СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ КОЛОННЫ ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ СКВАЖИНЫ Российский патент 2015 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к области нефтедобычи, а, в частности к ремонту нефтяных скважин путем спуска дополнительной колонны и ее последующего цементирования.

Эксплуатационная колонна (ЭК) скважин, эксплуатируемых более 10 лет, наиболее подвержена возникновению нарушений герметичности. Существующая методика герметизации эксплуатационной колонны цементной заливкой не позволяет обеспечить длительную эксплуатацию скважины, в связи с чем на скважинах с двумя и более нарушениями предусматривается спуск и цементирование дополнительной колонны. Внедрение дополнительной колонны восстанавливает работоспособность скважины и обеспечивает герметичность ЭК более чем на 10 лет.

Известен способ ремонта эксплуатационной колонны путем спуска в скважину и цементирования дополнительной колонны (Амиров А.Д., Карапетов К.Α., Лемберанский Ф.Д. и др. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин. М., Недра, 1979, стр. 207). После спуска дополнительной колонны в скважину выполняются тампонажные работы с целью подъема цементного раствора за дополнительной колонной.

Однако при формировании цементного кольца за дополнительной колонной 1 согласно известному способу (фиг. 1) в скважине образуется водяной пояс из-за фильтрации жидкой фазы цементного раствора в нарушение ЭК, а также в интервалы перфорации. Образование водяного пояса нарушает монолитность цементного кольца и тем самым снижает несущую способность цементного камня. Неуправляемая фильтрация жидкой фазы цементного раствора в нарушение ЭК и в интервалы перфорации, протекающая в начальный период ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента) под действием веса столба цементного раствора, влечет за собой недостаточную высоту подъема цементного раствора за дополнительной колонной, тем самым оголяя верхнюю часть дополнительной колонны 1 (см. фиг. 1), и ухудшает качество проведения тампонажных работ.

Задачей настоящего изобретения является выполнение ремонта скважины путем спуска дополнительной колонны и ее последующего цементирования.

Поставленная задача решается способом цементирования дополнительной колонны, включающим в себя этапы, на которых:

- проводят геофизические исследования скважины для определения состояния ЭК, местоположений интервалов нарушений и интервалов перфорации;

- на основании результатов геофизических исследований определяют длину цементируемой дополнительной колонны, количество и места установки уплотнительных устройств на дополнительной колонне из расчета их последующего расположения выше и ниже интервалов нарушений и над верхней границей интервала перфорации;

- выполняют сборку компоновки дополнительной колонны путем установки уплотнительных устройств в соответствии с данными, полученными на этапе определения мест установки уплотнительных устройств, и путем установки жестких центраторов выше и ниже от уплотнительных устройств, причем установку уплотнительных устройств осуществляют следующим образом: на дополнительную колонну снизу одевают верхнее ограничительное кольцо, резиновую уплотнительную манжету самоуплотняющегося типа, конусообразный упор с жесткими лепестками и зазорами, обеспечивающими проход цементного раствора, причем ограничительное кольцо и конусообразный упор жестко закрепляют на дополнительной колонне;

- спускают и устанавливают компоновку дополнительной колонны в скважину на глубину, определенную в соответствии с результатами геофизических исследований;

- спускают в скважину оборудование для закачки цементного раствора;

- осуществляют подготовку расчетного объема цементного раствора и закачку его в дополнительную колонну;

- осуществляют закачку в дополнительную колонну продавочной жидкости таким образом, чтобы цементный раствор заполнил межколонное пространство;

- оставляют скважину на время ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента).

Техническим результатом является повышение эффективности осуществления ремонта скважины.

На фиг. 1 представлен случай цементирования дополнительной колонны согласно предшествующему уровню техники.

На фиг. 2 представлен случай цементирования дополнительной колонны согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Один из вариантов осуществления способа содержит следующие этапы.

Проводят геофизические исследования скважины для определения технического состояния ЭК, местоположений интервалов нарушений ЭК и интервалов перфорации. Исследования проводятся известными способами, включающими в себя: термометрию, дебитометрию, гамма- (ГК) и нейтронный каротаж (НГК) и другие.

Далее на основании результатов геофизических исследований определяют длину цементируемой дополнительной колонны 1, количество и места установки уплотнительных устройств 2 на дополнительной колонне 1. Длина цементируемой дополнительной колонны 1 определяется протяженностью негерметичного участка ЭК, техническим состоянием колонны. Количество уплотнительных устройств 2, подлежащих установке на дополнительной колонне 1, зависит от количества и расположения интервалов нарушений и интервалов перфорации, располагающихся в интервале ЭК, подлежащем ремонту. Места установки уплотнительных устройств 2 определяют таким образом, чтобы после установки компоновки дополнительной колонны в скважине упомянутые уплотнительные устройства 2 располагались выше и ниже интервалов нарушений и над верхней границей интервала перфорации. Возможны и другие варианты установки уплотнительных устройств. Предпочтительно, упомянутые уплотнительные устройства 2 должны располагаться на расстоянии 8-12 м выше и ниже интервалов нарушений. Более предпочтительно, упомянутые уплотнительные устройства 2 должны располагаться на расстоянии 10 м выше и ниже интервалов нарушений. Также предпочтительно уплотнительное устройство 2 должно располагаться над верхней границей интервала перфорации на расстоянии 8-12 м. Более предпочтительно уплотнительное устройство 2 должно располагаться над верхней границей интервала перфорации на расстоянии 10 м. Стоит отметить, что упомянутые предпочтительные расстояния расположения уплотнительных устройств от интервалов нарушений и интервалов перфорации могут изменяться в зависимости от конкретных условий в скважине, т.е. в зависимости от количества интервалов нарушений, от их взаимного расположения, от протяженности негерметичного участка ЭК и т.д.

В варианте осуществления, представленном на фиг. 2, имеется один интервал нарушения и один интервал перфорации. Таким образом, необходимо установить на дополнительной колонне три уплотнительных устройства 2. Два из упомянутых уплотнительных устройств 2 необходимо установить выше и ниже интервала нарушения, а третье уплотнительное устройство 2 - над интервалом перфорации.

Затем выполняют сборку компоновки дополнительной колонны. Сборку осуществляют путем установки уплотнительных устройств 2 на дополнительную колонну 1 в соответствии с данными, полученными на этапе определения мест установки уплотнительных устройств 2. Непосредственно сверху и снизу от уплотнительных устройств 2 устанавливают жесткие центраторы. Применение жестких центраторов позволяет избежать смещений при установке компоновки дополнительной колонны в скважине. Установка уплотнительных устройств 2 содержит этапы, на которых одевают снизу на дополнительную колонну 1 верхнее ограничительное кольцо, резиновую уплотнительную манжету самоуплотняющегося типа, конусообразный упор с жесткими лепестками и зазорами, обеспечивающими проход цементного раствора. Ограничительное кольцо и конусообразный упор жестко закрепляют на дополнительной колонне специальными клиньями.

Спускают и устанавливают компоновку дополнительной колонны в скважину на глубину, определенную в соответствии с результатами геофизических исследований.

Спускают в скважину оборудование для закачки цементного раствора.

Осуществляют подготовку расчетного объема цементного раствора и закачку его в дополнительную колонну 1. Объем цементного раствора рассчитывают так, чтобы полностью заполнить пространство за дополнительной колонной 1, при этом следует учесть потери на смешивание со скважинной и продавочной жидкостью, потери в осреднительной емкости и т.д.

Затем осуществляют закачку в дополнительную колонну 1 продавочной жидкости. Закачку необходимо осуществлять таким образом, чтобы цементный раствор заполнил межколонное пространство. При этом во избежание попадания разбавленного цементного раствора в межколонное пространство объем продавочной жидкости необходимо уменьшить на 0,1 м³ по сравнению с расчетным.

Во время проведения закачки продавочной жидкости и ОЗЦ исключается возможность неуправляемой фильтрации жидкой фазы цементного раствора в нарушение ЭК благодаря установленным уплотнительным устройствам 2. Резиновая уплотнительная манжета самоуплотняющегося типа уплотнительных устройств 2 пропускает через себя цементный раствор до расчетной высоты ЭК при продавливании цементного раствора продавочной жидкостью, а затем путем уплотнения резиновых элементов под действием веса столба цементного раствора изолирует нарушения ЭК. Уплотнительное устройство 2, установленное выше интервала нарушения и интервала перфорации, предотвращает фильтрацию цементного раствора в упомянутые интервалы под действием веса столба цементного раствора, расположенного над упомянутыми интервалами. Уплотнительное устройство 2, установленное ниже интервала нарушения, предотвращает уход цементного раствора вниз в межколонном пространстве, тем самым обеспечивая надежное цементирование интервала нарушения ЭК.

Таким образом, исключается уход раствора в интервалы нарушений и перфорации и обеспечивается необходимая высота подъема цемента за дополнительной колонной 1. Затем оставляют скважину на время ОЗЦ.

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к ремонту скважин. Техническим результатом является повышение эффективности осуществления ремонта скважин. Предложен способ цементирования дополнительной колонны, включающий в себя этапы, на которых: проводят геофизические исследования скважины для определения состояния ЭК, местоположений интервалов нарушений и интервалов перфорации; спускают и устанавливают компоновку дополнительной колонны в скважину на глубину, определенную в соответствии с результатами геофизических исследований; спускают в скважину оборудование для закачки цементного раствора; осуществляют подготовку расчетного объема цементного раствора и закачку его в дополнительную колонну; осуществляют закачку в дополнительную колонну продавочной жидкости таким образом, чтобы цементный раствор заполнил межколонное пространство; оставляют скважину на время ожидания затвердевания цемента. При этом на основании результатов геофизических исследований определяют длину цементируемой дополнительной колонны, количество и места установки уплотнительных устройств на дополнительной колонне из расчета их последующего расположения на расстоянии 8-12 м выше и ниже интервалов нарушений и на расстоянии 8-12 м над верхней границей интервала перфорации. А сборку компоновки дополнительной колонны выполняют путем установки уплотнительных устройств в соответствии с данными, полученными на этапе определения мест установки уплотнительных устройств, и путем установки жестких центраторов выше и ниже от уплотнительных устройств, причем установку уплотнительных устройств осуществляют следующим образом: на дополнительную колонну снизу одевают верхнее ограничительное кольцо, резиновую уплотнительную манжету самоуплотняющегося типа, конусообразный упор с жесткими лепестками и зазорами, обеспечивающими проход цементного раствора, причем ограничительное кольцо и конусообразный упор жестко закрепляют на дополнительной колонне. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ цементирования дополнительной колонны, включающий в себя этапы, на которых:
- проводят геофизические исследования скважины для определения состояния ЭК, местоположений интервалов нарушений и интервалов перфорации;
- на основании результатов геофизических исследований определяют длину цементируемой дополнительной колонны, количество и места установки уплотнительных устройств на дополнительной колонне из расчета их последующего расположения на расстоянии 8-12 м выше и ниже интервалов нарушений и на расстоянии 8-12 м над верхней границей интервала перфорации;
- выполняют сборку компоновки дополнительной колонны путем установки уплотнительных устройств в соответствии с данными, полученными на этапе определения мест установки уплотнительных устройств, и путем установки жестких центраторов выше и ниже от уплотнительных устройств, причем установку уплотнительных устройств осуществляют следующим образом: на дополнительную колонну снизу одевают верхнее ограничительное кольцо, резиновую уплотнительную манжету самоуплотняющегося типа, конусообразный упор с жесткими лепестками и зазорами, обеспечивающими проход цементного раствора, причем ограничительное кольцо и конусообразный упор жестко закрепляют на дополнительной колонне;
- спускают и устанавливают компоновку дополнительной колонны в скважину на глубину, определенную в соответствии с результатами геофизических исследований;
- спускают в скважину оборудование для закачки цементного раствора;
- осуществляют подготовку расчетного объема цементного раствора и закачку его в дополнительную колонну;
- осуществляют закачку в дополнительную колонну продавочной жидкости таким образом, чтобы цементный раствор заполнил межколонное пространство;
- оставляют скважину на время ожидания затвердевания цемента.

2. Способ по п. 1, причем уплотнительные устройства расположены на расстоянии 10 м выше и ниже интервалов нарушений.

3. Способ по п. 1, причем уплотнительное устройство расположено над верхней границей интервала перфорации на расстоянии 10 м.