Способ Сулейманова Э.М. определения прокачиваемости цементного раствора с помощью консистометра Советский патент 1989 года по МПК E21B33/138 

1

Изобретение относится.к цементированию скважин, а именно к способам определения прокачиваемости цементно- го раствора с помощью консистометра при выборе рецептур для цементирования обсадных колонн.

л

Цель изобретения - повышение точности определения времени загустева- ния.

Применительно к условиям конкретной скважины способ осуществляют следующим образом..

Исходные данные: Диаметр промежуточной колонны Глубина спуска колонны и высота подъема цемента Плотность цементного раствора Температуры на глубине 1894 М

1294 М 694 М

на устье

244,5 мм

1894 М

1,80. г/см

бо с

7°С

Фактический диаметр скважины2 79 мм

На основании общей методики .расчета определяют:

Объем цементного раствора 27 м Количество воды для затворения цемента . 19 м Объем продавочного бурового раствора 78 м Суммарная производительность агрегатов 19 л/с Число пачек цементнот о раствора

1/0,75 (1894 - 994/1,34 + 600) 27 мин; интервал температур 60- 38°С; интервал давлений 33-18 МПа.

Снижение температуры и давления для третьей пачки в режиме: время 1/0,75 (300/1,34 + 600) 17 мин; интервал температур 60-53 С; интервал давлений 33-29 МПа.

10 Время загустевания на консистометре КЦ-3 (по данной скважине) по предлагаемому способу для трех пачек определяли следующим образом:

Для первой пачки цементный раствыбирают исходя из перемешивания раз- 15 вор с окзилом закладывали в КЦ-3 и в

465542

1/0,75 (1894 - 994/1,34 + 600) 27 мин; интервал температур 60- 38°С; интервал давлений 33-18 МПа.

Снижение температуры и давления для третьей пачки в режиме: время 1/0,75 (300/1,34 + 600) 17 мин; интервал температур 60-53 С; интервал давлений 33-29 МПа.

10 Время загустевания на консистометре КЦ-3 (по данной скважине) по предлагаемому способу для трех пачек определяли следующим образом:

Для первой пачки цементный раст

Изобретение относится к цементированию скважин и позволяет повысить точность определения времени загустевания. Для этого весь объем тампонаж- ного раствора разбивают на пачки. Для каждой пачки после подъема т-ры и давления до значений, соответствующих условиям на забое скважины, уменьшают т-ру и давление до величин, соответствугацих условиям в интервале размещения данной пачки в затрубном пространстве (ЗП) скважины на период ожидания загустевания цемента. Время 01Г загустевания определяют по ф-ле; Г-з,- l/0,,/q/S,) + (q/S) + 5- lOl, где q - произв-сть закачки и продавки бурового и цементного растворов; S - площадь внутреннего сечения обсадной колонны; S - площадь кольцевого сечения ЗП скважины; h - длина обсадной колонны; h - высота подъема пачки цементного раствора в ЗП скважины. Способ позволяет получить достоверную информацию о свойствах цементного раствора в условиях скважины. i (Л

этичных жидкостей при движении, а так как этот процесс зависит от очень большого числа факторов., то число пачек берут по минимальному и максимальному соотшениго перемешивающихся жидкостей, принятых для низковязких (как и вязкость цементного ра створа) буферных жидкостей. Таким образом, для объемов цементного раствора боле 150 м берут 1/9, т„е, 9 пачек, для объемов 30 м и менее - 1/3, т.е. 3 пачки, для объемов 130; 110;90; 70 и 50 м - 8; 6 7| 5 и 4 пачки соответственно.

В данном примере делят весь объем цементного раствора на -гри пачки: объем первой пачки (с глубины 694 м до устья) V 10м ; объем второй (с глубины 1294 м до 694 м) V 8,5 м,; объем третьей (с глубины 1894 до 1294 м) Vj 8,5 м „

Скорости движения цементного раствора внутри обсадной колонны и в за- колонном пространстве соответственно равны: q/S, 19 дм /с/4,02 дм 0,47 м/с; q/S. 19 дм /с/1,42 дм 1 ,34 м/с.

Таким образом подъем температуры и давления необходимо осуществлять в

следукяцем режиме ,:(h,/q/S, +

Up/,)

+ 4- 10) для всех, трех пачек: время 1/0,75 (1894/0,47 + б ОО)

I

103 мин; интервал температур 1760°С; интервал давлений 0-33 КПа„

Снижение температуры и давления для перво-й пачки в режиме: время

1/0,75 (1894 - -|-/U34 + 600)

32 мин; интервал температур 60- интервал давлений 33-5 МПа.

Снижение температу1 ы и давления для второй пачки в режиме: время

течение 103 мин поднимали температуру от 17 до и давление от О до 33 ЬШа. Далее в течение 32 мин снижали температуру от.60 до 24 С и давление от 33 до 5 МПа. Загустевание цементного раствора (до предела 30 Пз) при 1,8% окзила (от веса сухого цемента) происходило через 135 Нин. Таким образом, объем цементного раствора 10 м на буровой необходимо обработать 1,8% окзила.

Дпя второй пачки цементный раствор с 1,6% окзилом закладывали в ЦК-3 и в течение 103 мин поднимали температуру от 17 до 60°С и давление от О до 33 МПа. Далее в течение 27 мин снижали температуру от 60 до 38 С и давление от 33 до 18 МПа. Загустевание цементного раствора (до предела 30 Пз) при 1,6% окзила (от веса сухого цемента) происходило через I30 мин Таким образом, объем цементного раствора 8j5 м на буровой необходимо обработать 1,6% окзила.

Для третьей пачки цементный раствор с 1,5% окзипом закладывали в ЦК-3 и в течение 103 мин поднимали температуру от 17 до 60 С и давление от О до 33 Ша. Далее в течении 1 7 мин снижали температуру от 60 до 53 С и давление от 33 до 29 Ша. Загустевание цементного раствора (до предела 30 Пз) при 1,3% окзила (от веса сухого цемента) происходило через 120 мин. Таким образом, на буровой объем цементного раствора 8,5 м необходимо обработать 1,3% окзила.

Было проведено для тех же условий предлагаемого способа с известным.

Рецептура т 1мпонажного раствора одна и та же для прототипа и для предлагаемого способа - портландце I

мент; В/ц (водоцементное отношение) 0,5 без добавок.

Прототип. Испытания на консистометре КЦ-3, Подъем температуры и давления: время 24 мин; интервал температур 19-75°С; интервал давлений 0- 38 МПа, далее осуществлена вьщержка в течении 34 мин при этих максимальных условиях (t 75°С, ре 38 МПа) до времени загустевания тампонажного раствора. Время загустевания 58 мин.

Предлагаемый способ. Испытания на консистометре КЦ-3. Подъем температуры и давления: время 24 мин; интервал температур 19-75 С; интервал давлений 0-38 МПа; далее осуществлено снижение температуры и давления: время 52 мин; интервал температур 75- 26 С; интервал давлений 38-6 МПа до загустевания тампонажного раствора. Время загустевания 76 мин.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить более достоверную информацию о свойствах цемент- но го раствора в условиях скважины.

Формула изобретения

Способ определения прокачиваемос- ти цементного раствора с помощью консистометра, включающий измерение времени загустевания цементного pactBO- pa при подъеме температуры и давления со скоростью q/S до значений, соответствующих условиям на забое скважи

655426

ны, и выдерживании раствора при зтих условиях до достижения им условной вязкости 30 Пз, причем время загус- g тевания с 25% запасом должно быть больше или равно величине, равной времени цементирова1шя плюс 10 мин, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения 10 времени загустевания, весь объем тампонажного раствора разбивают на пачки и для каждой пачки после подъема температуры и давления до значений, соответствующих условиям на забое сква- 15 жины, осуществляют уменьшение температуры и давления до величин, соответствующих условиям в интервале размещения данной пачки в затрубном пространстве скважины на период ОЗЦ, 20 причем время загустевания определяет по формуле

5

0

адг

10),

5

- 1 Г Ь + h2. 0,75

S,5г

где q - производительность закачки и продавки бурового и цементного растворов;

площадь внутреннего сечения обсадной колонны; площадь кольцевого сечения затрубного пространства скважины;

1, - длина обсадной колонны; :i - высота подъема пачки цементного раствэра в затрубном пространстве скважины.

S, S.