Способ цементирования обсадных колонн Советский патент 1988 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к технике бурения скважин, в частности к спосо бам их цементирования.

Цель изобретения - повышение эф- фективности цементирования .скважин, Содержащих несколько пластов с низки градиентом давления разрыва в интер- вале верхней части цементируемой обсадной колонны, за счет получения сплошного и герметичного цементного кольца по глубине скважины. : Способ осуществляют следующим образом.

Вначале цементируют нижнюю часть обсадной колонны путем закачивания тампонажного раствора в обсадную колонну и последующей его продавки в. заколонное пространство до подошвы

низким градиентом давления

Затем ожидают затвердевания тампонажного раствора. После этого осуществляют цементирование верхней части обсадных колонн путем закачивания тампонажного раствора в заколонное пространство под давлением,предотвращающим давление гидроразрыва пласта с низким градиентом давления разрыва. При этом цементирование верхней части обсадных колонн осуществляют с остановками, количество которых принимают равньм количеству пластов с низким градиентом давления разрыва, а продолжительность (Т;) остановок определяют из выражения

Изобретение относится кобурению скважины. Цель изобретения - повыше- ние эффективности цементирования скважин, содержащих несколько пластов с низким градиентом давления разрыва в интервале верхней части цементируе- мой обсадной колонны (ОК) за счет получения сплошного и герметичного цементного кольца по глубине скважины. Вначале цементируют нижнюю часть ОК путем закачивания тампонажного раствора в ОК и последующей его продавки в заколонное пространство до подошвы пласта с низким градиентом давления разрыва и ожвдают затвердевание раствора. Затем производят цементирование верхней части ОК путем закачивания раствора в заколонное пространство под давлением, превышающим давление гидроразрыва пласта с низким градиентом давления разрыва. При этом цементирование верхней части ОК производят с остановками. Количество их принимают равным количеству пластов с низким градиентом давления разрыва. Продолжительность остановок определяют из приведенного в .изобретении выражения. Приведенная последовательность операций обеспечивает схождение раствора, закачиваемого в верхней части цементируемых ОК, с цементньм кольцом от цементирования нижней части ОК.1 табл. P 0 f

нажного раствора, мин; объем затрубного пространства в верхней части цементируемых обсадных колонн.

W . Oi

ЬР а, b

мМ

производительность закачи вания, м /мин; раскрытие образующихся в результате гидроразрыва поглощающих каналов, CMJ разница между давлением гидроразрьгаа и давлением поглощения, кг/см ; площадь сечения поглощающего канала на стенке сква- жины,

постоянные функции б; а + b (Ti) (где б; - статическое напряжение сдвига тампонажного раствора), мг/см и мг/см мин соответственно.

С применением указанных приемов обеспечивается схождение тампонажного раствора, закачиваемого в верхней части цементируемьк обсадных колонн, с цементным кольцом от цементирования нижней части обсадньпс колонн. Это создают получением скользящего гидроразрыва в породах открытого интервала, т.е. при закачивании тампонажного раствора обеспечивают увеличение давления в промежуточных поглощающих ка налах на величину &Р, равную разнице

0

5 0

5

Q

лением поглощения. Увеличение давления достигают за счет статического напряжения сдвига б; , возникающего при возобновлении закачивания после остановок,

Применение технологических остановок позволяет также заканчивать процесс закачивания тампонажного раствора во время, максимально приближенное к времени начала загустева- ния тампонажного раствора что благоприятно вяияет на качество цементного кольца.

Бьшо принято, что разница между временем загустевания тампонажного раствора и временем закачивания объема тампонажного раствора, равного объеъ-гу затрубного пространства, должна расходоваться на проведение технологических остановок и закачивание дополнительных объемов тампонажного раствора, заходящих в промежуточные поглощающие каналы, необходимых для увеличения в них давления на величину & Р.

Пример, Эксплуатационная колонна d 146 мм спущена на глубину 2800 м. Нижняя часть обсадной колонны зацементирована прямым способом. В обсадную колонну закачано и затем продавлено в затрубное пространство 25,1 м тампонажного раствора средней плотностью рт.р г/см .

Плотность бурового раствора

й.р

м

равном интервалу

ема тампонажного раствора были выбраны с учетом непревышения давления гидроразрыва пласта с низким градиентом давления разрыва (0,147) в при- забойной зоне скважины, подошва которого расположена на глубине 2700 м, и подъема до подошвы пласта с низким градиентом давления разрыва в верхней части скважины (1316 м). По данг- ным ГИС бьло определено, что тампо- нажный раствор поднят до глубины 1320 м. Башмак промежуточной колонны

10

устье - цементное кольцо прямого це ментирования плюс 0,62 м тампонажного раствора, закачиваемого в погл щающие трещины, с превьшением давле ния гидроразрыва пластов с низкими градиентами давления разрыва и с вы теснением бурового раствора в погло щающие . При цементировании верхней части обсадной колонны произведено чередование закачивания по ций тампонажного растРвора и остановок. Кровля пласта, до подошвы кото 219 мм находится на глубине 1100 м, 15 рого бьт поднят тампонажный раствор т.е. открытая часть разреза составля- прямым способом, была отмечена на ет 220 м, После ожидания затвердева- глубине 1312 м. В интервале 1100 - ния тампонажного раствора было про.из- ведено цементирование верхней части обсадной колонны (обратньш способом) 20 путем закачивания тампонажного раствора р 1,6 г/см в затрубное про1312 м было выделено 6 п,пастов с ни кими градиентами давления разрыва в

странство колонны до его схождения с ранее образованным цементным кольцом

интервалах: 1100-1115, 11 fiO-1l44, 1156-1160, 1192-1198, 1202, 1208, 1270-1278 м. При обратном .цементиро вании произведено 6 технологических остановок, в соответствии с расчето

26 ЯВЕ.

Произведя подобным образом расчет для остальных пластов, получают Т Тз 7 мин; Т Tj- 11 мин Tg 14 мин.

Далее рассчитывают значения стати- ческого напряжения сдвига Q, , которыми будет обладать тампонажный раствор после технологических остановок

рассчитанной продолжительности:

0, 700 + .40 . 26 1740 мг/см .

После подобных расчетов получают:

02 б 980 ыг/см ; 04 05 1140 мг/см2; 0g 1260 мг/см.

Затем рассчитывают объемы дополнительно необходимого тампонажного раствора, закачиваемого на поглощение в трещины:

20ИО. 67,8-0,8 ,, ,. , V г л- о,31м.

После расчетов получают: V(j.,j Vfl, 0,04 мз ; УОЦ О 0,06 0,1 мз.

3

Объем порций Vf, закачиваемого тампонажного раствора и проДолжитель- ность остановок приведены в таблице.

м

равном интервалу

устье - цементное кольцо прямого цементирования плюс 0,62 м тампонажного раствора, закачиваемого в поглощающие трещины, с превьшением давления гидроразрыва пластов с низкими градиентами давления разрыва и с вытеснением бурового раствора в поглощающие . При цементировании верхней части обсадной колонны произведено чередование закачивания порций тампонажного растРвора и остановок. Кровля пласта, до подошвы которого бьт поднят тампонажный раствор прямым способом, была отмечена на глубине 1312 м. В интервале 1100 -

рого бьт поднят тампонажный раствор прямым способом, была отмечена на глубине 1312 м. В интервале 1100 -

1312 м было выделено 6 п,пастов с низкими градиентами давления разрыва в

рого бьт поднят тампонажный раствор прямым способом, была отмечена на глубине 1312 м. В интервале 1100 -

интервалах: 1100-1115, 11 fiO-1l44, 1156-1160, 1192-1198, 1202, 1208, 1270-1278 м. При обратном .цементировании произведено 6 технологических остановок, в соответствии с расчетом

240

45

50

55

Формула изобретения

Способ цементирования обсадных колонн, включающий цементирование нижней части обсадных колонн путем закачиваш€я тампонажного раствора Б обсадную колонну и последующей его продавки в заколонное пространство до подошвы пласта с низким градиен5 , том давления разрыва, ожидания затвердевания тампонажного раствора, цементирование верхней части обсад- ;ных колонн путем закачивания тампонажного раствора в заколонное Jipo- ;стракство под давлением, превышающим давление гидроразрыва пласта с низким градиентом давления разрьша, отличающийся тем, что, с целью повьппения эффективности цементирования скважин, содержащих несколько пластов с низким градиентом давле

J i:jf2:± i

Т;. -.

де Т

W

0

h .

-oV -

-время загустевания тамг1о- нажного раствора, мин;

-объем затрубного пространства в верхней части цементируемых обсадных колонн, см ; -производительность закачивания, м /мин;

-раскрытие образующихся в результате гидроразрыва поглощающих каналов, см;

27058

ния разрыва в интервале верхней части цементируемой обсадной колонны за счет получения сплошного и герметич- g ного цементного кольца по глубине скважины, цементирование верхней части обсадных колонн осуществляют с остановками, количество которых принимают равным количеству пластов с низким градиентом давления разрыва, а продолжительность (Т; ) остановок .определяют из выражения

10

2-Ь

лР 0

S; 5

разница между давлением , гидроразрыва и давлением поглощения, кг/см; площадь сечения по.глощаю- щего канала на стенке скважины, см ;

b - постоянные функции 0; а + b (tjO, (где б; -.статическое напряжение сдвига тампонажного раствораЗ, мг/см и мг/см.мин соответственно Г