Способ цементирования скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, к цементированию обсадных колонн при наличиии газопроявляющих пластов.

Цель изобретения - предотвращение проникновения флюида в затрубное пространство за счет закупорки флюидопроявляющего пласта дисперсной фазой нетвердеющей суспензии.

Способ цементирования скважин осуществляют следующим образом.

Закачивают в скважину последовательно твердеющий тампонажный раствор и не- твердеющую суспензию таким образом, чтобы указанная суспензия была размещена выше кровли флюидопроявляющего пласта. При этом нетвердеющая суспензия должна обладать пониженной седиментационной устойчивостью и имеет время оседания дисперсной фазы меньше времени схватывания тампонажного раствора при плотности 1800-3000 кг/м3. Происходит выпадение частиц дисперсной фазы в осадок под действием сил гравитации и якупорка флюидопроявляющего пласта до момента соответствующего началу снижения гидростатического давления столба гамлонажно- го раствора в процессе времени ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) Таким образом предотвращаются флюидопроявления вызываемые образованием кан.ыин в там- понажном камне в процессе цементирования.

В качестве нетвердеющей суспензии может быть использована буферная жидкость. В качестве утяжелителя могут быть

|0

ся

:го ел

|О

оо

использованы барит, гематит, соединения свинца.

В таблице приведены свойства суспензий с различным утяжелителем в сравнении со свойствами тампонажного раствора.

Высокая плотность буферной жидкости (1800-3000 кг/м3) и ее повышенная седи- ментационная неустойчивсть обеспечивает турбулентный режим ее течения в скважине, что улучшает вытеснение бурового раствора из затрубного пространства при цементировании.

Последовательность выполнения способа.

Рассчитывают объем q одного погонного метра затрубного пространства скважины выше флюидопроявляющего пласта. Определяют потребный объем Убж буферной жидкости повышенной седиментацион- ной неустойчивости, который в зависимости от используемой дисперсной среды (барита, гематита, нерастворимых солей окиси свинца и др) будет не менее (60-100) q, м . Рассчитывают объем Vi кольцевого пространства скважины в интервале от проектной высоты подъема цементного раствора до расчетной глубины нахождения верхнего уровня столба буферной жидкости. Рассчитывают объем Уа кольцевого пространства скважины от башмака обсадной колонны до расчетной глубины нахождения нижнего уровня столба буферной жидкости. Рассчитывают внутренний объем УЗ обсадной колонны от башмака до упора кольца. Закачивают в скважину последовательно цементный раствор объемом VL буферную жидкость повышенной неустойчивости в объеме /бж, цементный раствор в объеме ().

Доставляют весь закачанный объем в кольцевое пространство, причем буферную жидкость плотностью 1800-3000 кг/м располагают над пластом, потенциально склонном к флюидопроявлению.

Скважину оставляют в покое на время, необходимое для затвердевания цемента. В это время дисперсная среда (например частицы барита, гаматита, нерастворимых солей свинца и др.) под действием сил гравитации выпадает из буферной жидкости и закупоривает флюидопроявляющий пласт, делая затрубное пространство непроницаемым для пластового флюида.

П р и м е р 1. Скважина глубиной 600 м и диаметром 245 мм обсажена до глубины 200 м кондуктором диаметром 324 мм. Флю- идосодержащий пласт находится на глубине 220-250 м, т .е. 20-50 м ниже башмака кондуктора. Объем 1 пог.м затрубного пространства ,0236 м3/м.

Для получения буферной жидкости 1 м плотностью 2500 кг/м понадобится 200 кг барита и 200-300 л дисперсионной среды.

В этом случае потребуется Убж - 2,4 м3

буферной жидкости для размещения ее в

затрубное пространство по высоте 100 м:

для приготовления ее потребуется 4800 кг

барита и 480-720 л дисперсионной среды.

Рассчитаем объем затрубного про- 0 странства Vi от устья скважины до верхнего уровня столба буферной жидкости в кольцевом пространстве

0,0236м3/м 3,54 м3

В зависимости от проекта скважины 5 этот объем может быть представлен как там- понажным раствором, так и буровым раствором.

Рассчитаем объем затрубного пространства /2 от нижнего уровня столба бу- 0 ферной жидкости в затрубном пространстве до башмака обсадной колонны

м«0,0236 м3/м - 8,26 м3.

Объем /2 -представлен тампонажным раствором.

5Рассчитаем внутренний объем обсадной колонны УЗ от башмака до упорного кольца, учитывая, что последний расположен на 20 м выше башмака

Уз-20 м-0.0484 .97 м3. 0Объем УЗ представлен тампонажным

раствором.

Таким образом, после последовательной закачки в скваижну указанных выше объемов (Vi, Убж, V2 и УЗ. размещают буфер- 5 ную жидкость в кровле флюидосодержаще- го пласта, который находится на глубине 250м.

В процессе ОЗЦ твердые частицы дисперсионной среды выпадают из буферной 0 жидкости, образуя слой осадка, который блокирует и закупоривает флюидосодержа- щий пласт на глубине 250 м.

П р и м е р 2. Для получения буферной жидкости 1 м плотностью 1800 кг/м пона- 5 добится 1100 кг барита и 600 л дисперсионной среды.

П р и м е р 3. Для получения буферной жидкости 1 м плотностью 3000 кг/м понадобится более 2000 кг гематита и 300-350 л 0 дисперсионной среды.

Буферную жидкость можно расположить как в открытом стволе, так и в обсаженной части затрубного пространства.

Способ цементирования скважин целе- 5 сообразно применять в пластах, потенциально склонных к газопроявлению, но не имеющих промышленных запасов, что обеспечит сокращение простоя скважин вследствие некачественного разобщения пластов и охрану недр и окружающей среды.

Формула изобретения Способ цементирования скважин, включающий последовательную закачку твердеющего тампонажного раствора и нетвердеющей суспензии и доставку их в за- трубное пространство выше, кровли флюидопроявляющего пласта, отличающийся тем, что, с целью предотвращения проникновения флюида в затрубное про0

странство за счет закупорки флюидопроявляющего пласта дисперсной фазой не твердеющей суспензии, в качестве нетвердеющей суспензии используют суспензию пониженной седиментационной устойчивости с временем оседания дисперсной фазы меньше времени схватывания тампонажного раствора, причем плотность суспензии 1800 - 3000 кг/м3.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель - предотвращение проникновения флюида в затрубное пространство за счет закупорки флюидоп- роявляющего пласта дисперсной фазой не- отвердеющей суспензии В скважину последовательно закачивают тампонажный раствор и нетвердеющую суспензию и доставляют их в затрубное пространство выше кровли флюидопроявляющого пласта В качестве нетвердеющей суспензии используют суспензию пониженной седимен- тационной устойчивости с временем оседания дисперсной фазы меньше времени схватывания тампонажного раствора. При этом плотность суспензии 1800 3000 кг/м . В качестве нетвердеющей суспензии м.б. использована буферная жидкость В качестве утяжелителя могут быть использованы барит, гематит, соединения свинца 1 табл СП С

Время оседания утяжелителя из буферной жидкости и реологические свойства ее в сравнении с временем ОЗЦ тампонажного раствора

Может менятся в зависимости от тонины помола утяжелителя

Плотность 1500-2000 обеспечивается баритом; плотность обеспечивается гематитом; 2500-3500 нерастворимые соли свинца и др.