СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН Российский патент 2003 года по МПК E21B33/14 

Настоящее изобретение относится к области цементирования водяных, нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при заканчивании скважин в процессе бурения или проведении ремонта скважин для борьбы с выносом песка из слабосцементированных и несцементированных продуктивных пластов.

Известна селективная технология для изоляции продуктивного пласта, включающая постановку надувных пакеров, зафиксированных на обоих концах корпуса, охватывающего с зазором обсадную колонну с образованием с ней кольцевого перепускного канала [1].

Недостатком известной технологии является ненадежность изоляции и разобщения продуктивных горизонтов, особенно при использовании для ремонта скважин, вышедших из строя в связи с длительностью эксплуатации и образованием каверн и выводов в стволе скважины и нарушением изоляции обсаженной части и сообщением нескольких продуктивных горизонтов.

Известен также способ бетонирования нефтяных и газовых скважин [2].

Способ включает закачку в обсадную колонну воды или воздуха под давлением с последующим их сбросом и закачкой бетонного раствора в безнапорном режиме.

Известный способ мало эффективен для ремонта скважин с несколькими водоносными горизонтами, так как выход из строя большинства скважин обусловлен нарушением изоляции между пластами и сообщением их.

Наиболее близким является способ цементации скважин [3].

Способ включает спуск в скважину эксплуатационной колонны с фильтром, образование в зоне фильтра гравийной набивки и подачу цементного раствора в затрубное пространство.

Недостатком известного способа является невозможность надежной изоляции и разобщения нескольких продуктивных пластов, особенно при необходимости ремонта скважин с нарушенной изоляцией и сообщением продуктивных горизонтов.

В задачу настоящего изобретения ставится создание способа, обеспечивающего подачу цементного раствора в затрубное пространство в безнапорном режиме за счет откачки и понижения уровня жидкости в скважине, что обеспечивает надежную изоляцию и разобщение продуктивных горизонтов.

Поставленная задача решается путем спуска в скважину эксплутационной колонны с фильтром, образования в зоне фильтра гравийной набивки, подачи цементного раствора в затрубное пространство и откачки скважины, причем подачу цементного раствора и откачку скважины производят совместно.

Кроме того, образование гравийной набивки в кольцевом пространстве в зоне фильтра производят с одновременной откачкой скважины, причем гравийную набивку обеспечивают до уровня выше динамического уровня откачиваемой жидкости скважины, а промежуток незаполненной части между нижним торцом обсадной колонны скважины и уровнем гравийной набивки высотой не менее 2 м.

Способ цементирования скважины осуществляется следующим образом.

Спускают в скважину эксплуатационную колонну, вновь пробуренную или подлежащую ремонту, предварительно расширив ствол в зоне установки фильтра.

После посадки колонны на забой спускают в скважину откачивающее оборудование и в процессе откачки скважины подают в затрубное пространство гравий.

Уровень набавки гравия при этом доводят до динамического откачиваемой воды из скважины с учетом выноса остатков бурового шлама, мелких фракций набивки и песка.

Промежуток для цементации над гравийной набивкой и нижним торцом обсадной колонны скважины обеспечивают не менее 2 м.

Цементный раствор подают в затрубное кольцевое пространство на гравийную набивку и выше во время откачки и понижения уровня жидкости в скважине.

При этом цементный раствор вначале заполняет кольцевое пространство над гравийной набивкой, а затем под напором подаваемого раствора проникает в образовавшиеся каверны в затрубном пространстве обсадной колонны.

Накачку цементного раствора при ремонте скважины производят на всю высоту эксплуатационной колонны. После цементации скважина вводится в эксплуатацию.

Технический результат.

1. Подача цементного раствора в затрубное кольцевое пространство скважины с пониженным уровнем жидкости в ней позволяет обеспечивать большую нисходящую скорость цементного раствора и высокое качество цементации.

2. Сокращаются сроки и затраты по цементации за счет исключения операции закачки продавочной жидкости.

3. Снижаются ограничения по высоте цементации.

Пример осуществления способа.

Ремонту и реконструкции подлежит вышедшая из строя в связи с длительной эксплуатацией скважина 10272/17 каширского водоносного горизонта водозабора "Луковский лес", г. Рязань.

Скважина безфильтровая, глубина 104 м, обсажена на глубину 50 м от устья обсадной колонной 426 мм, до выхода из строя эксплуатировалась с применением насосов типа ЭЦВ 10-63-110.

Конкретные причины прекращения эксплуатации скважины: повышенная мутность откачиваемой воды и повышенное содержание общего железа.

Для ремонта скважины производят следующие операции:
1. Очистку ствола скважины и расширение прифильтровой зоны 50-104 м до 450 мм.

2. Спуск обсадной колонны ⊘273 мм с фильтром в нижней части длиной 45 м.

3. Спуск эрлифтной откачивающей колонны и промывка затрубного пространства скважины.

4. Откачка скважины с одновременной засыпкой гравия с крупностью фракций от 0,5 до 10 мм до уровня 57,5 м от устья скважины и подсыпка по мере выноса мелких фракций и песка и образования естественного фильтра.

5. Замер динамического уровня, для данной скважины он составляет 60 м от устья скважины.

6. Подачу цементного раствора в затрубное пространство до выхода на устье.

7. После цементации откачку скважины прекращают до полного закрепления и изоляции горизонтов, после этого производят контрольную кратковременную откачку и подъем откачивающего и монтаж насосного оборудования.

Источники информации
1. Патент США 3456725, кл. 166-147, 1969.

2. Патент РФ 2081299, (51)6 Е 21 В 33/14, 1997.

3. Авторское свидетельство СССР 1745895 (51)5 Е 21 В 33/14, 07.07.1992.

Изобретение относится к области цементирования водяных, нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при заканчивании скважин в процессе бурения или при проведении ремонта скважин для борьбы с выносом песка из слабосцементированных и несцементированных продуктивных пластов. Обеспечивает надежную изоляцию и разобщение продуктивных пластов. Сущность изобретения: спускают в скважину эксплуатационную колонну с фильтром. Откачивают скважину и одновременно образуют гравийную набивку и подают цементный раствор в затрубное пространство. Гравийную набивку образуют в кольцевом пространстве в зоне фильтра. Обеспечивают уровень гравийной набивки выше динамического уровня откачиваемой жидкости. Промежуток незаполненной части между нижним торцом обсадной колонны скважины и уровнем гравийной набивки обеспечивают высотой не менее 2 м.

Способ цементирования скважины, включающий спуск в скважину эксплуатационной колонны с фильтром, образование в зоне фильтра гравийной набивки, подачу цементного раствора в затрубное пространство и откачку скважины, отличающийся тем, что образование гравийной набивки в кольцевом пространстве в зоне фильтра и подачу цементного раствора в затрубное пространство производят совместно с откачкой скважины, причем обеспечивают уровень гравийной набивки выше динамического уровня откачиваемой жидкости, а промежуток незаполненной части между нижним торцом обсадной колонны скважины и уровнем гравийной набивки обеспечивают высотой не менее 2 м.