Способ цементирования скважин с аномально высокими пластовыми давлениями Советский патент 1986 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к способам цементирования скважин с аномально высокими пластовыми давлениями.

Целью изобретения является повышение эффективности цементирования скважин путем уменьшения колъматации продуктивных пластов фильтратом там- понажного раствора, а также повышение надежности предотвращения поглощений тампонажного раствора и флюиде- проявлений из скважин.

Способ осуществляют следующим образам.

Приготовляют тампонажный раствор по обычной технологии и закачивают его в скважину. Пробу раствора помещают в лабораторную мешалку и перемешивают в течение всего процесса цементирований скважины. В момент его окончания раствор из мешалки переливают в прибор для измерения статического напряжения сдвига (СНС) раствора и наблюдают изменение этой характеристики во времени. Так как уменьшение гидростатического дайле- ния столба тампонажного раствора происходит вследствие роста его СНС, то в момент когда СНС достигнет некоторого значения 0, при котором уста- 30 шается кольматация продуктивного .навлнвается равенство градиентов пластового и порового давления ташю- нажного раствора в скважк1не и возможен приток пластового флюида, в затрубном пространстве скБа;«инъ на устье начинают создавать давление с помощью цементировочных агрегатов.

При этом 0, рассчитывают по формуле

,25g(d, - dj) {рсо5ф р,Кд),(1)

где d . н г1,

Р и Рвнешний и знутреиний диаметры кольцевого пространства, м; плотность тампонажного раствора и его жидкой фазы кг/м Ср - угол наклона оси скважины к вертикали, град

Кд - коэффициент аномальности пластового давления {

g 9,81 М/С,. Скорость повышения даEjfCHHH в затрубном пространстве устанавливают пропорционально скорости роста СНС раствора в соответствии с фор.гулой

пласта фильтратом тампонажного ра вора. В противном случае (если да ление создают с момента снижения гидрастатики тампонажного раствор 35 фильтрат тампонажного раствора не избежно будет поступать в продуктивный пласт, так как создаваемое давление будет соответствовать на чальной гидростатике тампонажного 40 раствора, которое, в свою очередь принимают из условия предотвращен проявлений выше пластового на рег ламентированную величину. I

При равенстве порогового давле тампонажного раствора и пластовог давления опасность фпюидопроявлен исключается вследствие появления этому моменту напряжений сдвига т понажного раствора на контактах е со станками скважины и колонной, торое су(«1мируется с пороговым дав imeM тампонажного раствора.

Пример (выполнения предло женного способа),

При бурении сквашены на глубин м вскрыт пласт с аномально высоким пластовым давлением (К4 1 Диаметр скважикь d, 0,216 н, диам

45

50

5S

V аи.

(2)

и а

s

0

5

где V - оптимальная скорость повышения давления в затрубном пространстве. Па/мин; скорость роста СНС суспензии, Па/Мин;

коэффициент пропорциональности, рассчитываемый по формуле- -е-1; 9Т- 1 где L - расстояние от устья скважи- ны до кровли высоконапорного пласта, м;

9.- СНС тампонатшого раствора, при котором вся твердая фаза его зависает на стенках скважины и процесс уменьшения порового давления прекращается, Па; &J рассчитывают по формуле

,25g.(d( - dgXpcoscf-p,) (4) При достижении СНС раствора значения в 2 увеличение давления в затрубном пространств прекращают.

После времени ОЗЦ давление в затрубном пространстве сбрасывают.

При такой совокупности операций (оптимальном времени создания давления в затрубном пространстве) уменьшается кольматация продуктивного

пласта фильтратом тампонажного раствора. В противном случае (если давление создают с момента снижения гидрастатики тампонажного раствора) фильтрат тампонажного раствора неизбежно будет поступать в продуктивный пласт, так как создаваемое давление будет соответствовать начальной гидростатике тампонажного раствора, которое, в свою очередь, принимают из условия предотвращения проявлений выше пластового на регламентированную величину. I

При равенстве порогового давления тампонажного раствора и пластового давления опасность фпюидопроявлений исключается вследствие появления к этому моменту напряжений сдвига тампонажного раствора на контактах его со станками скважины и колонной, которое су(«1мируется с пороговым давле- imeM тампонажного раствора.

Пример (выполнения предложенного способа),

При бурении сквашены на глубине м вскрыт пласт с аномально высоким пластовым давлением (К4 1,65), Диаметр скважикь d, 0,216 н, диаметр

спущенной в нее обсадной колонны ,168 м. Угол отклонейия скважины от вертикали ср 0 . Скважину цементируют до устья тампонажным раствором плотностью р 2100 кг/м , затворенным на рапе плотностью р, 1180 кг/м . Значения б, и б для этих данных, рассчитанные по формулам (1) и (4), равны соответственно 18 и 108 Па. Коэффициент пропорциональности coi- ласно (3) равен ,710 .

сне раствора после того, как достигло значения 8f , увеличивалось в первые 30 мин со скоростью 0,7 Следовательно, скорость повьппения давления в затрубном пространстве в первые 30 мин устанавливают равной

V, 1,,,2-10 Па/мин, В дальнейшем СНС увеличивалось со скоростью 1,6 Па/мин. Соответствующая ей оптимальная скорость увеРедактор Н.Слободяник

Заказ 4888/24 .Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие г.Ужгород, ул.Проектная,4

личения давления на устье равна

V,, 1,,7. 10 Па/мин. Продолжительность увеличения давления с такой скоростью йЦ (90-0,7.30)/1,,5 мин,

а конечное давление, установленное в затрубном пространстве на периодОЗЦ, равно

,210 30 + 2,7-10 42,5

14,1 МПа.

Совокупность признаков предлагаемого изобретения позволяет, с одной стороны, избежать преждевременного и чрезмерного повышения давления на

пласт и, таким образом, исключить опасность его гидроразрыва, а с другой - надежно предотвратить приток пластового флюида в скважину в твердеющий тампонажный раствор, исключить

образование в нем вертикальных каналов, по которым возникают межпластовые перетоки.

Составитель В.Гришанон

Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар