Способ ступенчатого цементирования скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B33/14 

(54) СПОССе СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

I

Изобретение относится к креплению скважин различного назначения, а именно к способам их ступенчатого цементирования.

Известен способ ступенчатого цементирования, включающий цементирование первой ступени, ввод в колонну нижней пробки для открытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты, периодическую промывку ствола скважвны е рез циркуляционные отверстия в период О8Ц первой ступени, цементирование торой ступени с вводом в колонну верхней пробки для закрытия циркуляционных отверстий муфты.

Нижняя пробка в известном способе создает в обсадной колонне перегс одку, которая необходима при ступенчатом цементировании для исключения возможности попадания тампонажного раствора второй ступени в колонну ниже цементнровочной муфты l.

К недостаткам этого способа относится следующее: затраты времени на ОЗЦ СКВАЖИН

тампонажного раствора первой ступени; выполнение дополнительных технологических операций, связанных с пуском в колонну нижней и верхней цементировочных пробок, для открытия и закрытия циркуляционных отверстий цементировочной муфты; необходимость разбуривания после времени ОЗЦ нижней и верхней 1фобок, посадочных седел муфты и цементного стакана между ними.

10

Наиболее близким по. технической сущности к изобретению является способ ступенчатого цементирования, включающий цементирование первой ступени обсаднойj

ts колонны с верхней гфодавочной пробкой, открывание отверстий в цементщ)овочвой муфте, цементирование второй ступени с повышением давления в колонне до величины, необходимой для гфодавки там20понажного раствора в зеисолонное пространство на установленною высоту к сбрасывание давления в обсадной коло нвЧа. 39 К недостаткам способа относится следующее: выполнение дополнительных технологических операций, связанных с пуском в колонну шара и цементировочной пробки для создания в колонне перегородки, запакеровки затрубного пространства скважины, открытия и закрытия цементировочн 1х отверстий; необходимость разбуривания после времени ОЗЦ, цементировочной пробки, шара посадочны сёдел и цементного стакана между ними. Целью изобретения является исключение перемычек между ступенями цементи рования и упрощение технологии цементи рования. Поставленнай цель достигается тем, что согласно способу ступенчатого цементирования скважии давление, в колонне повышают во время закачки там- понажного раствора до подхода его первых порций к отверстиям цементировочно муфты и поддерживают его до окончания продавки тампонажного раствора и после продавки до выравнивания давлений в колонне, и заколонном пространстве. Кроме того, давление -в колонне повы шают за счет увеличения расхода закачки тампонажного раствора. На фиг. 1 изображен пакер для осуществления способа с цементировочной муфтой на обсадной колонне, гфи цементировании первой ступени; на фиг. 2 то же, при цементировании второй ступени; на фиг. 3 - то же, после цементирования., Способ осуществляется следующим об разом. Необходимо зацементировать обсадную колонну диаметром 146 мм в скважине глубиной ЗООО м. Средний диа-, метр ствола скважины по данным профил метрии иск8. 20О мм. В интервале ствола окважины на глубине 151О - 155О м расположены, поглощающие пласты. При спуске обсадной колонны 1 в скважину 2, пакер 3 и цементировочную муфту 4 устанавливают непосредственно над поглощающими пластами в интервале 15ОО - 15О5 м (фиг. 1). Цементирование первой ступени обсад ной колонны от бащмака до интервала установки пакера и цементировочной муф ты осуществляют с продавочной пробкой . 5. После получения сигнала Стоп об окончании цементирования первой ступен в обсадной колонне повышают давление на расчетную величину, в результате O чего осуществляется запакеровка затруб- ного пространства пакером 3 и открытие тверстий в цементировочной муфте 4 (фиг. 2;. Для цементирования второй ступени обсадной колонны в скважину необхоимо закачать 21,9 м тампонажного аствора и 20 м 1фодавочной жидкости (с учетом ее сжимаемости и деформации обсадной колонны под внутренним давлением). В конце цементирования, при прокачке тампонажного раствора одним агрегатом на П передаче с гфоизводительнocтью 5,1 л/с ожидаемое рабочее давление будет составлять 9О кгс/см . После закачки в обсадную колонну 20,6 м тампонажного раствора, т.е. за 10О м до подхода его к отверстиям цементировочной муфты, производительность агрегатов увеличивают до 17 18 л/с согласно расчета гидравлических сопротивлений в отверстиях цемент1фо- вочной муфты и в кольцевом пространстве между обсадной колонной и стенками скважины. При такой производительности давление в обсадной колонне возрастает до величины давления, ожидаемого в конце цементирования. Закачку оставшихся 1,3 м тампонажного раствора и 2О м продавочной жидкости осуществляют при постоянном давлении в обсадной колонне (за счет постепенного снижения производительности агрегатов), либо при постоянной производительности агрегатов с увеличением давления в обсадной колонне. Тампонажный раствор второй ступени в процессе его продавки частично проседает в колонну под цементировочную муфту, образуя с глинистым раствором гельцемент 6 (фиг. 2). После окончания закачки в обсадную колонну расчетного объема гфодавочной жидкости (по расходомеру), равного 20 м и дополнительно 0,20 - 0,25 м для надежности гфодавки всего объема тампонажного раствора в затрубное гфостранство, обсадную колонну на устье герметично закрывают. При этом давление в колонне будет больше, чем в затрубном пространстве, на величину, равную гидравлическим со1дзотивлениям в отверстиях цементировочной муфты и .кольцевом зазоре между обсадной колонной и стенками сквалсины. За счет избыточного внутреннего давления гельцемент из-под цементировочной муфты будет выдавлен в затрубное тфостранство. Через Ю - 15 мин, когда давле ния в колонном к заколонном гростра ствах будут равны, давление на устье колонны сбрасывают до нуля. В период снижения давления в колонне пружинные обратные клапаны 7 исключают попадание жидкости ь колоШху из затрубного гфостранства, а дифференциальная втулка 8 герметично перекрывает отверстия цементировочной муфты и защелкивается фиксатором 9 (фиг. 3). Положительный эффект от гфименения 1федлагаемого способа заключается в снижении затрат времени на процесс цементирования за счет упрощения технологии цементирования. Исключаются такие технологические операции, как пуск в колонну шара, цементировочной пробки и последующее их разбуривание совместно с посадочными седлами устройства для ступенчатого цементирования и цементным стаканом между ними Формула изобретения I. Способ ступенчатого цементирова ния скважин, включающий цементирование первой ступени обсадной колонны с верхней продавочной пробкой, открывани отверстий в цементировочной муфте, 406 цементирование второй ступени с повышением давления в колонне до величины, необходимой для продавки тампонажного раствора в заколонное гфостранство на установленную высоту, и сбрасывание давления в обсадной колонне, отличающийся тем, что, с целью исключения перемычек в обсадной колонне .между ступенями цементированияt и упрощения технологии цементирования, давление в колонне повышают во время закачки тампонажного раствора до подхода его порций к отверстиям цемент1фовочной муфты и поддерживают его до окончания продавки тампонажного раствора и после продавки до выравнивания давлений в колонне и заколонном пространстве. 2. Способ поп. 1,отличающ и и с я тем, что давление в колонне повышают за счет увеличения расхода зеисачки тампонажного рйствс а. Источники информации, гфинятые во внимание 1фи экспертизе I. Булатов А. И. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. М., Недра., 1977, с. 217-218. 2- Временное руководство по гфнменению naKqpa для двухступенчатого и манжетного цементирования. М., ВНИИБТ, 1974 (щютотип).