О достоверности оценки сроков схватывания цементов в скважинам по лабораторным данным

 

Подбор рецептур тампонажного раствора для цементирования глубоких скважин основан на моделировании скважинных давлений и температур. Кроме времени загустевания и сроков схватывания, как правило, определяют прочность образующегося в результате схватывания тампонажного камня. Практика цементирования скважин в целом подтверждает возможность определения сроков схватывания тампонажного раствора в автоклавах, позволяющих создавать забойные давления и температуры.

Тем не менее, в литературе появляются сведения о том, что фактическое поведение тампонажных растворов в скважине не соответствует данным лабораторных анализов, например по срокам схватывания. Поскольку причины такого несоответствия выяснены недостаточно, подвергается сомнению возможность моделирования процессов схватывания и твердения тампонажных цементов в автоклавах, в частности возможность регламентирования времени ожидания затвердения цемента на основании данных о прочности тампонажного камня, твердеющего в автоклавных условиях.

Для выяснения этого вопроса было проведено сопоставление данных лабораторных и термоакустических исследований в период ОЗЦ после цементирования эксплуатационных колонн на скважинах Троицкой площади Краснодарского края, сведения о конструкции и цементировании которых приведены в табл.19 [42].

Таблица 19

Все три исследованные скважины пробурены в идентичных геологических условиях по одинаковой технологии. Скважины были предназначены для вскрытия IV нефтегазового горизонта, располагающегося в интервале от 1420 до 1520 м и имеющего пластовое давление приблизительно 15, 5 МПа, температуру около 60 °С.

Согласно программе проведения исследований, после цементирования эксплуатационной колонны и сброса давления на устье в скважину спускали в общем корпусе термометр ТЭГ-36 и АКЦ-1. При спуске замеряли температуру, а при подъеме - амплитуду акустической волны, проходящей по колонне . Спуск-подъем приборов производили несколько раз в течение 24 ч ОЗЦ.

Подробно рассмотрим условия цементирования и результаты исследований на одной из них - скв. 1244 Троицкой (результаты, полученные на остальных скважинах, были аналогичны). Низ эксплуатационной колонны был оборудован обратным клапаном ЦКОД-146, толщина стенки колонны 7 - 8 мм. Промывка перед цементированием длилась 1 ч 15 мин при расходе 20 л/с. Температура выходящего на устье бурового раствора в конце промывки равнялась 31 °С. При цементировании скважины в течение 1 ч было закачано 19 м³ портландцементного растворов (вторая порция). Обе порции приготовили на воде, в 1 м³ которой содержалось 12 л концентрата ССБ плотностью 1, 16 г/см³. Температура закачанного раствора составляла 17 - 19 °С. Тампонажный раствор продавливали в течение 23 мин буровым раствором плотностью 1, 24 - 1, 28 г/см³. Объем продавочной жидкости - 24 м³. Момент " стоп" был получен при давлении на устье 11 МПа через 1 ч 26 мин после начала цементирования.

На рис.97 представлены результаты исследований, которые удобно рассмотреть по интервалам размещения первой и второй порций тампонажного раствора.

Вторая порция размещалась в интервале 1330-1550 м. Через 7 ч после окончания цементирования (см. рис.97, ), следовательно, тампонажный раствор уже схватился. Такой результат вполне согласуется с лабораторными данными (см. рис.97, ). Ввиду завершения схватывания и снижения тепловыделения из твердеющего раствора, нагрев приствольной зоны сменяется охлаждением в период между температурными замерами, проведенными через 9 и 13 ч (см. рис. 97, ).

Рис.97. Сопоставление результатов термоакустических и лабораторных исследований в скв. 1244 Троицкой площади: - цементограммы через 7 (1) и 19 (2) ч; - сроки начала (3) и конца (4) схватывания тампонажного раствора по данным лабораторных анализов; - термограммы через 7(5), 9(6), 13(7) и 19(8) ч после окончания цементирования; - кавернограмма (9)

В интервале 1230 - 1330 м, где находилась зона смешивания первой и второй порций, между 7- и 19-часовыми замерами АКЦ снижается до нуля (см. рис. 97.а), что свидетельствует о завершении схватывания смеси в этот период. Очевидно, наличие гельцемента в твердеющей смеси замедляет ее схватывание.

Схватывание первой порции тампонажного раствора, размещенного в интервале 150 - 1230 м, трудно установить по данным температурных замеров и АКЦ, поскольку тепловыделение и упруго-прочностные характеристики гельцементной массы значительно ниже, чем портландцемента. Тем не менее и здесь имеются признаки подтверждающие сходимость геофизических данных с лабораторными данными (см. рис.97.б).По данным термометрии в период последнего (19-часового) спуска приборов схватывание гельцементного раствора плотностью 1, 40 г/см³ завершено на глубине, превышающей 850 м. Замеры АКЦ также показали уменьшение особенно заметное ниже 850 м. О начале схватывания гельцементного раствора, расположенного выше 850 м, свидетельствует подъем температуры между 13- и 19-часовыми замерами в интервале каверн под башмаком кондуктора (см. рис. 97.в, г).

Таким образом, проведенные исследования показали, что можно с достаточной точностью определять сроки схватывания тампонажного раствора в лабораторных условиях, если последние и рецептура проб максимально приближены к скважинным.

⇐ Предыдущая22232425262728293031Следующая ⇒

Поделиться: