Классификация способов цементирования. Достоинства и недостатки. Оборудование для цементирования

Применяемая технология должна обеспечить:

цементирование предусмотренного интервала по всей его протяженности; полное замещение промывочной жидкости тампонажным раствором в пределах цементируемого интервала; предохранение тампонажного раствора от попадания в него промывочной жидкости; получение цементного камня с необходимыми механическими свойствами, с высокой стойкостью и низкой проницаемостью; обеспечение хорошего сцепления цементного камня с обсадной колонной и стенками скважины.. Исследованиями установлено, что наиболее полное замещение промывочной жидкости происходит при турбулентном режиме (98 %), худшие показатели (42 %) получают при структурном режиме

При разработке технологии подбирают тампонажный материал, рецептуру и свойства тампонажного раствора, определяют режим закачки и продавливания тампонажного раствора, суммарную продолжительность цементировочных работ и промежуток времени, необходимый для формирования в затрубном пространстве цементного камня с достаточной прочностью, позволяющей возобновить работы в скважине.

ОДНОЦИКЛОВОЕ ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ С ДВУМЯ ПРОБКАМИ

По этому способу после завершения подготовительных работ в колонну вводят нижнюю пробку с проходным каналом, временно перекрытым диафрагмой.

На верхний копен колонны навинчивают цементировочную головку и приступают к закачке тампонажного раствора, который тут же приготавливают в смесительной установке. Когда весь расчетный объем цементного раствора закачан в скважину, освобождают верхнюю пробку, которая до этого удерживалась в цементировочной головке фиксатором. Начиная с этого момента, в обсадную колонну подают продавочную жидкость, под давлением которой верхняя пробка вытесняет вниз столб цементного раствора. Вследствие своей более высокой плотности цементный раствор под собственным весом вытесняет промывочную жидкость, что отмечается по падению давления на цементировочной головке.

Как только нижняя пробка достигнет упорного кольца (стоп-кольца), давление над ней повысится и под его воздействием диафрагма, перекрывающая канал в нижней пробке, разрушится; при этом наблюдается повышение давления на 4-5 МПа. После разрушения диафрагмы, раствор начинает поступать в затрубное пространство. Объем продавочной жидкости, закачанной в скважину, непрерывно контролируют. Когда по окончании продавки остается 1—2 м продавочной жидкости, интенсивность подачи резко снижают.

ДВУХСТУПЕНЧАТОЕ (ДВУХЦИКЛОВОЕ) ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ

Двухступенчатым цементированием называется раздельное, последовательное цементирование двух интервалов в стволе скважины (нижнего и верхнего).

Для осуществления двухступенчатого цементирования в обсадной колонне на уровне, соответствующем границе двух цементируемых интервалов, устанавливают специальную заливочную муфту.

Подготовку скважины к цементированию ведут тем же путем, что был описан выше. После промывки скважины и установки на колонну цементировочной головки приступают к закачке первой порции цементного раствора, соответствующей цементируемому объему первой ступени. Закачав нужный объем цементного раствора, в колонну вводят верхнюю пробку первой ступени, которая беспрепятственно проходит через заливочную муфту. Продавочной жидкостью вытесняют раствор в затрубное пространство.

После того, как закачали объем продавочной жидкости, равный внутреннему объему обсадной колонны в интервале между заливочной муфтой и упорным кольцом, освобождают находящуюся в цементировочной головке нижнюю пробку второй ступени. Достигнув заливочной муфты, пробка садится во втулку и под давлением смещает ее вниз, открывая сквозные отверстия в муфте. Сигналом открытия отверстий является резкое падение давления нагнетания. Существуют две разновидности способа двухступенчатого цементирования. По одной из них. тампонажный раствор для цементирования второй ступени закачивают тотчас за нижней пробкой второй ступени — это так называемый способ непрерывного цементирования. В другом случае после открытия отверстий в заливочной муфте возобновляют циркуляцию бурового раствора, а тампонажный раствор второй ступени подает в скважину спустя некоторое время, например, требуемое для схватывания раствора первой порции, — такое цементирование называется двухступенчатым с разрывом.

Третью пробку (верхняя пробка второй ступени) вводят в колонну после подачи всего расчетного объема раствора для цементирования второй ступени. За третьей пробкой в скважину нагнетают продавочную жидкость. Эта пробка задерживается в заливочной муфте и под давлением смещает вниз втулку, которая перекрывает отверстия. Резкое повышение давления сигнализирует о завершении цементирования. После этого скважину оставляют в покое для формирования цементного камня.

МАНЖЕТНЫЙ СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

Манжетный способ цементирования применяют в тех случаях, когда необходимо не допустить загрязнения цементным раствором продуктивных горизонтов с низким пластовым давлением или избежать попадания цементного раствора в зону расположения фильтра. Против нижней отметки интервала цементирования в обсадной колонне устанавливают муфту с проходными отверстиями для пропуска раствора в затрубное пространство и металлической или брезентовой манжетой снаружи.

При закачке цементного раствора манжета раскрывается и перекрывает затрубное пространство таким образом, что раствор может проходить только в одном направлении — вверх. Внутри колонны ниже муфты помещают клапан, который перекрывает доступ в нижнюю часть колонны.

 ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ ПОТАЙНЫХ КОЛОНН И СЕКЦИЙ

Спуск обсадной колонны секциями, а также потайной колонны осуществляют на колонне бурильных труб, с которой они соединены переводником с левой резьбой. Для цементирования секции и потайных колонн используют способ одноциклового цементирования с одной разделительной пробкой. Она состоит из двух частей: проходной пробки, имеющей наружный диаметр, соответствующий внутреннему диаметру цементируемых труб (она закрепляется шпильками на разъединителе нижнего конца бурильной колонны), и упругой пробки малого диаметра. которая может свободно проходить по колонне бурильных труб.

Упругую пробку вводят в бурильную колонну вслед за тампонажным раствором, под давлением продавочной жидкости она опускается до проходной пробки и задерживается в ней. Под воздействием возрастающего давления шпильки, удерживающие проходную пробку на бурильной колонне, срезаются, и обе пробки как одно целое перемещаются вниз до упорного кольца. Сигналом полного продавливания раствора в затрубное пространство служит повышение давления нагнетания.

Для промывки колонны бурильных труб от оставшегося в них цементного раствора в нижнем переводнике с помощью шара, сбрасываемого в колонну, открывают проточные отверстия. Потоком промывочной жидкости остатки цементного раствора вымываются из колонны.

СПОСОБ ОБРАТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

Под обратным цементированием понимается такой способ, когда цементный раствор с поверхности закачивают прямо в затрубное пространство, а находящийся там буровой раствор через башмак поступает в обсадную колонну и по ней выходит на поверхность.

Проблемы в первую очередь сложности контроля момента достижения цементным раствором низа обсадной колонны и надежного обеспечения высокого качества цементирования в этой наиболее ответственной части.

 УСТАНОВКА ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ

Цементный мост представляет собой цементный стакан в стволе высотой в несколько десятков метров, достаточном для создания падежной и непроницаемой изоляции.

При установке моста цементный раствор закачивают через колонну бурильных или насосно-компрессорных труб. спущенную до нижней отметки интервала установки моста. Чтобы обеспечить высокую прочность цементного камня, принимают меры по предупреждению смешивания цементного раствора с промывочной жидкостью (порцию цементного раствора отделяют буферной жидкостью, используют разделительные пробки и т.п.). По мере выдавливания цементного раствора в ствол скважины колонну поднимают и, когда ее нижний конец окажется выше уровня цементного раствора, промывают по методу обратной циркуляции.

Объем цементного раствора подсчитывают по размерам моста с учетом потерь раствора внутри бурильной колонны (до 10 % от внутреннего ее объема).

Чтобы цементный раствор, залитый в скважину, не погружался в промывочную жидкость, смешиваясь с ней, ниже места установки моста следует поместить тампон, пакер или иное разделяющее приспособление. Может быть применен стреляющий тампонажный снаряд, который позволяет выстреливать резиновый тампон в нужном месте в обсаженный ствол и тем самым создавать надежное перекрытие. Резиновый тампон может выдерживать перепад давления до 25 МПа.

⇐ Предыдущая19202122232425262728Следующая ⇒

Поделиться: