Способ цементирования скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B33/14 E21B33/138 

Изобретение относится к строительству нефтяных, газовых и другого назначения скважин, в частности к способу цементирования скважин.

Целью изобретения является увеличение сцепления цементного камня с породой путем снижения проницаемости приствольной части скважины и создания в порах проницаемых пород частиц, в последующем участвующих в формировании контактной зоны.

На чертеже приведена зависимость сцепления цементного камня (т) с образцом породы при различных скоростях истечения жидкости из вихревой насадки.

Эффективность предлагаемого способа по сравнению с известным оценивается по показателям сцепления цементного камня с горной породой и гидропрорыва по контакту цементный камень - горная порода при различных скоростях истечения жидкости из вихревой насадки и водотвердом отношении суспензии.

Сравнительные данные приведены в таблице.

При подготовке ствола скважины осуществляют формирование в приствольной части кольматационного экрана из цементных частиц путем прокачивания цементно- водной суспензии через кольматационное устройство, представляющее собой перео о о

ч

Ч

водник, в тело которого вмонтирована вихревая гидромониторная насадка. При прокачивании через нее раствора с определенной скоростью (в зависимости от глубины: на глубине 500 м 90-95 м/с; на глубине 3000 м 240-255 м/с) в потоке формируются кавитационные волновые процессы, которые вызывают кольматирование пристенного участка и диспергирование цементных частиц. Указанные процессы способствуют повышению изоляционных свойств формирующегося цементного камня за счет снижения водоотделения, повышения удельной поверхности цементных частиц, ускорения сроков схватывания, повышения степени сцепления цементного камня с горной породой.

В способе в качестве цементного раствора для обработки стенок скважины применяют цементно-водную суспензию. Границы состава суспензии выбираются из условия недопущения преждевременного загустевания и обеспечения содержания твердой фазы, достаточного для снижения проницаемости приствольной части скважины. Водотвердое отношение цементно- водной суспензии должно составлять 10-15. Это позволяет с запасом времени осуществить спуск обсадной колонны и качественно закольматировать приствольный участок. Для предупреждения седимента- ционного расслаивания допускается введение полимерных добавок (ПАА, КМЦ, ГИПАНа и др.).

Анализ полученных результатов показывает, что качество состояния крепи, оцениваемое по напряжениям сцепления цементного камня с образцом породы и гидропрорыву, по предлагаемому способу, выше по сравнению с известным При скорости прокачиваемого потока через насадку 60 м/с сцепления цементного камня с образцом породы по предлагаемому (кривая 2) и известному (кривая 1) способам практически равны, а при большей скорости по предлагаемому выше. При скорости 250 м/с (кривая 3) силы сцепления соответствуют прочностным характеристикам образцов. Величина давления гидропрорыва в обоих случаях выше, что связано со структурой контактной зоны.

Пример. После завершения бурения под обсадную колонну в компановку бурильного инструмента над долотом включается устройство, генерирующее кавитационные колебания. Производится сп /ск инструмента до предполагаемого объекта обработки, подсоединяется ведущая труба, включаются насосы и осуществляется проработка ствола скважины на длину ведущей

трубы заранее приготовленной цементно- водной суспензией. Далее наращивается инструмент и аналогично прорабатываются следующие интервалы. Объем цементно- водной суспензии принимается равным 2-3

объемам прорабатываемого интервала. После проработки осуществляется спуск обсадной колонны и ее цементирование.

Использование способа цементирования скважины обеспечивает по сравнению

с известными следующие преимущества. Снижение проницаемости приствольной части скважины заполнением поровых каналов горной породы цементными частицами повышает прочность породы к гидравлическому разрыву, позволяет обеспечить подъем цемента на необходимую высоту, уменьшает процессы водоотделения из цементного раствора, что повышает качество тампонажного камня. Отсутствие глинистой

корки на стенках скважины и средство тампонажного цемента с материалом,заполняющим поровое пространство пород, обеспечивает высокую степень сцепления тампонажного камня с горной породой.

Таким образом, обеспечивается герметичность заколонного пространства как по цементному камню, так и по контакту цементный камень - горная порода, исключаются потери продукта и межпластовые

перетоки, что способствует охране окружающей среды и недр.

Формула изобретения Способ цементирования скважин, включающий подготовку ствола скважины,

спуск обсадной колонны, промывку скважины промывочной жидкостью, закачку буферной жидкости и тампонажного раствора и продавку их в затрубное пространство, о т- личэющийся тем, что, с целью увеличения сцепления цементного камня с породой путем снижения проницаемости приствольной части скважины и создания в порах проницаемых пород частиц, в последующем участвующих в формировании контактной

зоны, подготовку ствола скважины осуществляют обработкой цементно-водной суспензией с водотвердым отношением 10-15 с созданием в ее потоке кавитационных волновых процессов и формированием в приствольной части кольматационного экрана из цементных частиц.

Примечание. В числителе данные при скорости в 60 м/с, в знаменателе при 250 м/с.

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин. Цель - увеличение сцепления цементного камня с породой путем снижения проницаемости приствольной части скважины и создания в порах проницаемых пород частиц, в последующем участвующих в формировании контактной зоны. Для этого подготовку ствола скважины осуществляют обработкой цемен- тно-водной суспензией с водотвердым отношением 10-15 с созданием в ее потоке кавитационных волновых процессов и формированием в приствольной части кольма- тационного экрана из цементных частиц. Предлагаемый способ позволяет повысить изоляционные свойства формирующегося цементного камня за счет снижения водоот- деления, повышения удельной поверхности цементных частиц, ускорения сроков схватывания и повышения степени сцепления цементного камня с горной породой. 1 ил., 1 табл. и с

Г, МП а - суспензия цементного /гоню с

ойрезмои /юро0ь/ «5

W

JJ Л0

0.5

05 70 7fJ 2,0 2,5 30 V, М /с

Скорость по/пола б затру ином /гр0сл 0а#с/я0е

УП 250п/с

/п 60п/с