени, осуществляют следующим образом. На башмаке 11 монтируется клапан 12 обратного действия (например, ЦКОД) со стоп-патрубком 13, первая (нижняя) и вторая (верхняя) цементировочные муфты 1, 2 (фиг. 1). В зависимости от геологических условий между стоп-патрубком 13 и первой (нижней) цементировочной муфтой 1, между первой (нижней) и второй (верхней) цементировочными муфтами 1, 2, а также над второй (верхней) цементировочной муфтой 2 монтируется одна или несколько обсадных труб (при необходимости). Изображения на фиг. 2-6 иллюстрируют трехступенчатую схему цементирования обсадной колонны.

На первой ступени цементирования выполняют следующие действия:

- производят спуск компоновки по стандартной технологии до заданной глубины с проведением промежуточных промывок (фиг. 1);

- закачивают расчетный объем цементного (тампонажного) раствора первой ступени и осуществляют пуск нижней пробки 2 (фиг. 2) из комплекта оснастки и ее продавку до посадки в стоп-патрубок 13;

- производят пуск первой пробки-бомбы 3, которая под собственным весом опускается до посадки в нижнее седло первой цементировочной муфты 1 (фиг. 3);

- создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины, при этом открываются технологические окна 8 первой цементировочной муфты 1 и производят срезку излишков цементного раствора первой ступени;

- делают паузу в ожидании схватывания цементного раствора первой ступени.

На второй ступени цементирования выполняют следующие действия:

- производят закачку расчетного объема цементного (тампонажного) раствора второй ступени и осуществляют пуск разделительной пробки 5 из набора первой цементировочной муфты 1 и ее продавку до посадки в верхнее седло первой цементировочной муфты 1;

- создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины, при этом закрываются технологические окна 8 первой цементировочной муфты 1 (фиг. 4);

- производят пуск второй пробки-бомбы 6 из набора пробок второй цементировочной муфты 2, которая под собственным весом опускается до посадки в нижнее седло второй цементировочной муфты 2;

- создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины, при котором открываются цементировочные окна 9 второй цементировочной муфты 2, и производят срезку излишков цементного раствора второй ступени (фиг. 5);

- делают паузу в ожидании схватывания цементного раствора второй ступени.

На третьей ступени цементирования выполняют следующие действия;

- производят закачку расчетного объема цементного (тампонажного) раствора третьей ступени и осуществляют пуск верхней пробки 7 из набора пробок второй цементировочной муфты 2 и ее продавку до посадки в верхнее седло второй цементировочной муфты 2;

- создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины, при котором закрываются цементировочные окна 9 второй цементировочной муфты 2 (фиг. 6);

- делают паузу в ожидании схватывания цементного раствора третьей ступени.

Предлагаемый комплект оснастки имеет небольшую номенклатуру однотипных муфт и пробок, различных только в размерах проходных каналов указанных муфт и максимальных наружных диаметрах первой и второй пробок-бомб. Способ трехступенчатого цементирования и комплект оснастки отличаются простотой для оперативного цементирования сложных скважин.

1. Способ многоступенчатого цементирования скважин, характеризующийся тем, что обсадную колонну оснащают первой и второй цементировочными муфтами, которые устанавливают друг от друга на расстоянии, соответствующем расстоянию между аномальными зонами скважины, осуществляют спуск обсадной колонны до заданной глубины с проведением промежуточных промывок, закачивают расчетный объем цементного раствора первой ступени цементирования, пускают нижнюю пробку, продавливают нижнюю пробку до посадки в стоп-патрубок обсадной колонны, пускают первую пробку-бомбу, выполненную с возможностью свободного падения до посадки в нижнее седло первой цементировочной муфты, создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины для открытия цементировочных окон первой цементировочной муфты, срезают излишки цементного раствора первой ступени и выдерживают паузу в ожидании схватывания цементного раствора первой ступени, закачивают расчетный объем цементного раствора второй ступени цементирования, пускают разделительную пробку, продавливают разделительную пробку до посадки в верхнее седло первой цементировочной муфты, создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины для закрытия цементировочных окон первой цементировочной муфты, пускают вторую пробку-бомбу до ее посадки в нижнее седло второй цементировочной муфты, создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины для открытия цементировочных окон второй цементировочной муфты, производят срезку излишков цементного раствора второй ступени и делают паузу в ожидании схватывания цементного раствора второй ступени, затем производят закачку расчетного объема цементного раствора третьей ступени, осуществляют пуск верхней пробки и ее продавку до посадки в верхнее седло второй цементировочной муфты, создают в трубном пространстве избыточное давление до заданной величины для закрытия цементировочных окон второй цементировочной муфты и делают паузу в ожидании схватывания цементного раствора третьей ступени.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторую цементировочную муфту выполняют с каналом, обеспечивающим возможность свободного падения в нем нижней пробки, первой пробки-бомбы и разделительной пробки.

3. Комплект оснастки для многоступенчатого цементирования скважин, включающий стоп-патрубок обсадной колонны, нижнюю пробку для стоп-патрубка, первую цементировочную муфту с нижним и верхним седлами, с набором пробок к ней, состоящим из первой пробки-бомбы и разделительной пробки, выполненных с возможностью цементирования обсадной колонны в скважине на первой и второй ступенях с закрытием цементировочных окон первой цементировочной муфты, вторую цементировочную муфту с нижним и верхним седлами, выполненную с каналом для обеспечения возможности свободного падения в нем нижней пробки, первой пробки-бомбы и разделительной пробки и имеющую набор пробок из второй пробки бомбы и верхней пробки, выполненных с возможностью цементирования обсадной колонны в скважине на третьей ступени с закрытием цементировочных окон второй цементировочной муфты, причем первая и вторая цементировочные муфты установлены друг от друга на расстоянии, соответствующем расстоянию между аномальными зонами скважины.

4. Комплект по п. 3, отличающийся тем, что диаметр проходного канала второй цементировочной муфты больше диаметра проходного канала первой цементировочной муфты.

5. Комплект по п. 3, отличающийся тем, что максимальный наружный диаметр первой пробки-бомбы меньше максимального наружного диаметра второй пробки-бомбы.

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин. Техническим результатом является повышение надежности перекрытия обсадной колонны после завершения циркуляции тампонажного раствора одновременно цементировочной пробкой и обратным клапаном и фиксацией запорных элементов от вращения для оперативного разбуривания оснастки после цементирования.

Устройство для цементирования обсадной колонны труб в скважине // 2570696

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для цементирования обсадных колонн. Технический результат - повышение качества цементирования обсадных колонн за счет обеспечения возможности закачки и продавки цемента в затрубное пространство при одновременном вращении обсадной колонны и ее расхаживании.

Способ цементирования дополнительной колонны при капитальном ремонте скважины // 2568198

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к ремонту скважин. Техническим результатом является повышение эффективности осуществления ремонта скважин.

Способ определения правильности выполнения операции изоляции в скважине // 2567908

Изобретение относится к средствам контроля операций изоляции скважин. Техническим результатом является обеспечение возможности контроля установки пакера в скважине.

Устройство для спуска оборудования в скважину оборудованную хвостовиком // 2566167

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройству для спуска оборудования в скважину, оборудованную хвостовиком, который был спущен и зацементирован при помощи устройства с левым разъединителем (с левой резьбой), и предназначено для проведения работ в скважине, например, гидроразрыва, закачки других реагентов в продуктивный пласт или других работ.

Устройство айгуняна для тампонирования обсадной колонны // 2559968

Изобретение относится к области тампонирования (цементирования) скважин различного назначения, в частности тампонирования нефтяных и газовых скважин. Устройство содержит несущий элемент, втулку, жестко связанную с несущим элементом и размещенную под ним, первый эластичный запорный элемент, размещенный во втулке, цементировочную головку, расположенную на устье скважины на первой обсадной трубе, и второй эластичный запорный элемент, размещенный в цементировочной головке.

Способ цементирования кондуктора // 2557030

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при ликвидации скважины. Обеспечивает цементирование кондуктора ликвидируемой скважины с сохранением целостности эксплуатационной колонны.

Облегченный тампонажный материал // 2555165

Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым для цементирования обсадных колонн нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин, осложненных наличием пластов с низким давлением гидроразрыва.

Способ строительства бокового ствола скважины с горизонтальным окончанием // 2553732

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при строительстве скважины с горизонтальным окончанием. Обеспечивает ликвидацию аварийности при спуске хвостовика в условиях осыпания пород в скважине.

Способ строительства горизонтальной скважины // 2551592

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при строительстве скважины. В способе строительства горизонтальной скважины ведут бурение наклонно-направленного ствола через горные породы, спуск верхней обсадной колонны, цементирование заколонного пространства за верхней обсадной колонной, бурение горизонтального ствола из верхней обсадной колонны в нижний нефтяной пласт, спуск нижней обсадной колонны с частичным размещением последней в нижней части верхней обсадной колонны, цементирование заколонного пространства за нижней обсадной колонной, перфорацию горизонтального ствола, спуск в верхнюю обсадную колонну колонны насосно-компрессорных труб с пакером с установкой пакера и башмака колонны насосно-компрессорных труб в верхней обсадной колонне над нижней обсадной колонной и проведение гидроразрыва в горизонтальном стволе.

Устройство для цементирования обсадных колонн большого диаметра // 2580556

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технологии цементирования колонн обсадных труб большого диаметра через бурильную трубу в нефтяных и газовых скважинах. Технический результат - повышение качества цементирования колонн и упрощение технологических операций при цементировании колонн. Устройство содержит башмачный узел, стыковочный инструмент и продавочную пробку. Башмачный узел содержит корпус с размещенными в нем цементным стаканом с посадочной втулкой и обратным клапаном с дросселем. Стыковочный инструмент содержит шток с уплотнительными элементами. В средней части штока выполнены циркуляционные радиальные отверстия. Нижняя часть штока снабжена упором для посадки продавочной пробки. Шток стыковочного инструмента оснащен кожухом и демпферной пружиной. Демпферная пружина расположена выше кожуха. При этом кожух зафиксирован на штоке срезным винтом в положении, перекрывающем уплотнительные элементы. Внутри штока размещена подвесная втулка, зафиксированная срезным винтом для перекрытия указанных циркуляционных радиальных отверстий. Продавочная пробка в нижней части имеет уплотнительные элементы и проточки для фиксации. 3 ил.

Способ заканчивания скважины // 2580565

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и конкретно к заканчиванию скважин на месторождениях и подземных хранилищах газа. Технический результат - повышение эффективности заканчивания скважины за счет обеспечения герметичности кольцевого пространства и сохранения естественной проницаемости призабойной зоны продуктивного пласта. По способу осуществляют бурение скважины со вскрытием продуктивного пласта. Разделяют ствол скважины минимум на три интервала и определяют среднее значение температуры в каждом интервале. При полученных средних значениях температуры определяют статическое напряжение сдвига тампонажного раствора. Рассчитывают величину снижения забойного давления, обусловленную зависанием столба тампонажного раствора на стенках скважины по аналитическому выражению. Перед спуском эксплуатационной колонны заполняют ствол скважины в интервале продуктивного пласта жидкостью нижнего гидрозатвора, в качестве которой используют заданный состав при определенном соотношении ингредиентов. Перед заданным составом и после него закачивают разделительную жидкость на основе ксантанового биополимера. Спуск эксплуатационной колонны осуществляют до кровли продуктивного пласта. В качестве промывочной жидкости используют буровой раствор, который закачивают в турбулентном режиме. В качестве жидкости верхнего гидрозатвора используют другой заданный состав при определенном соотношении ингредиентов. Помещают его над тампонажным раствором до устья скважины. Продавку тампонажного раствора осуществляют в турбулентном режиме до достижения максимально допустимого давления на продуктивный пласт, затем - в субламинарном режиме. Противодавление в период ожидания затвердевания цемента создают с момента равенства забойного давления пластовому до момента начала схватывания тампонажного раствора на забое скважины, повышая устьевое давление в соответствии с аналитическим выражением. Затем противодавление удерживают до конца ожидания затвердевания цемента. Забойное давление определяют как разницу между статическим давлением столба жидкостей, находящихся в кольцевом пространстве на момент окончания продавки, и величиной снижения забойного давления, обусловленной зависанием столба тампонажного раствора на стенках скважины. 1 пр., 3 табл.

Способ воздействия на процесс консолидации цементного раствора за обсадной колонной в горизонтальных скважинах // 2583382

Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн (ОК) нефтяных и газовых скважин и промыслово-геофизических методов контроля качества. Техническим результатом является повышение качества цементирования горизонтальных скважинза счет своевременного обнаружения мест «защемления» смеси промывочной жидкости и тампонажного раствора за ОК с замедленной консолидацией. Предложен способ воздействия на процесс консолидации цементного раствора за обсадной колонной в горизонтальных скважинах, который включает этапы проведения каротажа в скважинах прибором акустического контроля качества цементирования ОК, регистрацию амплитуд волн Лэмба-Стоунли, интерпретацию результатов измерений с выделением участков «защемления» смеси промывочной жидкости, и осуществления локальной обработки мест «защемления» промывочной жидкости упругими колебаниями на частоте радиального резонанса обсадной колонны. При этом акустический контроль качества цементирования ОК проводят на ранних временах сразу после окончания закачки цементного раствора в скважину в течение 30-180 минут, затем выделяют интервалы за ОК по регистрации волн Лэмба-Стоунли с наиболее низкой динамикой их уменьшения, характеризующей наличие локальных участков «защемления» смеси промывочной жидкости и цементного раствора. 2 ил.

Устройство для подвески и герметизации потайной обсадной колонны // 2584258

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для оснащения скважин потайными обсадными колоннами при нарушении эксплуатационных колонн. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности работы устройства. Устройство состоит из корпуса с упорами, связанными с ниппелем, между которыми размещены подпружиненные защелки, охватывающими ниппель. Корпус верхним концом связан со шлицевой гайкой, а нижним с муфтой, с образованием кольцевой камеры, в которой размещен толкатель с силовым поршнем, установленным с возможностью взаимодействия с подпружиненными защелками, подпружиненный кольцевой ступенчатый поршень, полость под которым гидравлически связана перепускным отверстием с осевым каналом ниппеля, перекрытым в исходном положении шторкой, связанной с ниппелем срезным элементом. Привод для съема шторки выполнен в виде разделительной пробки. Муфта снабжена гидроцилиндром, втулкой с циркуляционным отверстием и продольными каналами, охватывающей ступенчатый кольцевой поршень, стволом, охватывающим ниппель, и внутренней расточкой, связанной отверстием в теле муфты с полостью гидроцилиндра над силовым поршнем, связанным с толкателем, в котором установлено разрезное стопорное кольцо, обращенное к кольцевым насечкам на теле ствола, на наружной поверхности которого установлена гильза с поясками на концах, имеющей ряд продольных прорезей, охватываемая уплотнителем, опирающимся на упорную гайку, связанную со стволом. Корпус снабжен шлицевой гайкой с внутренними продольными пазами, в которых размещены ответные выступы переходника. На внешней поверхности переходника выполнена резьба и установлена стопорная гайка, с возможностью торцового контакта с корпусом. На нижнем конце ниппеля установлена продавочная пробка, связанная с ним штифтом, съем которой выполнен в виде посадочного клапана, свободно проходящего через осевой канал шторки и входящего во взаимодействие с продавочной пробкой. Механизм соединения лифтовой колонны труб с корпусом размещен на нижнем конце колонны труб и выполнен в виде верхнего патрубка с гайкой и изолирующей прокладкой, связанного через муфту с патрубком-удлинителем, снабженным уплотнителем, установленных с возможностью торцового контакта изолирующей прокладки с торцом шлицевой гайки, при одновременном контакте муфты с кольцевым поршнем толкателя. 6 ил.

Устройство для ступенчатого цементирования обсадных колонн // 2584428

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для ступенчатого цементирования обсадных колонн в скважинах. Технический результат - возможность освобождения канала устройства без разбуривания. Устройство включает корпус с отверстиями. С корпусом связаны втулки срезными элементами. В осевом канале корпуса установлен ствол с образованием кольцевой камеры, гидравлически связанной с осевым каналом ствола. Ствол выполнен со ступенчатой расточкой. В ней последовательно размещены посадочная втулка с внутренним кольцевым выступом, поджатая гайкой, и гильза с верхней цангой с лепестками. Их головки размещены внутри кольцевого выступа посадочной втулки. Имеется нижняя цанга с лепестками и посадочный клапан в виде стакана с седлом в осевом канале. Стакан установлен в осевом канале гильзы с возможностью опоры на кольцевой выступ лепестков нижней цанги. Имеется ступенчатая шторка с внешним кольцевым выступом, снабженным посадочным седлом, установленная внутри стакана с возможностью взаимодействия с головками лепестков верхней цанги. В кольцевой камере размещен механизм посадки в виде кольцевой втулки и полого штока. На нижнем конце штока размещен разжимной конус с ограничительным кольцом. Ствол снабжен гайкой с экструзивной шайбой и пакетом уплотнительных манжет. В стакане выполнены перепускные отверстия, совмещенные с отверстиями в теле гильзы и циркуляционными отверстиями в стволе. Кольцевая камера гидравлически связана радиальными отверстиями в корпусе с межтрубным пространством скважины. 3 ил.

Устройство для селективной изоляции продуктивного пласта при цементировании обсадных колонн // 2584702

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при цементировании эксплуатационных обсадных колонн. Технический результат - снижение трудозатрат и повышение технологичности процесса регулирования отбора пластового флюида после цементирования обсадной колонны. Устройство содержит корпус с пакерующими узлами на концах, четыре кожуха с байпасными каналами для пропуска тампонажной смеси, расположенные на корпусе по окружности через 90о, и радиальные отверстия между ними, расположенные по окружности через 90о. Кожухи выполнены сквозными. Сектора корпуса с радиальными отверстиями перекрыты пакерующими фланцами. Внутри корпуса на кольцевом выступе установлена с возможностью поворота круговая заслонка с отверстиями. Эти отверстия расположены по отношению к отверстиям корпуса со сдвигом на 45о. На внутренней поверхности корпуса имеются выступы, расположенные на ней через 90о, на уровне которых на торцевой поверхности круговой заслонки расположены ответные выступы. Эти выступы имеют возможность зацепления с планшайбой на насосно-компрессорных трубах для добычи пластового флюида. 4 ил.

Устройство для манжетного цементирования скважины // 2592591

Изобретение относится к области строительства нефтяных и газовых скважин и, в частности, к устройствам для разобщения пластов с применением пакеров. Технический результат - повышение надежности работы устройства. Устройство включает корпус, выполненный с радиальными отверстиями. Кожух устройства образует с наружной поверхностью корпуса кольцевую полость и выполнен с циркуляционными отверстиями. В кольцевой полости против радиальных отверстий корпуса помещена дифференциальная втулка. Эта втулка образует с внутренней поверхностью кожуха циркуляционную полость и выполнена с радиальными отверстиями, перекрытыми обратным клапаном. В нижней части корпуса помещен пакер с манжетой гидравлического действия. Имеется нижняя втулка с радиальными отверстиями, образующая с внутренней поверхностью корпуса проточную полость. Нижняя втулка связана с корпусом срезным штифтом, по меньшей мере одним, и помещена против радиальных отверстий корпуса. Выше нижней втулки помещена верхняя втулка с посадочным седлом под нижнюю цементировочную пробку. Верхняя втулка взаимодействует с нижней втулкой и связана с кожухом срезным штифтом, по меньшей мере одним. Эта втулка помещена над циркуляционными отверстиями кожуха. В нижней втулке помещено седло с перекрытием ее радиальных отверстий, которое связано с нижней втулкой срезным штифтом, по меньшей мере одним. Устройство имеет возможность, при перемещении седла, гидравлической связи полости корпуса с полостью гидравлической манжеты через радиальные отверстия нижней втулки, проточную полость, радиальные отверстия корпуса, радиальные отверстия дифференциальной втулки и циркуляционную полость со стабилизацией давления в полости гидравлической манжеты пакера при достижении расчетного давления пакеровки за счет гидравлического ресурса дифференциальной втулки от ее осевого хода с разрядкой локального давления через радиальные отверстия дифференциальной втулки в циркуляционную полость. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ цементирования хвостовика в скважине и устройство для его осуществления // 2595122

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам и устройствам для цементирования хвостовика в открытом и обсаженном стволе скважины. Технический результат - повышение эффективности способа и надежности работы устройства за счет возможности спуска и цементирования хвостовика в скважине с вращением для более качественного замещения цементного раствора в затрубном пространстве и гарантированного отсоединения колонны труб от хвостовика независимо от его длины и в любом интервале скважины с любой сложностью и направлением ствола. По способу присоединяют хвостовик с нижним башмаком, отцепным устройством через установочную муфту к нижнему концу транспортировочной колонны труб. Установочную муфту соединяют с хвостовиком с возможностью синхронного вращения за счет взаимодействия наружных выступов муфты с пазами, выполненными на торце хвостовика. Осуществляют спуск в скважину хвостовика на заданную глубину. Закачивают в транспортировочную колонну труб расчетный объем тампонажного раствора. Осуществляют пуск с устья скважины вслед за последней порцией цементного раствора пробки и продавливают ее продавочной жидкостью до фиксации ее в седле сердечника блока конических манжет. Создают избыточное давление, срезают винты и перемещают пробку в компоновке с блоком конических манжет вниз до стоп-кольца, в котором посадочный конус кольца плотно садится в седло стоп-кольца. Тампонажный раствор из полости хвостовика полностью поступает в заколонное пространство. Обратный клапан предотвращает вход раствора в полость хвостовика из заколонного пространства. Повышают давление до расчетного для разрушения диафрагмы с открытием отверстий, через которые промывочной жидкостью отмывают излишки раствора созданием прямой циркуляции. Отсоединяют от корпуса установочную муфту с транспортировочной колонной труб, которые поднимают на поверхность. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ цементирования обсадной колонны // 2605856

Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн в скважине и, в частности, к цементированию кондуктора. Технический результат - уменьшение временных затрат и повышение качества цементирования за счет увеличения скорости восходящего потока в заколонном пространстве. По способу осуществляют промывку скважины. Закачивают в скважину буферную жидкость. Приготавливают и закачивают тампонажный раствор. Для этого до устья скважины тампонажный раствор подводят по двум выходным трубопроводам, объединяя поток у устья посредством тройника в один трубопровод подачи. Каждый выходной трубопровод подсоединяют к соответствующему цементирующему агрегату, обеспечивающему подачу раствора с заданной скоростью. При этом тройник выполняют с возможностью преобразования потоков двух выходных трубопроводов, по существу ламинарных, в турбулентный поток в трубопроводе подачи. Для этого диаметр трубопровода подачи приблизительно в 1,4 раза превышает диаметр выходных трубопроводов. Угол между патрубками выходных трубопроводов тройника, расположенных в разных плоскостях, выполняют меньшим угла между патрубками выходных трубопроводов и трубопровода подачи. После закачки тампонажного раствора в обсадную колонну осуществляют его продавку в заколонное пространство. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ ступенчатого цементирования скважины // 2606744

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при спуске и цементировании эксплуатационной колонны скважины. Технический результат - повышение качества цементирования скважины. По способу выполняют закачку в колонну тампонажного цемента. Вводят в колонну нижнюю пробку. Проводят продавку тампонажного цемента порциями бурового раствора, воды и снова бурового раствора с установкой тампонажного цемента в затрубном пространстве выше муфты ступенчатого цементирования, а порции воды в колонне в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования. Ожидают затвердение цемента первой ступени. При этом осуществляют циркуляцию бурового раствора в циклическом режиме по колонне через цементировочную муфту ступенчатого цементирования с выходом на устье через затрубное пространство до полного удаления тампонажного цемента в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования. Выполняют цементирование второй ступени. Для этого осуществляют прокачку по колонне порции буферного раствора и расчетного объема тампонажного цемента. Размещают верхнюю пробку и продавливают ее технической водой. Повышают давления в колонне выше рабочего при закачке до закрытия отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования. Ожидают затвердение цемента. При освоении скважины разбуривают верхнюю пробку. Особенностью способа является то, что при спуске колонны проводят промывки буровым раствором вязкостью не более 30 с в течение 1,5 циклов, начиная с глубины 400 м через каждые 300 м и при завершении спуска. При цементировании перед продавкой тампонажного цемента закачивают в колонну вязкую буферную жидкость. В качестве тампонажного цемента используют тампонажную смесь малой плотности и тампонажную смесь большей плотности. Продавку порций бурового раствора проводят до получения давления «стоп». Снижают давление в колонне до атмосферного давления. Убеждаются в герметичности обратного клапана. Повторно создают избыточное давление для открытия циркуляционных окон муфты ступенчатого цементирования и вымывания излишков цемента. Проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента с промывкой скважины каждые 2 часа буровым раствором. При цементировании второй ступени закачивают в колонну последовательно вязкую буферную жидкость, тампонажную смесь плотностью от 1,65 до 1,9 г/см3, содержащую алюмосиликатные полые микросферы, тампонажную смесь малой плотности. Освобождают запирающую пробку муфты ступенчатого цементирования и производят продавку технической воды до получения давления «стоп». После вывода тампонажного раствора на устье в процессе продавки в течение 2 часов ожидания затвердения цемента оборудуют устье скважины с посадкой колонны на хомут и заполняют затрубное пространство цементным раствором до устья скважины. 1 пр.