СПОСОБ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИНЫ Российский патент 2015 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при ступенчатом цементировании скважины.

Известен способ ступенчатого цементирования, включающий цементирование первой ступени обсадной колонны с верхней продавочной пробкой, открывание отверстий в цементировочной муфте, цементирование второй ступени с повышением давления в колонне до величины, необходимой для продавки тампонажного раствора в заколонное пространство на установленную высоту, и сбрасывание давления в обсадной колонне (Временное руководство по применению пакера для двухступенчатого и манжетного цементирования. М.: ВНИИБТ, 1974 г.)

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ ступенчатого цементирования, включающий цементирование первой ступени, ввод в колонну нижней пробки для открытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты, периодическую промывку ствола скважины через циркуляционные отверстия в период ожидания затвердения цемента первой ступени, цементирование второй ступени с вводом в колонну верхней пробки для закрытия циркуляционных отверстий муфты. Нижняя пробка создает в обсадной колонне перегородку, которая необходима при ступенчатом цементировании для исключения возможности попадания тампонажного раствора второй ступени в колонну ниже цементировочной муфты (Булатов А.И. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. М.: «Недра», 1977 г., с. 217, 218 - прототип).

Общим недостатком известных технических решений является опасность преждевременного открытия муфты ступенчатого цементирования при цементировании первой ступени и ее неоткрытие при цементировании второй ступени. И в том, и в другом случае возникает необходимость ремонта скважины с подъемом обсадной колонны и заменой муфты ступенчатого цементирования.

В предложенном изобретении решается задача повышения надежности работы оборудования при ступенчатом цементировании скважины.

Задача решается тем, что в способе ступенчатого цементирования скважины, включающем цементирование первой ступени, ввод в колонну нижней пробки для открытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования, периодическую промывку ствола скважины через циркуляционные отверстия в период ожидания затвердения цемента первой ступени, цементирование второй ступени с вводом в колонну верхней пробки для закрытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования, согласно изобретению при цементировании первой ступени продавливают тампонажный цемент порциями бурового раствора, воды и снова бурового раствора с установкой тампонажного цемента в затрубном пространстве выше муфты ступенчатого цементирования, а порции воды в обсадной колонне в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования при ожидании затвердения цемента первой ступени проводят циклическую циркуляцию бурового раствора по обсадной колонне через цементировочную муфту ступенчатого цементирования с выходом на устье через затрубное пространство до полного удаления тампонажного цемента в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования, после затвердения тампонажного цемента первой ступени при цементировании второй ступени по обсадной колонне прокачивают порцию буферного раствора и расчетный объем тампонажного цемента, размещают верхнюю пробку и продавливают технической водой до размещения пробки в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования и перекрытия отверстий последней, повышают давление в обсадной колонне на 0,5-1,5 МПа выше рабочего при закачке до закрытия отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования и проводят ожидание затвердения цемента, а при освоении скважины разбуривают верхнюю пробку.

В качестве буферного раствора используют водный раствор поверхностно-активного вещества и триполифосфата натрия.

Сущность изобретения

Ступенчатое цементирование скважины вызывает опасность преждевременного открытия муфты ступенчатого цементирования при цементировании первой ступени и ее неоткрытие при цементировании второй ступени. Существующие технические решения не в полной мере устраняют эти сложности. В предложенном изобретении решается задача повышения надежности работы оборудования при ступенчатом цементировании скважины. Задача решается следующим образом.

При ступенчатом цементировании скважины проводят цементирование первой ступени, ввод в колонну нижней пробки для открытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования, периодическую промывку ствола скважины через циркуляционные отверстия в период ожидания затвердения цемента первой ступени, цементирование второй ступени с вводом в колонну верхней пробки для закрытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования. При цементировании первой ступени продавливают тампонажный цемент порциями бурового раствора, воды и снова бурового раствора с установкой тампонажного цемента в затрубном пространстве выше муфты ступенчатого цементирования, а порции воды в обсадной колонне в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования. Размещение порции воды в интервале муфты необходимо для того, чтобы не испортить буровой раствор цементным раствором, т.к. при смешивании бурового раствора с цементным, буровой раствор меняет свои реологические свойства.

При ожидании затвердения цемента первой ступени проводят циклическую циркуляцию бурового раствора по обсадной колонне через цементировочную муфту ступенчатого цементирования с выходом на устье через затрубное пространство до полного удаления тампонажного цемента в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования. После затвердения тампонажного цемента первой ступени при цементировании второй ступени по обсадной колонне прокачивают порцию буферного раствора и расчетный объем тампонажного цемента, размещают верхнюю пробку и продавливают технической водой до размещения пробки в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования и перекрытия отверстий последней. Повышают давление в обсадной колонне на 0,5-1,5 МПа выше рабочего при закачке до закрытия отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования и проводят ожидание затвердения цемента, а при освоении скважины разбуривают верхнюю пробку. Повышение давления необходимо для того, чтобы срезать штифты на стакане муфты ступенчатого цементирования, который закрывает окна.

В качестве буферного раствора используют водный раствор поверхностно-активного вещества и триполифосфата натрия. Это необходимо, чтобы удалить корку со стенок скважины.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Выполняют ступенчатое цементирование скважины глубиной 2026 м. Скважина оборудована обсадной колонной диаметром 146 мм с цементировочной муфтой ступенчатого цементирования на глубине 880 м. Проводят цементирование первой ступени, для чего закачивают в колонну тампонажный цемент, вводят в колонну нижнюю пробку, продавливают тампонажный цемент порциями бурового раствора, воды и снова бурового раствора с установкой тампонажного цемента в затрубном пространстве выше муфты ступенчатого цементирования, а порции воды в обсадной колонне в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования. Ожидают затвердения цемента первой ступени. При этом проводят циклическую циркуляцию бурового раствора по обсадной колонне через цементировочную муфту ступенчатого цементирования с выходом на устье через затрубное пространство до полного удаления тампонажного цемента в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования по режиму 1 час - прокачка, 1 час - остановка. Через 8 часов приступают к цементированию второй ступени.

При цементировании второй ступени по обсадной колонне прокачивают порцию буферного раствора и расчетный объем тампонажного цемента, размещают верхнюю пробку, продавливают технической водой. Повышают давление в обсадной колонне на 0,5 МПа выше рабочего при закачке до закрытия отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования и проводят ожидание затвердения цемента. При освоении скважины разбуривают верхнюю пробку. В качестве буферного раствора используют водный раствор, содержащий 0,1% поверхностно-активного вещества МЛ-81Б и 0,1% триполифосфата натрия.

Пример 2. Выполняют, как пример 1.

Проводят цементирование первой ступени, для чего закачивают в колонну тампонажный цемент, вводят в колонну нижнюю пробку, продавливают тампонажный цемент порциями бурового раствора, воды и снова бурового раствора с установкой тампонажного цемента в затрубном пространстве выше муфты ступенчатого цементирования, а порции воды в обсадной колонне в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования. Ожидают затвердения цемента первой ступени. При этом проводят циклическую циркуляцию бурового раствора по обсадной колонне через цементировочную муфту ступенчатого цементирования с выходом на устье через затрубное пространство до полного удаления тампонажного цемента в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования по режиму 0,5 часа - прокачка, 0,5 часа - остановка. Через 6 часов приступают к цементированию второй ступени.

При цементировании второй ступени по обсадной колонне прокачивают порцию буферного раствора и расчетный объем тампонажного цемента, размещают верхнюю пробку, продавливают технической водой. Повышают давление в обсадной колонне на 1,0 МПа выше рабочего при закачке до закрытия отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования и проводят ожидание затвердения цемента. При освоении скважины разбуривают верхнюю пробку. В качестве буферного раствора используют водный раствор, содержащий 0,2% поверхностно-активного вещества МЛ-70 и 0,2% триполифосфата натрия.

Пример 3. Выполняют, как пример 1.

Проводят цементирование первой ступени, для чего закачивают в колонну тампонажный цемент, вводят в колонну нижнюю пробку, продавливают тампонажный цемент порциями бурового раствора, воды и снова бурового раствора с установкой тампонажного цемента в затрубном пространстве выше муфты ступенчатого цементирования, а порции воды в обсадной колонне в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования. Ожидают затвердения цемента первой ступени. При этом проводят циклическую циркуляцию бурового раствора по обсадной колонне через цементировочную муфту ступенчатого цементирования с выходом на устье через затрубное пространство до полного удаления тампонажного цемента в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования по режиму 1,5 часа - прокачка, 1,5 часа - остановка. Через 4 часа приступают к цементированию второй ступени.

При цементировании второй ступени по обсадной колонне прокачивают порцию буферного раствора и расчетный объем тампонажного цемента, размещают верхнюю пробку, продавливают технической водой. Повышают давление в обсадной колонне на 1,5 МПа выше рабочего при закачке до закрытия отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования и проводят ожидание затвердения цемента. При освоении скважины разбуривают верхнюю пробку. В качестве буферного раствора используют водный раствор, содержащий 0,3% поверхностно-активного вещества МЛ-80 и 0,3% триполифосфата натрия.

В результате по примерам 1-3 удается зацементировать скважину от забоя до устья без сбоев при цементировании.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при ступенчатом цементировании скважины. При ступенчатом цементировании скважины проводят цементирование первой ступени, ввод в колонну нижней пробки для открытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования, периодическую промывку ствола скважины через циркуляционные отверстия в период ожидания затвердения цемента первой ступени, цементирование второй ступени с вводом в колонну верхней пробки для закрытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования. При цементировании первой ступени продавливают тампонажный цемент порциями бурового раствора, воды и снова бурового раствора с установкой тампонажного цемента в затрубном пространстве выше муфты ступенчатого цементирования, а порции воды в обсадной колонне в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования, при ожидании затвердения цемента первой ступени проводят циклическую циркуляцию бурового раствора по обсадной колонне через цементировочную муфту ступенчатого цементирования с выходом на устье через затрубное пространство до полного удаления тампонажного цемента в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования, после затвердения тампонажного цемента первой ступени при цементировании второй ступени по обсадной колонне прокачивают порцию буферного раствора и расчетный объем тампонажного цемента, размещают верхнюю пробку и продавливают технической водой до размещения пробки в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования и перекрытия отверстий последней, повышают давление в обсадной колонне на 0,5-1,5 МПа выше рабочего при закачке до закрытия отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования и проводят ожидание затвердения цемента, а при освоении скважины разбуривают верхнюю пробку. В качестве буферного раствора используют водный раствор поверхностно-активного вещества и триполифосфата натрия. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Способ ступенчатого цементирования скважины, включающий цементирование первой ступени, ввод в колонну нижней пробки для открытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования, периодическую промывку ствола скважины через циркуляционные отверстия в период ожидания затвердения цемента первой ступени, цементирование второй ступени с вводом в колонну верхней пробки для закрытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования, отличающийся тем, что при цементировании первой ступени продавливают тампонажный цемент порциями бурового раствора, воды и снова бурового раствора с установкой тампонажного цемента в затрубном пространстве выше муфты ступенчатого цементирования, а порции воды в обсадной колонне в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования, при ожидании затвердения цемента первой ступени проводят циклическую циркуляцию бурового раствора по обсадной колонне через цементировочную муфту ступенчатого цементирования с выходом на устье через затрубное пространство до полного удаления тампонажного цемента в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования, после затвердения тампонажного цемента первой ступени при цементировании второй ступени по обсадной колонне прокачивают порцию буферного раствора и расчетный объем тампонажного цемента, размещают верхнюю пробку и продавливают технической водой до размещения пробки в интервале цементировочной муфты ступенчатого цементирования и перекрытия отверстий последней, повышают давление в обсадной колонне на 0,5-1,5 МПа выше рабочего при закачке до закрытия отверстий цементировочной муфты ступенчатого цементирования и проводят ожидание затвердения цемента, а при освоении скважины разбуривают верхнюю пробку.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве буферного раствора используют водный раствор поверхностно-активного вещества и триполифосфата натрия.