Способ установки цеметного моста в скважине Советский патент 1992 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к строительству скважин на нефть и газ и может быть применено при установке цементных мостов в скважине.

Установку разделительных цементных мостов (искусственных забоев) в скважине

обычно производят через спущенные в скважину заливочные трубы. Через эти трубы закачивают требуемый объем тампонажного раствора, который вытесняется из труб продавочной жидкостью. Трубы приподнимают на высоту верхней границы цементного моста и скважину промывают для удаления излишков тампонажного раствора.

При таком способе установки моста происходит разбавление тампонажного раствора продавочной жидкостью и буро- вым раствором, находящимся в скважине. Прочность моста значительно снижается, особенно на границах контакта, что вызывает нередко необходимость повторной установки моста.

С целью устранения этих недостатков предложен ряд способов и устройств для установки цементных мостов. Все они отличаются от описанного способа тем, что там- понажный раствор в заливочных трубах движется между двумя разделительными пробками. После вытеснения тампонажного раствора из труб последние приподнимают на высоту срезки моста, но продавочная жидкость при этом из труб не вытекает, так как нижнее отверстие в трубах перекрыто продавочной разделительной пробкой или специальной втулкой.

Устройства с разделительными пробками имеют следующие недостатки. При подъ- еме заливочных труб на высоту срезки моста происходит поршневание со снижением гидростатического давления под трубами, в результате чего в ствол скважины поступает буровой раствор, его фильтрат и пластовые флюиды из каверн и проницаемых пород - происходит разбавление тампонажного раствора.

Подъем труб происходит с сифоном, т.е. изливом из труб продавочной жидкости над ротором буровой установки (нижние отверстия в трубах перекрыты до начала срезки моста).

Эти устройства сравнительно сложны по конструкции, в практике их применения имеют место отказы (до 20-25%).

Наиболее близким является способ контролируемой установки цементных мостов, согласно которому на уровне нижней отметки цементного моста ствол скважины пере- крывают устройством для контролируемой установки цементного моста, затем прокачивают рассчетную часть объема тампонажного раствора и продавливают дополнительную промежуточную раздели- тельную пробку, а оставшийся объем тампонажного раствора прокачивают вслед за этой пробкой. После получения сигнала Стоп при прохождении дополнительной разделительной пробки через калиброван- ное отверстие устройства поднимают заливочные трубы с заданной скоростью до верхней отметки установки цементного моста с одновременной продавкой оставшегося тампонажного раствора. Весь объем

тампонажного раствора отделен от бурового раствора и продавочной жидкости нижней и верхней продавочными пробками и разделен на две определяемые расчетом части промежуточной разделительной пробкой.

Этот способ имеет следующие недостатки.

Равномерная продавка второй порции тампонажного раствора с одновременным подъемом заливочных труб возможна только до первого разъединения колонны труб, т.е. на длину одной трубы или свечи. После этого происходит выравнивание уровней тампонажного раствора в заливочных трубах и Б кольцевом пространстве - способ переходит в обычно применяемый со всеми отрицательными последствиями.

Формула для расчета объема частей тампонажного раствора, разделяемых промежуточной пробкой, имеет предел применения, определяемый длиной первой отсоединяемой трубы (свечи), а не высотой мосга.

Устройство для осуществления способа имеет сложную конструкцию, не гарантирующую безотказность работы.

Целью изобретения является повышение качества моста за счет исключения разбавления его пластовыми флюидами и буровым раствором.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контролируемой установки цементного моста, включающем спуск заливочных труб к нижней границе цементного моста, закачивание через них в зону моста первой порции тампонажного раствора, размещение второй порции этого раствора в трубах и излив последней при равномерном подъеме труб из зоны моста, причем тампонажный раствор отделен от внутри- скважинной и продавочной жидкости, перед первой порцией тампонажного раствора закачивают вязкоупругий разделитель, который в процессе закачки делят на две части, а тампонажный раствор закачивают между ними; вторую порцию тампонажного раствора, равную объему материала заливочных труб в интервале моста, размещают в последних в зоне, определяемой по формуле

К

D

h, м

О)

где I - расстояние от нижнего конца заливочных труб до границы темпонажного раствора и продавочной жидкости в этих трубах;

D - наружный диаметр заливочных труб;

d - внутренний диаметр заливочных труб;

h - высота моста;

К - коэффициент запаса.

На фиг.1 показана схема установки це- ментного моста; на фиг.2 - устройство для контроля за процессом.

Установку моста производят следующим образом.

После закачки в заливочные трубы 4, спущенные к нижней границе моста, вязко- упругого разделителя 6 и тампонажного раствора 7 производят продавку составов жидкостью 1 с разделительной пробкой 2. В момент начала выхода разделителя 6 из за- ливочных труб в ствол скважины (по объемам закачки или по повышению давления при прохождении разделителя через калиброванное отверстие в нижней трубе - не показано) заливочные трубы приподнимают на несколько метров так, чтобы часть объема разделителя (около половины) заняла положение в скважине, показанное на фиг.1, т.е. ниже конца заливочных труб. Затем подъем труб прекращают, вследствие чего вторая часть объема разделителя 6 продавливается тампонажным раствором 7 в кольцевое пространство. Таким образом тампонажный раствор отделяют от бурового раствора 5, заполняющего скважину.

При посадке продавочной пробки 2 в гнездо устройства (фиг.2) происходит рост давления до разрушения калиброванной мембраны 3. В этот момент прекращается подача продавочной жидкости, заливочные трубы с равномерной скоростью поднимаются к верхней границе цементного моста. При этом уровень тампонажного раствора в заливочных трубах снижается до уровня раствора в кольцевом пространстве.

Незначительная разность гидростатических давлений в трубах и кольцевом пространстве от разных уровней тампонажного раствора компенсируется структурно-меха- ническими свойствами вязкоупругого разделителя.

Устройство для контроля процесса устанавливается на расстоянии I от низа заливочных труб. При этом объем тампонажного раствора в трубах равен (с некоторым запасом) объему материала (металла) заливочных труб в зоне установки моста.

Пример. Необходимо установить цементный мост с помощью заливочных труб диаметром 127 мм, внутренним диаметром 101,6 мм. Высота моста 50 м.

По формуле (1) находят место установки посадочного гнезда: I 86 м, т.е. посадочное гнездо на 36 м выше верхней границы цементного моста.

Применение предлагаемого способа по сравнению с известными обладает следующими преимуществами: повышается качество цементного моста за счет исключения разбавления тампонажного раствора пластовыми флюидами и буровым раствором; снижается расход материалов (цемента, материалов для изготовления сложных устройств).

Формула изобретения

Способ установки цементного моста в скважине, включающий спуск заливочных труб к нижней границе моста, закачивание через них в зону моста первой порции тампонажного раствора, размещение второй порции этого раствора в трубке и излив последней при равномерном подъеме труб из зоны моста, причем тампонажный раствор отделен от внутрискважинной и продавочной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения качества моста за счет исключения разбавления его пластовыми флюидами и буровым раствором, перед первой порцией тампонажного раствора закачивают вязкоупругий разделитель, который в процессе закачки делят на две порции, а тампонажный раствор закачивают между ними, вторую порцию тампонажного раствора, равную объему материала заливочных труб в интервале места, размещают в последних в зоне, определяемой по формуле

К

Da

h, м,

где I - расстояние от нижнего конца заливочных труб до границы тампонажного раствора и продавочной жидкости в этих трубах, м;

D - наружный диаметр заливочных труб, м;

d - внутренний диаметр заливочных труб, м;

h - высота моста;

К - коэффициент запаса.

/

3

Изобретение относится к области сооружения скважин, а именно установке в них цементных мостов. Цель - повышение качества моста за счет исключения разбавления его пластовыми флюидами и буровым раствором. Установку моста производят следующим образом. После закачки в заливочные трубы, спущенные к нижней границе моста, вязкоупругого разделителя итампонажного раствора, производят продавку составов жидкостью с разделительной пробкой. В момент начала выхода разделителя из заливочных труб в ствол скважины заливочные трубы приподнимают на несколько метров так, чтобы часть объема разделителя (около половины) заняла положение в скважине ниже конца заливочных труб. Затем подъем труб прекращают, вследствие чего вторая часть объема разделителя продавливается тампонажным раствором в кольцевое пространство. Таким образом, тампонажный раствор отделяют от бурового раствора, заполняющего скважину. При посадке прода- вочной пробки в гнездо устройства, когда выдавлена первая порция тампонажного раствора, происходит рост давления до разрушения калиброванной мембраны. В этот момент прекращается подача продавочной жидкости, заливочные трубы со второй порцией тампонажного раствора с равномерной скоростью поднимаются к верхней границе цементного моста. При этом эта вторая порция истекает из труб и замещает их объем в зоне моста. Вторую порцию тампонажного раствора, равную объему материала заливочных труб в интервале моста, размещают в последних в зоне, определяе(Л мой по формуле Da h, м, где I - расстояние от нижнего конца заливочных труб до границы тампонажного раствора и продавочной жидкости в этих трубках; D - наруж- ный диаметр заливочных труб; d - внутренний диаметр заливочных труб; h - высота моста; К - коэффициент запаса. 2 ил. 1 & hO N

VKXNXV