Способ цементирования потайной обсадной колонны Советский патент 1991 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к способам цементирования скважин,характеризующихся наличием нефтегазоводоносных пластов с аномально-высокими давлениями и небольшим интервалом между коэффициентом аномальности давления и индексом поглощения пласта.

Цель изобретения - повышение качества и обеспечение контроля процесса цементирования.

На чертеже представлена схема осу- .. ществления предлагаемого способа.

На схеме изображена потайная обсадная колонна 1 с башмаком 2, спускаемая на бурильной колонне 3 посредством i подвески 4 с цементировочными 5 и циркуляционными 6 каналами, а также герметизатором 7 и цементировочная пробка 8 , останавливаемая заглушкой 9 подвески А. Кольцевое пространство между бурильной 3 и предыдущей обсадней 10 колоннами загерметизировано превентором 11. Процесс цементирования контролируется манометрами 12 и 13, фиксирующими устьевое давление в кольцевом пространстве под превентором (Ра,) и в бурильной колонне (Ру ) соответственно. Манометр 13 установлен на цементировочной головке 14. Внутри и в затрубном пространстве бурильной колонны 3 находится промывочная жидкость 15. В затрубном пространстве потайной обсадной колонны находится цементный раствор 16, а внутри - буферная жидкость 17.

Способ осуществляют следующим образом,

В скважину спускают на бурильных трубах 3 потайную обсадную колонну 1 герметизируют кольцевое пространство между верхом последней и предыдущей обсадной колонной 10, а также закрывают превентор 11 и открывают кран смонтированный на штуцерной батарее отвода превентора 11. Производят профилактическую промывку, после чего в обсадную колонну 1 закачивают буферную жидкость 17 в объеме, равном внутреннему объему потайной обсадной копонны 1 с отклонениями, не превышающими нормативный объем цементного стакана, причем плотность буферной жидкости 17 равна (+20 кг/ /м ) плотности воды затворения цементного раствора. Затем закачивают порцию цементного раствора 16, равную объему заколонного пространства потайной обсадной колонны 1 и участка в колонне - стакана. Далее бросают цементировочную пробку 8 и осуществляют продавку буровой промывочной жидкостью 15. При этом продавку буферной жидкости 17 и цементного раствора 16 осуществляют путем обратной циркуляции через цементировочные каналы 5 подвески 4 в затрубное пространство потайной обсадной колонны 1 и через отверстия в башмаке 2 внутрь последней, откуда вытесняемая промывочная жидкость 15 через циркуляционные каналы 6 в подвеске 4 направляется в кольцевое пространство за бурильной колонной 3 и далее в циркуляционную систему буровой. Пр заходе цементировочной пробки 8 в подвеску 4 фиксируют Стоп. Цементировочные насосы останавливают. Краны

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

на цементировочной головке 14 и отводе превентора 11 сразу закрывают.

Поскольку гидравлическую связь кольцевого пространства устья по циркуляционным каналам 6 с внутренним пространством потайной обсадной колонны 1, а также через каналы в башмаке 2 с затрубным пространством последней сохраняют, на устье манометром (P(i,) 12 фиксируют давление. Величина этого давления равна разности давлений столбов жидкостей цементного раствора 16 начальной плотности в затрубном пространстве потайной обсадной колонны 1 и суммы столба буферной жидкости 17 и цементного стакана внутри потайной колонны 1. Так как при вытеснении промывочной жидкости 15 и смыве глинистой корки буферной жидкостью 17 неизбежно смешивание последних и повышение плотности передовой части буферной жидкости, принимает плотность прифронтовой части буферной жидкости 17 равной плотности промывочной жидкости 15, а объем смещения равным объему цементного стакана.

При загустевании цементного раство ра 16 происходит падение гидростати-1 ческого давления, что фиксируется падением давления в кольцевом пространстве устья Ри,. Поэтому, чтобы компенсировать противодавление на, нефтегазоводоносные пласты, периодическими закачками в бурильную колонну 3 и (или) кольцевой пространство скважины восстанавливают первоначальное давление в кольцевом пространстве устья. Таким образом, на протяжении всего процесса затвердевания цементного раствора 16 поддерживают первоначальное давление в кольцевом пространстве, а следовательно, компенсируют непосредственное падение давления столба цементного раствора 16 на забой.

По окончании седиментации цементного раствора 16-величина давления, создаваемая последним, снижается до гидростатического давления воды затворения, а поскольку буферная жидкость 17 имеет плотность, равную плотности воды затворения, величина компенсационного давления Ри равна давлению в кольцевом пространстве

Г

Величина компенсационного дав

также может быть равна давлению на

D

устье бурильной колонны Р,. . Этот момент является реперным: облегчает проведение и построение графиков промысловых экспериментов и позволяе контролировать стадии затвердевания цементного раствора (седиментация, контракция).

Падение давления, создаваемое столбом промывочной жидкости 15, в данном способе не учитывается. Промывочная жидкость 15 находится в колонне и межколонном пространстве и поэтому процессы фильтрации, ускоряющие зависание раствора на стен- ках, в данном случае не влияют. Кроме того, плотность промывочной жидкости 15 выОирается с запасом. Наиболее опасным для образования флюидо- проводящих каналов является момент, когда падение давления столба цементного раствора 16 произошло до . гидростатического давления воды зат- ворения. Продолжительность периода падения от начального давления стол- ба цементного раствора 16 до гидростатического давления воды затворе- ния невелика. Скорость седиментации в промывочной жидкости значительно

меньше, чем в цементных растворах,

поэтому чаще всего падение давления столба промывочной жидкости в это время происходит на величину, не превышающую запас.

Дальнейший процесс падения напряжения, создаваемого промывочной жидкостью,компенсируется ростом порогового сопротивления поступлению пластовых флюидов структурированым цементным раствором.

По окончании периода ожидания затвердевания цемента давление в бурильной колонне 3 и кольцевом пространстве устья скважины сбрасывают. Далее открывают превентор 11, отворачивают цементировочную головку 14 и отсоединяют бурильную колонну 3 от потайной обсадной колонны 1, после чего бурильную колонну поД нимают на поверхность.

- 0 5

0

5

0

5

266

Экономическая эффекiивность от применения предлагаемо о способа достигается ча счетпгетотвращения образования флюидопроводчщих каналов путем создания благоприятных условий для твердения цемента, поддерживая постоянную гидростатику в затрубном пространстве потайной обсадной колонны, тем самым повышается качество обратного цементирования последней. Следовательно, обеспечивается экономия времени и средств за счет сокращения количества проводимых повторных цементирований и ремонтно-изоляционных работ в целом при строительстве и эксплуатации скважины.

Формула изобретения

Способ цементирования потайной обсадной колонны, включакчдий спуск ее на бурильной колонне, герметизацию кольцевого пространства между потайной колонной и стенками скважины, закачку порций буферной- жидкости и цементного раствора обратной циркуляци ей с последующей продавкой промывочной жидкостью, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества и обеспечения контроля процесса цементирования, буферную жидкость закачивают в объеме, равном внутреннему объему потайной обсадной колонны, причем плотность буферной жидкости равна плотности воды затворе- ния цементного раствора, а по окончании продавки устье сразу закрывают, и максимальное давление, создаваемое за счет разности давлений столбов жидкостей в кольцевом и трубном пространствах, которое фиксируют в кольцевом пространстве устья, в процессе затвердевания цементного раствора поддерживают постоянным периодическими закачками в бурильную колонну и/или непосредственно в кольцевое пространство скважины.

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для цементирования скважин, характеризующихся наличием нефтегазоводоносных rmaciOB аномально-высокими давлениями и небольшим интервалом между коэффициентом аномальности давления и индексом поглощения пласта. Цель изобретения - повышение качества и обеспечение контроля процесса цементирования. Для этого обсадную потайную колонну (ПК) спускают на бурильной трубе в скважину. Кольцевое пространство между ПК и стенками скважины герметизируют. Затем закачивают порции буферной жидкости (БЖ) и цементного раствора (ЦР) с обратной циркуляцией, причем БЖ закачивают в объеме, равном внутреннему объему ПК. Плотность БЖ равна плотности воды затворения ЦР. Затем осуществляют продавку БЖ и ЦР промывочной жидкостью По окончании продавки устье скважины сразу закрывают. В кольцевом пространстве устья фиксируют максимальное давление, создаваемое за счет разности давлений столбов жидкостей в кдльцевом и трубном пространствах. В процессе затвердевания Цр это давление поддерживают постоянным периодическими закачками в бурильную колонну и/или непосредственно в кольцевое пространство скважины. Способ предотвращает образование флюидопроводящих каналов путем создания благоприятных условий для твердения цемента, поддерживая постоянную гидростатику в затрубном пространстве ПК. Этим повышается качество обратного цементирования ПК. 1 ил. о S (Л