Способ цементирования эксплуатационных колонн в скважинах с низкими градиентами гидроразрыва пород Советский патент 1992 года по МПК E21B33/14 E21B33/13 

схватывания первой порции в башмаке промежуточной колонны, что приводит к невозможности закачки второй порции цемента. Известный способ не предусматривает природоохранных мероприятий, что приводит к выбросу отходов бурения в окружающую среду и загрязнению ее.

Цель изобретения - повышение качества цементирования.

Способ позволяет также сэкономить средства и время на приготовление тампо- на для цементирования и утилизировать отходы бурения.

Способ цементирования эксплуатационных колонн в скважинах с низкими гради- ентами гидроразрыва пород, включающий закачку цементного раствора прямой заливкой, гидроразрыв поглощающих пластов путем создания давления в затрубном пространстве с закачкой остальной части цементного раствора обратной заливкой, при этом, перед прямой заливкой цементного раствора закачивают вязкоупругую смесь и буровой раствор и поднимают вяз- коупругую смесь до устья скважины, при этом объем последней определяют из выражения

Рскв L «грп .

VByc Kгде VBYC - объем вязкоупругой смеси, м

К - коэффициент, учитывающий зависимость раскрытия трещин от давления в скважине, равный 0,001 МПа;

D - диаметр скважины с учетом кавер- нозности ствола ниже башмака колонны, м; а грп - градиент гидроразрыва пород ниже башмака промежуточной колонны, МПа/м;

L - длина скважины от башмака промежуточной колонны до уровня тампонажного раствора, поднятого при прямом цементи- .ровании, м.

На фиг. 1 изображена схема прямого цементирования с прохождением ВУС с целью подготовки ствола скважины при продавливании тампонажного раствора, разделенного пачкой бурового раствора; на фиг. 2 - расположение ВУС на устье в момент окончания продавливэния; на фиг. 3 - момент обратного цементирования, закачивание тампонажного раствора в затрубное пространство, ВУС вышла из башмака промежуточной колонны и изолирует трещины гидроразрыва; на фиг. 4 - момент окончания закачивания тампонажного раствора, схождения нижней части от второй запивки с верхней частью тампонажного камня от первого цементирования.

Для осуществления способа закачивают пачку бурового раствора, равную объему

кольцевого пространства за колонной от уровня цемента первой заливкой от устья, за вычетом объема ВУС по формуле

/бр Укп-УвУС. .

где Vep - объем бурового раствора, м ;

Укп - объем кольцевого пространства за колонной от уровня цемента прямой заливкой.

После окончания продавки тампонажного раствора ВУС, а также сгустки счищенной глинистой корки и шлама не выходят на поверхность и не загрязняют окружающую среду, а располагаются ниже устья скважины. После затвердевания тампонажного раствора от первой заливки проводят цементирование верхнего интервала обратным способом, нагнетанием тампонажного раствора в затрубное пространство. При этом ВУС, оставленная ниже устья скважины, проходя интервалы цементирования подготавливает ствол скважины, а доходя до трещины гидроразрыва кольматируетих. Объем ВУС рассчитывается по эмпериче- ской формуле, чтобы при дохождении до уровня цемента от первой заливки она была вся израсходована на кольматацию трещин гидроразрыва.

Способ осуществляют следующим образом.

В скважину глубиной 3200 м спускают эксплуатационную колонну одной секцией. Башмак промежуточной колонны находится на глубине 1100 м. Диаметр скважины ниже башмака колонны равен 0.25 м. Градиент гидроразрыва пород равен 0,014 МПа/м, поэтому скважину цементируют комбинированным способом. От уровня тампонажного раствора до башмака промежуточной колонны планируют оставить открытый ствол 200 м. Рассчитывают объем ВУС с учетом ее полного схождения УВУС v Рскв L O.OQ1 х 0.25x200 „ г з

- 14 -г ,n A1 /IJ -3 М

0-грп0.014

Объем разделяющего бурового раствора определяют из расчета, что ВУС расположится ниже устья скважины, а объем затрубного пространства до уровня цемента от первой заливки будет равен 20,5 м3:

,5-3. м3.

Затем подготавливают и закачивают в обсадные трубы 3.5 м3 ВУС и пачку бурового раствора, равную 17 м3, далее по обычной технологии. Продавливают тампонажный раствор с соблюдением гидравлического режима (фиг. 1). и по окончании продавлива- ния получают положение, изображенное на фиг. 2. После затвердевания тампонажного раствора и определения его уровня за колонной создают давление в колонне 10,0 МПа и приступают к цементированию верхнего интервала, Производят гидроразрыв пласта, и в затрубное пространство закачивают 20,5 м тампонажного раствора на поглощение в интервал ниже башмака промежуточной колонны. При прохождении ВУС до трещин разрыва (фиг. 3) происходит их кольматация, при этом ВУС расходуется полностью при кольматации следующих трещин и тампонажные растворы от первой и второй заливки сходятся (фиг. 4).

Формулаизобретения Способ цементирования эксплуатаци- онных колонн в скважинах с низкими градиентами гидроразрыва пород, включающий закачку цементного раствора прямой заливкой, гидроразрыв поглощающих пластов пу- тем создания давления в затрубном пространстве с закачкой остальной части цементного раствора обратной заливкой,

о т л ичающийся тем, что, с целью повышения качества цементирования, перед прямой заливкой цементного раствора закачивают вязкоупругую смесь и буровой раствор и поднимают вязкоупругую смесь до устья скважины, при этом объем Voyc. последней определяют из выражения

DCKB - L

аг

р.п

где ,001 МПа - коэффициент, учитывающий зависимость раскрытия трещин от давления в скважине;

D - диаметр скважины с учетом кзвер- нозности ствола ниже башмака колонны, м;

«гр.п - градиент гидроразрыва пород ниже башмака промежуточной колонны, МПа/м;

L-длина скважины от башмака промежуточной колонны до уровня тампонажного раствора, поднятого при прямом цементировании, м.

Изобретение относится к горной промышленности и используется при цементировании скважин с низкими градиентами гидроразрыва пород. Цель - повышение качества цементирования. Сущность способа заключается в том, что при цементирований Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при цементировании колонн в скважинах с низкими градиентами разрыва горных пород. Известен способ цементирования скважин в условиях поглощения, заключающийся в том, что в момент подъема тампонажного раствора до зоны поглощения в затрубное пространство дополнительно закачивают жидкость пониженной плотности в течение времени цементирования до зоны поглощения, а после затворе- ния тампонажного раствора ниже зоны эксплуатационных колонн в скважинах с низкими градиентами гидроразрыва пород в скважину ;закачивают вязкоупругую смесь, буровой раствор и цементный раствор прямой заливкой и поднимают вязко- упругую смесь до устья скважины. Объем вязкоупругой смеси определяют из выражения ((DcKB L/ а грп), где V - обьем вязкоупругой смеси, м;К- коэффициент, учитывающий зависимость раскрытия трещин от давления, равный 0.01 МПа; D - диаметр скважины с учетом поверхности ствола ниже башмака кблонны, м; а. Грп - градиент гидроразрыва пород ниже башмака промежуточной колонны, МПа; L - длина скважины от башмака промежуточной колонны до уровня тампонажного раствора, поднятого при прямом цементировации, м. После этого осуществляют гидроразрыв поглощающих пластов путем создания давления в затрубном пространстве с закачкой остальной части цементного раствора обратной заливкой. 4 ил. проводят цементирование верхней части колонны обратным способом. Известен также спосбб комбинированного цементирования с использованием двух порций тампонажного раствора, причем первая порция тампонажного раствора имеет замедленные сроки схватывания и заходит при прямом цементировании в проме- жуточную колонну, а обратным цементированием после схватывания первой порции в нижнем интервале вытесняется в зону поглощения. Недостаток способа - отсутствие подготовки ствола скважины при прямом цементировании и возможность преждевременного 4 ГО О Ч СО СП