Способ цементирования обсадной колонны Советский патент 1990 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к способам их цементирования.

Цель изобретения - повышение эффективности цементирования за счет снижения времени и средств при бурении скважин на суше при отсутствии поглощения.

На фиг. 1 показана скважина до подготовки к цементированию; на фиг. 2 - то же, в стадии подготовки к цементированию; на фиг. 3 - то же, в конечный период цемен- .

В пробуренный ствол скважины 1 спус кают обсадную колонну труб 2, а в нее до забоя спускают колонну заливочных труб 3

небольшого диаметра, например бурильных (колонна труб может заканчиваться долотом для лучшей очистки призабойной зоны ог шлама, образуемого после спуска обсадной ), через которую производят очистку и промывку забойной и заколонной частей ствола скважины до выравнивания параметров промывочной жидкости (фиг. 1). Верхняя часть обсадной колонны не заполнена промывочной жидкостью, так как уровень выходящей из скважины жидкост и обычно соответствует уровню земли или незначительно выще за счет желобов.

Например, при строительстве скважин на нефть и газ незаполненная верхняя част1

С5

00

ел

00 ГчЭ

обсадной ко. юнны соечавляет обычно 3 -6 м, а при бурении гидр()|-ео. огически скважин для цементирования но прг; лагае 1 )му способу на период цемент11 ювочны ( абог не состанляеп сложности cjiCjiaTh превышение

устья колонны над устьем скважины на 1

1.5 м

Для осуществления способа заранее 1 ото- вят жидкосгь большей п.ютности (р) в объеме, равном внутреннему об ьему обсадной колонны.

В процессе промывки скважины дрмим насосом (ементировочным агрегатом, пе показан) подают чгрс:1 усгье н Ko.ibueBot. iijioci- рансгво между бу)ильной 5 и обсадной Ч колоннами часть заготовленной жидкости FI обьеме 14,, за счет чего уровень жидкости в обсадной ко. юнне понижается, .ю 1чмич11Н1,1 /и (фиг. L , г с. производят нь: гс .-игпц| промывочной жидкости из о )садп(П колон бо.ЦЧ ТЯЖе. Ю ЖИДКОСПЬН) ,((,,).

Илогность более ТЯЖ1 :1011 ж 1;1К )С1и, чем жидкое |Ь. запо. 1няк)1иая скиажиму, c lipcjie ляется iio форму.и

.: (H-li)(h-a)I I

М

V,

де// д. обса.июй котонШ).

h рассгояние от устья до уровня цементного раствора и скважипе; иiiiteBbinieiiMe устья обсадно KOIOII

ны над vj)OBHeM жидкости, выхстя niei i из скважичы; () требуемая ILTOTHOCT:, ;и меп : ш;; fj

рас гвора; (I;. п.югпость ||ро.;ывочпои /кпдкО . Т П i

скважине.

Требуемую |;е,мичипу / (дшжсл; у;)овия в обсадио) ко. юппе при выт1. пеппи промывочной жидкости ЖИДК;. СТ(К1 i.lOT f1(KTbH) |1

опреде.тяют по ({)орму, 1е //(

/; , . .//iticri)

. I : б с Не котоппы

.

;1а,Т1.ч через кптопнч бури :ьш помопи К1 (И мепт ироиочпог(, iiac;;,;a зан) подают ES ба1чмак :K )c,i uioi; расчетн1 111 ог т.ем цемсп -по1 о ;-;i. riiofia. ко- торьн) П;И).ча.| ,.1ивае1Ч | ;а обсадпук котопп.- (фиг. .Vl. .Ча премя про.Х ЧКдения ц ли тно|-() pacTBOjia sa бап1мак колонны через устье за- .тивают оставшийся обьсм /киткост V L, той

.

же 11,ч|)гпости 1, т. е. па момент окончания цементировапия обсадная ко.топпа дс ее устья заполп лется жидкост1 ю fi , а цеме ггпый ()acTB(jp .ia колонной поднимаемся ii;i ную высоту с уровнем Л. Д.тя npe.i npt .к- деш1я обратпого перетока цементною рас-- вора в бурилыц 1е трубы в качестве про давочной жидкости испо.тьзуется житкост,

П.ТОГПОСТЬЮ (I

ул.

FIo. ЖИ.1КОСТИ .;апо,тпе.чия 1 в ко- .тонне до устья в окоп гапия п.емсн тирования ук;1 ыьает па порма.п.ный finT:ii HijiiTi xo.i npotiecca

I lo окончании проданки бурильные трубы п(хаиимаются и.) скважины.

Д.тя равенства гидростатических давлений в обсадной колонне и за ней на уровне башмака в течение всего процесса цементирования необ.ходимо, чтобы время на заполнение интервала h было равно времени про- давливания цементного раствора за колонну, т. е. производительность подачи жид кости через устье в кольцевое пространст- 10 во между колонной труб (Q. нри продавке цементною расгвора, осуществляемое вспомогательным насосом, оп)еделяют из выражения

15

v™

(3)

I .u- Q,

ь,

0

l«.

V .

5

0

0

5

п|к)изводите.ции)сть цементировочного насоса;

обьем жидкости, подаваемой через устье в кольцевое пространство между ко,тоннамм труб при ip(j- давке цементного раствора; об ьем цементног о раствора. Таким образом, исцользование предла- гаемо1 о способа цементирования обсадной к(.лопны по сравнению с известными гюз- во.1И(ч снизигь расход цемента на одну скв,1жину; в неско. 1ько раз затраты в|)1 мени м,1 разбуривание цементного камня в кол(ине; по и 1сить качество цементирования, кроме тою. не требуется установка обрат- н Ми к.ли(|ана над башмаком колонны.

Формула илопрец-ния

(дюсоб цеменгиронаиии обсадной ко- , И)нны, иключаюшнй спуск заливочной ко- ,1онпы в обса.днук) KO,:IOHHV до ее башмака, прочынку лидкосгью, закачку в за,пивочную Ko.ioiinv iteveniiioro рагтвО|)а и последую- Ш . ю продавк;, его за обсадною колонну с 11Д||()В)еменной подачей жи. кости через устье и Ko.iiiUciioe просг)анство межд колоннами I пуб. (тл11Ч(1Ю1цийС 1 те.м, ч ю, с целью повы- шепия ф({i. ктпвности процесса цементмро- напия ia счет спижемия времени и средств цри Г)ении скважин па cyuje при отсутствии пог.10 цеппя, перед иодачей цементного pacino ia )изводяг сниженш- уровня про- М1 1вочн1)й жидкости в обсадной колонне nyievi за,1ивки в ее устьевую часть жид- KfjcTn большей плотности, чем плотность 1|,()чиой жидкости, п)ичем плотность р заливаемой жидкости для снижения уровня V: обсадной колонне оиреде.тяюг по формуле

(U

(tf -/1) -а)рр

де // h

Н

длина обсадн й колонны; расстояние от устья колонны до уровня цементного раствора в скважине:

требуемая ц.тсл ность цементного раствора;

а - превышение устья колонны над уровнем жидкости, выходящей из скважины;РР - плотность промывочной жидкости в

скважине,

величину h., снижения уровня жидкости в обсадной колонне определяют по формуле

/J (ftt-Рр)+арр(2)

а производительность ( подачи жидкости через устье в кольцевое пространство между колоннами при проданке цементного раствора определяют ил ныражения

Q - ./ Ss/r-y- Ч«

где объем жидкости, подаваемой мере: устье 1 кг)ль11е1)ое пространство между кслтоннами труб при продав- ке цементного раствора; V - объем цементного раствора; производительность подачи цементного pacTiiopa

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для их цементирования. Цель - повышение эффективности процесса цементирования за счет снижения времени и средств при бурении скважин на суше при отсутствии поглощения. В обсадную колонну (ОК) до ее башмака опускают заливочную колонну, через которую осуществляют промывку и очистку забойной и заколонной частей ствола скважины промывочной жидкостью (ПЖ). Далее уровень ПЖ в ОК снижают путем заливки в ее устьевую часть жидкости большей плотности, чем плотность ПЖ. Затем закачивают в заливочную колонну цементный раствор (ЦР) и продавливают его за ОК. Одновременно через устье в кольцевое пространство между колоннами труб подают жидкость. Плотность ρ_ж заливаемой жидкости для снижения уровня ПЖ определяют по ф-ле ρ_ж=[(H-H)ρ_ц+(H-A)ρ_р]/H, где H - длина ОК

H - расстояние от устья ОК до уровня ЦР в скважине

A - превышение устья ОК над уровнем жидкости, выходящей из скважины

ρ_ц - требуемая плотность ЦР

ρ_р - плотность ПЖ в скважине. Величину снижения уровня жидкости H_X в ОК определяют по ф-ле H_X=[H(ρ_ж-ρ_р)+Aρ_р]/ρ_ж. Произв-сть Q_в.н подачи жидкости через устье в кольцевое пространство при продавке ЦР определяют по ф-ле Q_в.н=(V_ж @ /V_ц)^.Q_ц.н, где V_ж @ - объем жидкости, подаваемой через устье в кольцевое пространство при продавке ЦР

V_ц - объем ЦР

Q_ц.н - произв-сть подачи ЦР. 3 ил.