Способ цементирования скважин Советский патент 1987 года по МПК E21B33/13 

25

Изобретение относится к бурению кважин, в частности к способам цеентирования скважин с аномально вы- пластовыми давлениями.

Целью изобретения является повы- ение качества цементирования скважин случаях заполнения их заколонного ространства цементным и буровым расторами за счет оптимизации режима противодавления на проявляющий пласт. tO

Способ осуществляют следующим образом.

Приготовленный цементный раствор по обычной технологии закачивают в скважину. Пробу раствора помещают в 15 лабораторную мешалку и перемешивают в течение;всего процесса цементирова-- ния скважины. В момент его окончания раствор из мешалки переливают в прибор для измерения статического напря- 20 жения сдвига (СНС) раствора и отмечают изменение этой характеристики йо времени.

В другом таком же приборе измеряют изменение СНС во времени бурового раствора последней пачки, вытесненной из затрубного пространства при цементировании скважины.

Так как уменьшение гидростатического давления составного столба бзфо- вого и тампонажного растворов происходит вследствие роста СНС этих растворов, то при достижении СНС одного из растворов величины

35 е 0,25 q (dj- dp ( j-cos i )

начинают повьш1ать давление на устье, где d и d- - внешний и внутренний диаметры кольце- 40 вого пространства, м; - плотность данного раствора и его жидкой фазы, ; кг/м , Ч - угол наклона оси сква- жины к вертикали на участке, заполненном данным раствором, град,

к.- коэффициент аномаль- 50 ности пластового давления, (J 9,81 м/с. Скорость повышения давления на устье в начальный момент устанавливают пропорционально скорости роста СНС 55 .данного раствора в соответствии с формулой

г ft

V

1 о

f,4 - o7-0; «

где 1 - высота столба данного раствора в скважине, MJ и - скорость роста его СНС,

Па/минj

причем Oj рассчитывают по формуле (2), т.е,

0 0,25 q ( d)( - Р, (3)

где обозначения те же, что и в формуле (1).

При достижении СНС второго раствора величины © повышение давления продолжают со скоростью

5

5 0

35

40

50 55

ЕЕ и

U Uu

v(,4 -lHg-4i --9- ; f-),(«

ZB IB 2Ц 1Ц

и 1 ц рассчитывают по формуле (1), a02g формуле (3) с подставкой В них соответствующих индексам (Б - буровой, Ц - цементный раствор) характеристик.

При достижении СНС первого раствора величины Oj скорость увеличения давления на устье уменьшают на величину Vg. Заканчивают подъем давления на устье, когда СНС второго раствора достигнет величины &2

Так как для буровых растворов характерен ограниченный рост СНС во времени, то в случаях, когда наиболь- ,шее значение СНС раствораО оказывается меньше Qj повьш1ение давления прекращают в момент достижения СНС бурового раствора величиныО да ,

Пример. При бурении скважины на глубине 2000 м вскрыт пласт с аномально высоким пластовым давлением (к 1,60). Диаметр скважины d, 0,2.16 м, а диаметр спущенной в нее обсадной колонны d 0,168 м. Скважину цементируют раствором плотностью | ц 2100 кг/м, который поднимают в затрубном пространстве на высоту |ц 800 м от забоя. Над цементным раствором находится столб бурового раствора плотностью Р 1800 кг/м. Плотность воды, на которой приготовляли буровой и цементный растворы, j 1100 кг/м. Средний угол наклона оси скважины к вертикали на участке, заполненном буровым раствором, 5, на участке,

заполненном цементным раствором ю i то

Тц -

Вычисляют значения СНС растворов, при достижении которых возможен при02Н

повышения давления на

как его СНС достигло величины

Па. В это время скорость

устье уменьшают на величину VQ, т.е. дапьнейшее увеличение давления осуществляют со скоростью

VK- 7и кПа/мин.

Через 111 мин с момента установления скорости V повьшение давления на устье прекращают,так как величина СНС бурового раствора достигла к этому времени значения © 81,6 Па.

Таким образом, конечное давление, установленное на устье в затрубном пространстве на период ОЗЦ, определится суммой произведений каждого из интервалов времени на скорость повьшения давления на данном интервале

Р 12,56 Ша.

Совокупность признаков предлагаемого способа позволяет, с одной стороны избежать преждевременного и

Ug 0,7 Па/мин. В это время скорость 25 чре змерного повышения давления повышения давления на устье устанавливают в соответствии с формулой (4) V 177 кПа/мин,

ток пластового флюида в скважину

9 3,88 na, 9jj 39,9 Па, и значения,

при которых процесс снижения гидроста

тического давления прекращается.

81,6 Па; ,6 Па.

Наблюдения изменения во времени СНС растворов показали, что через . 15 мин после окончания цементирования скважины СНС цементного раствора Дос- тигло 39,9 Па и продолжало увеличиваться со средней скоростью, и.. 1,6 Па/мин, СНС бурового раствог

ра оставалось меньше 3,88 Па.

Следовательно, давление в затрубном пространстве в это время начинают повышать со скоростью Vo 107 кПа/мин.

Через 20 мин после окончания цементирования СНС бурового раствора достигло 3,88 Па и далее продолжало увеличиваться со средней скоростью

/5

20

на

пласты, таким образом, исключить опасность его гидроразрыва, с другой - надежно предотвратить приток пластового флюида в скважину в твердеющий цементный раствор, исключить образование в нем вертикальных каналов, по которым возникают межпластовые перетоки.

Через 48 мин с момента начала повьшения давления в затрубном пространстве осаждение твердой фазы тампо- нажного раствора прекратилось, так

Редактор А.Гулько Заказ 7691/31

Составитель Е.Мочанова

Техред И.Ходанич Корректор Е.Рошко

Тираж 532Подписное

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

02Н

повышения давления на

Па. В это вр

ют на величину VQ, т.е увеличение давления ос скоростью

чре змерного повышения давления

на

пласты, таким образом, исключить опасность его гидроразрыва, с другой - надежно предотвратить приток пластового флюида в скважину в твердеющий цементный раствор, исключить образование в нем вертикальных каналов, по которым возникают межпластовые перетоки.