Способ определения глубины раздела цементного и бурового растворов в колонне с обратной циркуляцией Советский патент 1987 года по МПК E21B47/04 

10

11308756

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к их креплению.

Цель изобретения - повышение достоверности определения глубины разде- 5 ла цементного и бурового растворов.

На чертеже изображена схема реализации способа.

Схема включает обсадную колонну 1 с заколонным пространством 2, в которое закачан цементный раствор 3, вытесняющий из обсадной колонны буровой раствор 4. На выкидной линии за- трубного пространства установлена заглушка 5 превентора (не показано).

Обсадная колонна оборудована цементировочной головкой (не показано) с заглушкой 6 и манометром 7, измеряю- . щим давление внутри обсадной колонны Линия 8 подачи тампонажного раствора оснащена заглушкой 9 и. манометром 10, измеряющим давление в заколонном пространстве 2.

25

Р fp

удельный вес цементного раствора, кг/м ,

удельный вес бурового раствора, кг/м.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед началом цементирования замеряют удельный вес цементного и бурового растворов и осуществляют закачку цементного раствора в заколонное пространство цементируемой скважины с выходом цирку|1яции через обсадную колонну. После закачки в заколонное пространство 2 обсадной скважины 1 расчетного объема цементного раствора 3 прекращают процесс цементирования с одновременным перекрытием потоков цементного раствора 3 и бурового раствора 4 на цементировочной головке и на входе заколонного пространства 2 и определяют на них величины давлений по манометрам 7 и 10 соответственно, а глубину раздела цементного и бурового растворов определяют по формуле

р -р h« г

f.-fp

где h - высота уровня цементирования , м;

Р.. - давление выхода циркуляции

через обсадную колонну (в момент остановки циркуляции), МПа;

Р„ - давление тампонажного раствоВ случае превьшзения высоты уровня цементного стакана в колонне возвращают необходимый объем бурового створа в колонну под давлением через цементировочнуй головку, открыв при этом вход в заколонное пространство.

Пример. Обсадная колонна 1 диаметром 508 мм спущена в скважину диаметром 690 мм на глубину 1000 м. Удельный вес бурового и цементного - растворов соответственно Ор 1820 кг/м и О 2020 кг/м . При перекрытии пробковых заглушек 6 и 9, установленных на цементной головке и на линии подачи тампонажного раствора, величины избыточных давлений снимают с манометров: Рр 2 МПа и ,2 МПа, определяют глубину раздела цементного и бурового растворов.

С учетом получения высоты цементного стакана в обсадной колонне 100 м необходимо докачать объем цементного раствора (с коэффициентом запаса 1,05)

,05-0,785(Dj-d)(H-h)+dB. hj, где D.J. , d н

диаметр скважины, наружный и внутренние диаметры обсадной колонны (для рассматриваемого случая ,690 м; ,508 м; ,486 м);высота цементного стакана, 100 м. ,44 м.

После этого процесс цементирования прекращают, одновременно перекрывают задвижки на цементировочной головке и на выкиде превентора. При этом избыточное давление на цементировочной

30

и d 35

40

h,. 45

50

головке должно быть равнью:

Рг (Н-Ьц)(р,-р )-18-io кг/м

1,8 МПа.

В рассматриваемом примерерц рр, по сле определенной глубины закачки .нтного раствора в заколонное пространство (определяемой из условия равновесия Ьц НDp/0 900) может произойти самопроизвольный излив бурового раствора через цементировочную гора и продавочной жидкости че- ловку под действием разности удельно- рез заколонное пространство го веса цементного и бурового раство- (в момент остановки циркуля- ров. Для предотвращения этого явле- ции) , Ша;ния необходимо в цементировочной го

удельный вес цементного раствора, кг/м ,

удельный вес бурового раствора, кг/м.

0

5

В случае превьшзения высоты уровня цементного стакана в колонне возвращают необходимый объем бурового створа в колонну под давлением через цементировочнуй головку, открыв при этом вход в заколонное пространство.

Пример. Обсадная колонна 1 диаметром 508 мм спущена в скважину диаметром 690 мм на глубину 1000 м. Удельный вес бурового и цементного - растворов соответственно Ор 1820 кг/м и О 2020 кг/м . При перекрытии пробковых заглушек 6 и 9, установленных на цементной головке и на линии подачи тампонажного раствора, величины избыточных давлений снимают с манометров: Рр 2 МПа и ,2 МПа, определяют глубину раздела цементного и бурового растворов.

С учетом получения высоты цементного стакана в обсадной колонне 100 м необходимо докачать объем цементного раствора (с коэффициентом запаса 1,05)

,05-0,785(Dj-d)(H-h)+dB. hj, где D.J. , d н

диаметр скважины, наружный и внутренние диаметры обсадной колонны (для рассматриваемого случая ,690 м; ,508 м; ,486 м);высота цементного стакана, 100 м. ,44 м.

После этого процесс цементирования прекращают, одновременно перекрывают задвижки на цементировочной головке и на выкиде превентора. При этом избыточное давление на цементировочной

0

и d 5

0

h,. 5

0

головке должно быть равнью:

Рг (Н-Ьц)(р,-р )-18-io кг/м

1,8 МПа.

В рассматриваемом примерерц рр, по сле определенной глубины закачки .нтного раствора в заколонное пространство (определяемой из условия равновесия Ьц НDp/0 900) может произойти самопроизвольный излив бурового раствора через цементировочную головке установить регулируемый штуцер или расход бурового раствора через цементировочную головку регулировать пробковой заглушкой 6.

Если величина избыточного давления будет равна не 1,8 МПа, а, например, 1,6 МПа,-то это значит, что в колонну вошло большее количество цементного раствора высотой, определяемой по приведенной формуле,

h,H-

- 200 м.

Рч-рр В этом случае необходимо обратно

закачать в обсадную колонну буровой раствор (с учетом оставления в. колон- не цементного стакана высотой h 100 м) объемом

,785 d.

,5 м

Формула изобретения

Способ определения глубины раздела цементного и бурового растворов в колонне с обратной циркуляцией, включающий закачку расчетного объема цементного раствора в заколонное пространство цементируемой скважины с выходом циркуляции че0ез обсадную колонну, замер удельных весов цемент- него и бурового растворов, по которо- му определяют глубину раздела, о т

личающийся тем, что, с целью повьшения достоверности определения глубины раздела цементного и бурового растворов, после закачки расчетного объема цементного раствора прекращают процесс цементирования с одновременным перекрытием потоков бурового и цементного растворов на цементировочной головке и на входе заколонного пространства, определяют на них величины давлений, а глубину раздела цементного и бурового растворов определяют из соотношения

h

Pu-pp

5

0

5

P. P ;где h - высота уровня цементирования, м;

давление выхода циркуляции через обсадную колонну (в момент остановки циркуляции), МПа;

давление тампонажного раствора и продавочной жидкости через заколонное пространство (в момент остановки циркуляции) , МПа;

Ри, удельный вес цементного раствора, кг/м ;

,- удельный вес бурового раствора, кг/м .

РР5

А

6 И

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин. i Цель изобретения - повышение достоверности определения глубияы раздела цементного и бурового растворов. Перед началом цементирования скважины замеряют удельный вес цементного и бурового растворов. Закачивают расчетный объем цементного раствора .в заколонное пространство цементируемой скважины с выходом циркуляции через обсадную колонну. Затем прекращают процесс цементирования и одновременно перекрывают поток бурового и цементного растворов на цементировочной головке и на входе заколонного пространства. Определяют на них величины давлений Р и Р„, МПа, а глубину раздела цементного и бурового раствора h вычисляют по следующей формуле: h()/(p,-pp), где PIJ - плотность цементного раствора, Рр плотность бурового раствора, кг/м . В случае превышения высоты уровня цементного стакана в колонне возвращают необходимый объем бурового раствора в нее под давлением через цемен|тировочную головку, открыв вход в за-колонное пространство. 1 ил. (Л : 00 - ел а

3.

Составитель В. Архипов Редактор В. Петраш Техред Л.Олейник Корректор Г. Решетник

Заказ 1782/28 Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-355, Раушская наб., д, 4/5

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