Способ цементирования водоотделяющей колонны морской скважины Советский патент 1989 года по МПК E21B33/13 E21B33/14 

5ч

СП

05

сд оо

Изобретение относится к области бурения скважин и м.б. использовано при их цементировании. Цель - повышение эффективности цементирования за счет его упрощения и снижения затрат времени и средств. В водоотделяющую колонну 3 спускают заливочную колонну .4. Затем в последнюю закачивают цементный раствор. В процессе продавки цементного раствора за водоотделяющую колонну закачивают жидкость в саму водоотделяющую колонну до текущего гидростатического давления па забое, равного текущему гидростатическому давлению за водоотделяющей колонной, при этом конечную высоту столба (х I жидкости, закачиваемой в водоотделяющую колонну, определяют из вьфажения x(H-h) .(рц-рр)/., где Н - глубина спуска водоотделяющей колонны, м; h - расстояние от устья до уровня цементного раствора за водоотделяющей колонной, м; рц- плотность цементного раствора, кг/м ; рр - плотность бурового раствора, р,- гатотность заливаемой жидкости, кг/м . 2 ил. Ш СО

Н

г

ЧУ У/ Л Л //-/ / , // /- IPUt.1

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к способам их цементирования.

Первой колонной труб, опускаемой в морскую скважину, является водоотделяющая колонна. Глубина епуска этой колонны обычно на 40-60 м ниже дна моря, а потому общая глубина ее спуска не превышает, как правило, 150 м.

Цель изобретения - повышение фективности цементирования за счет его упрощения и снижения затрат времени и средств.

На фиг. 1 показана скважина до цементирования; на фиг. 2 - то же, после цементирования.

В пробуренньй ствол скважины 1 заполненный буровым раствором 2 (например, глинистым), спускают водоот- деляющую колонну 3 труб. Далее в водоотделяющую колонну 3 спускают, колонну заливочных труб 4 небольшого диаметра, например бурильных. Внутри водоотделяющей колонны 3 труб и за ней на одинаковых уровнях находятся „ морская вода 5 и глинистый раствор 2 Устье не герметизируют.

Подача расчетного объема цементного раствора производится цементиро- вочными насосами (не показаны)через колонну заливочных труб 4. Дпя уменьшения смешивания цементного раствора с буровым предварительно может быть закачан в башмак колонны небольшой объем (0,5-1 м) буферной жидкости (например, вязкоупругого разделителя).

В процессе продавки цементного раствора за водоотделяющую колонну в последнюю закачивают жидкость до текущего гидростатического давления на забое, равного текущему.гидростатическому давлению за водоотделяющей колонной, при этом конечную высоту столба (х) жидкости, закачиваемой в водоотделяющую колонну, определяют из выражения

(H-h)(5 u,-Pp) X-т-,

°ж.

где Н - глубина спуска водоотделяюще колонны (обычно на 40-60 м) ниже дна моря, м; h - расстояние от устья до уровня цементного раствора за водоотделяющей колонной, м; 4 плотность цементного раствора,

0 5

Q

Q д5

5

50

55

РР - плотность бурового раствора,

у 1

кг/м ,

Р-. - .плотность заливаемой жидкос/1ти, кг/м .

с момента начала выхода цементного раствора 6 из заливочных труб в бап1мак колонны (определяется расчетным путем по внутреннему объему зали-. вочных труб и манифольда буровой) начинают подачу вспомогательным насосом расчетного объема жидкости 7 определенной плотности (морской воды или бурового раствора) через устье в кольцевое пространство водоотделяющей колонны с целью создания дополнительного, возрастающего в процессе цементирования, гидростатического давления в башмаке колонны, которое препятствует подъему цементного раствора 6 внутри водоотделяющей колонны и способствует вытеснению его в кольцевое пространство за водоотделяю1Т1ую колонну. При этом производительность подачи жидкости в кольцевое пространство подбирают путем расчета так, чтобы в любой момент.времени продав- ливания цементного раствора за водоотделяющую колонну соблюдалось равенство гидростатических давлений, действующих на уровне башмака колонны, от составных столбов жидкостей, находящихся внутри водоотделяющей колонны и за ней. Окончание подачи жидкости через устье совпадает с окончанием продавливания цементного раствора,

П р им е р. Исходные данные: диаметр скважины 780 мм, коэффициент кавернозности 1,2, диаметр водоотделяющей колонны 720 X 20 мм, м, м, м, Рц 1850 кг/мЗ, f 1140 кг/м, кг/мЧ

Для цементирования водоотделяющей колонны необходимо 27,55 т цемента (22 м цементного раствора). Принимаем j. pj . Определяем высоту столба жидкости, заливаемой через устье в колонну: м м. Так как х а, необходимо увеличить плотность f при . Определяют необходимую для долива плотность жидкости

„ (122:80) 0850:1140) ,,0 /„i

f х25

Долив производят исходным глинистым раствором.

По известным формулам определяют объемы жидкости долива V и цементного раствора Уц на объем кольцевого пространства за водоотделяющей колонной с учетом высоты цементного стакана в башмаке, равной 3 м, и применяемых при расчетах нормативных

потерей (до 10%): V 8,6 м

Vy

ж 10,3 м . Вес цемента в указанном

объеме 10,3 м согласно справочным нормам расхода составляет 12,7 т. При производительности цементировочного насоса 0,010 nVc определяют производительность вспомогательного

насоса:

То;0 5.,0086 MVc.

Ф о рмула изобретения

Способ цементирования водоотделяющей колонны морской скважины, включающий спуск заливочной колонны в водоотделяющую колонну до ее бйш- мака,закачку в заливочную колонну цементного раствора и последующую продавку цементного раствора за водоотделяющую колонну,, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности цементирования за счет его упрощения и снижения затрат времени и средств, в процессе продавки цементного раствора за водоотделяющую колонну в последнюю через заливочную колонну закачивают жидкость до текущего гидростатического давления на забое, равного теку- щему гидростатическому давлению за водоотделяющей колонной, при этом конечную высоту столба х жидкости, закачиваемой в водоотделяющую колонну, определяют из выражения

х- ()(/1-Я)

где Н г- глубина спуска водоотделяющей колонны (обычно на 40- 60 м ниже дна моря), м;

h - расстояние от устья до уровня цементного раствора за во- доотделякицей колонной, м; Рц - плотность цементного раство- ра,

р- плотность бурового раствора,

плотность заливаемой жидкости, кг/м.