Способ цементирования потайных и секционно спущенных обсадных колонн Советский патент 1988 года по МПК E21B33/13 E21B33/14 

(21)4099859/22-03

(22)16.05.86

(46) 15.02.88. Бюл. 6

(71)Государственный научно-исследовательский и проектный институт по освоению морских месторождений нефти и газа

(72)А.Г. Тагиев

(53)622.245.124(088.8)

(56)Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1977, с. 238.

Авторское свидетельство СССР № 759704, кл. Е 21 В 33/13, 1978.

(54)СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ПОТАЙНЫХ

И СЕКЦИОННО СПУЩЕННЫХ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

(57)Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин и позволяет повысить надежность предотвращения газоводонефтепроявлений

за счет увеличения дополнительного давления синхронно с непрерывным падением давления столба загустевающего тампонажного раствора (ТР). Способ включает закачку ТР в колонну 1,про- давку его в затрубное пространство. Затем оставляют в колонне стакан,отсоединяют бурильные трубы 3, промывают скважину. Создают дополнительное давление в затрубье с момента начала загустевания ТР путем закачки через бурильные трубы 3 бурового раствора. Причем загустевание начинает происходить снизу вверх, и спустя некоторый промежуток времени его верхняя граница поднимется до высоты башмака предыдущей колонны 2. Расход бурового раствора при закачке, высота его подъема и его плотность вычисляются из определенного соотношения. 1 ил.

с S

(Л

00

00

со

оо

11373793

Изобретение относится к &урению нефтяных и газовых скважин, в частности к способам цементирования.

Целью изобретения является повыше- ние надежности предотвращения газово- донефтепроявления за счет увеличения дополнительного давления синхронно с непрерывным падением давления столба тампонажного раствора.10

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

На схеме изображены цементируемая потайная колонна (секция) 1, предыдущая . обсадная колонна 2, бурильные трубы 3, фронт 4 загустевания, граница 5 между тяжелым и легким буровыми растворами.

Сущность способа заключается в том, что закачивают тампонажный раствор в колонну, продавливают его в затрубное пространство и оставляют стакан в колонне, отсоединяют бурильные трубы, промьшают скважину и создают дополнительное давление в за- трубном пространстве с момента начала загустевания путем закачки через бурильные трубы бурового раствора, причем расход при закачке, высота его подъема и его плотность определяется из соотношений:

J (D2 - d)

h.

«,(рх-Рб).)( -

h.

h L

де Q D,

- расход,

d L, i соответственно внутренний диаметр предыдущей колонны и диаметр бурильных труб, м;

соответственно внутренний диаметр предыдущей колонны и диаметр бурильных труб, м;

0 соответственно время загу- gQ го раствора над головой цементируеРв Рб

стевания тампонажного раствора в условиях указан- ньк глубин, с; соответственно плотности тампонажного раствора, воды и бурового раствора, находящегося в скважине; плотность вновь закачиваемого бурового раствора;

h,, - высота его подъема от нижнего конца бурильных труб, м;

h - длина потайной колонны (секции), м.

После продавливания в скважину тампонажного раствора его загустева- ние начинает происходить снизу вверх в силу того, что его нижняя часть находится под действием более высоких температур и давления. Момент загустевания самой нижней части этого столба можно определить как разность между временем загустевания С и временем, затраченным на закачку и про- давку тампонажного раствора.

Спустя промежуток времени ( после начала загустевания верхняя граница загустевшего участка (фронт) поднимется до высоты башмака предыдущей колонны. В силу того, что длина потайной колонны (секции) сравнительно невелика (1000-2000 м), продвижение фронта можно считать равномерным со скоростью подъема

L- 1

О - f г Ч

(4)

Столб тампонажного раствора, находящийся ниже фронта, оказывает такое же давление, как и столб воды (рапы). Поэтому для компенсации этого падения плотности в кольцевое пространство через бурильные трубы закачивается тяжелый. При этом расход, величина которого дается формулой (1), обеспечивает синхронность увеличения дополнительного давления и падения давления столба тампонажного раствора, падение плотности тампонажного раствора компенсируется за счет надлежащего выбора плотности р по формуле (2). Гидродинамическим дав- лением при движении раствора пренебрегают.

Дополнительное условие (3) означает, что конструкция скважины должна обеспечить размещение столба тяжело5

мой колонны. Достижение фронтом высоты I и границей высоты h происходит одновременно.

Пример. Башмак предыдущей 244,5 мм колонны находится на глубине 4600 м. Потайная колонна 177,8 мм перекрывает интервал 5250-4400 м. Температура у ее башмака , у башмака предыдущей колонны - 80°С. Время

загустевания цементного раствора в этих условиях соответственно 2 ч и 3 ч.

Плотности, г/см : легкого - 1,75 тампонажного - 1,80 и воды - 1,0.

Подбирают по соотношениям (2) и .(3) при h 850 м, L 5230 м, t 4600 м подходящие значения, например р 1,90 г/см hy 3400 м (можно и другие, например р 1,87 г/смз, h , 4400 м).

В момент начала загустевания низа столба тампонажного раствора, определяемый, как было выше отмечено, начинают продавливать в кольцевое пространство через бурильные трубы тяжелый с постоянным расходом,Если диаметр бурильных труб 127 мм,внутренний диаметр предыдущей обсадной колонны 220 мм, то по формуле (1) Q 0,024 мз/с.

Эта величина расхода обеспечивает подъем тяжелого в кольцевом пространстве со скоростью 0,94 м/с. Скорость же фронта загустевания тампонажного раствора по формуле (4) - 0,18 м/с. Подъем фронта в башмак предыдуш,ей колонны, т.е. на высоту 650 м, и подъем тяжелого на высоту 3400 м при указанных скоростях происходит одновременно.

Формула изобретения

Способ цементирования потайных и секционно спущенных обсадных колонн, включающий закачку тампонажного раствора в колонну, продавку его в за- трубное пространство, оставление ста- кана в колонне, отсоединение бурильных труб, промывку скважины и создание дополнительного давления в за- трубном пространстве, отличающийся тем, что, с целью noBbmie

ния надежности предотвращения газо- водонефтепроявлений за счет увеличения дополнительного давления синхронно с непрерывным падением давления столба загустевающего тампотаж- ного раствора, дополнительное давление создают с момента начала загустевания путем закачки через бурильные трубы бурового раствора, причем расход при закачке, высота его подъема и его плотность определяются из соотношений:

5

0

Q i(D-dO-,-, (fx-Pe hx (PU-PB(L - 1),

- h , где Q

5

0

„

h, . L

5

-расход,

D, d - соответственно внутренний диаметр предыдущей колонны и диаметр бурильных труб, м;

L, i - соответственно глубины нахождения башмаков цементированной и предыдущей обсадных колонн, м;

O i Jj- соответственно время загустевания тампонажного раствора в условиях указанных глубин, с;

-соответственно плотности тампонажного раствора, воды, бурового раствора, находящегося в скважине;

-плотность вновь закачиваемого бурового раствора;

-высота его подъема от нижнего конца бурильных труб, м;

-длина потайной колонны (секции), м.

Рк hx