Шпаргалка по "Нефтегазовому делу"

Для облегчения спуска обсадной колонны и качественного  ее цементирования по выбранной технологии в состав колонны вводят дополнительные элементы: башмак, обратный клапан, заливочный патрубок, упорное кольцо, заливочную муфту, трубные пакеры, центраторы (фонари), скребки.

Заливочный  патрубок применяют для подачи цементного раствора в затрубное пространство при цементировании обсадной колонны.

Крепление некоторого интервала ствола скважины обсадной колонной с последующим ее цементированием  — весьма важный и ответственный  этап в строительстве скважины.

) определяются  конструкцией обсадной колонны,  предусмотренной в индивидуальном  плане работ по ее подготовке, спуску и цементированию, который  разрабатывается технологическим  или производственно-технологическим  отделом УБР.

Возможны  два варианта подачи тампонажного раствора в затрубное пространство: раствор, закачанный внутрь цементируемой обсадной колонны, проходит по ней до башмака  и затем поступает в затрубное  пространство, распространяясь снизу  вверх (по аналогии с промывкой называется цементированием по прямой схеме); тампонажный  раствор с поверхности подают в затрубное пространство, по которому он перемещается вниз (цементирование по обратной схеме).

Если через  башмак обсадной колонны в затрубное  пространство продавливают весь тампонажный  раствор, способ называется одноступенчатым (одноцикловым) цементированием.

На современном  уровне она включает систему отработанных норм и правил выполнения цементировочных  работ, а также типовые схемы  организации процесса цементирования.

В каждом конкретном случае технологию цементирования уточняют в зависимости от конструкции  и состояния ствола скважины, протяженности  цементируемого интервала, горно-геологических  условий, уровня оснащенности техническими средствами и опыта проведения цементировочных  работ в данном районе.

Для наиболее полного замещения промывочной  жидкости рекомендуется ряд мероприятий: тщательное регулирование реологических  свойств промывочной жидкости, заполняющей  скважину перед цементированием, с  целью снижения вязкости и статического напряжения сдвига до минимально допустимых значений; нагнетание тампонажного раствора в затрубное пространство со скоростями течения, обеспечивающими турбулентный режим; применение соответствующих  буферных жидкостей на разделе промывочной  жидкости и тампонажного раствора; расхаживание или вращение обсадной колонны при подаче тампонажного раствора в затрубное пространство; применение полного комплекса технологической  оснастки обсадной колонны.

Цементирование  обсадной колонны можно представить  как цепочку ряда процессов и  операций, таких, как: подготовка ствола скважины к цементированию; цементирование затрубного пространства (приготовление и закачка тампонажного раствора в скважину, продавливание цементного раствора в затрубное пространство); ожидание затвердения цемента (ОЗЦ): при цементировании кондуктора ОЗЦ обычно длится 5—8 ч, при цементировании промежуточных колонн—12—24 ч; проведение контрольных замеров для определения качества цементирования, испытание обсадной колонны на герметичность, разбуривание цементного стакана в колонне, проверка герметичности изоляции затрубного пространства.

Способ одноциклового  цементирования с двумя пробками (рис.

Схема этапов выполнения одноциклового цементирования обсадной колонны: / -- начало подачи цементного раствора в скважину; // — подача закачанной порции цементного раствора по обсадной колонне; /// начало продавки в затрубное пространство; /V — окончание продавки; /—манометр; 2—цементировочная головка; 3—верхняя пробка; •( — нижняя пробка; 5 — цементируемая обсадная колонна; 6 — стенки скважины; 7 — стон-кольцо; К — продавочная жидкость; 9 — буровой раствор; 10 — цементный раствор в обсадную колонну подают продавочную жидкость, под давлением которой верхняя пробка гонит вниз столб цементного раствора.

Двухступенчатым цементированием называется раздельное последовательное цементирование двух интервалов в стволе скважины (нижнего  и верхнего).

Для осуществления  двухступенчатого цементирования в  обсадной колонне на уровне, соответствующем  низу верхнего интервала, устанавливают  специальную заливочную муфту (рис.

Подготовку  скважины к цементированию ведут  тем же путем, что был описан выше.

Манжета для  манжетчатого цементирования:а —  при цементировании первой ступени; 6 — при цементировании второй ступени; / — корпус; 2 — верхнее седло; У — верхняя втулка; 4 — заливочные отверстия; 5 — нижнее седло; 6 — нижняя втулканого цементирования:

Существуют  две разновидности способа двухступенчатого цементирования.

По одной  из них тампонажный раствор для  цементирования второй ступени закачивают тотчас за нижней пробкой второй ступени  — это так называемый способ непрерывного цементирования.

Третью пробку (верхняя пробка второй ступени) вводят в колонну после подачи всего  расчетного объема раствора для цементирования второй ступени.

Резкое повышение  давления сигнализирует о завершении цементирования.

Против нижней отметки интервала цементирования в обсадной колонне устанавливают  муфту с проходными отверстиями  для пропуска раствора в затрубное  пространство и металлической или  брезентовой манжетой снаружи (рис.

Для цементирования секций и потайных колонн используют способ одноциклового цементирования с одной разделительной пробкой.

Способ обратного  цементирования

Под обратным цементированием понимается такой  способ, когда цементный раствор  с поверхности закачивают прямо  в затрубное пространство, а находящийся  там буровой раствор через  башмак, поступает в обсадную колонну  и по ней выходит на поверхность.

Способ обратного  цементирования уже давно привлекает внимание специалистов, однако широкого промышленного применения пока не получил  в силу ряда технических трудностей, и в первую очередь сложности  контроля момента достижения цементным  раствором низа обсадной колонны  и надежного обеспечения высокого качества цементирования в этой наиболее ответственной части.

Для цементирования высокотемпературных скважин предложен  белитокремнеземистый цемент, изготовляемый  на основе бе-литового (нефелинового) шлама  и кварцевого песка.

При цементировании вяжущий материал подают в скважину в виде тампонажного раствора.

В интервалах проницаемых пород повышение  этого показателя приводит к интенсивному обезвоживанию раствора и может  явиться причиной некачественного  цементирования.

Чрезвычайное  разнообразие условий в скважинах, их переменчивость по стволу скважины в интервале цементирования, влияние  различных факторов на свойства тампонажного раствора обусловливают необходимость  регулирования его первоначальных свойств путем уточнения состава  основных вяжущих материалов и введения дополнительных веществ.

Плотность-тамгюнажного раствора определяется в зависимости  от плотности промывочной жидкости в стволе скважины, пластового давления и индекса давления поглощения в  интервале цементирования.

В зависимости  от конкретных условий возникает  необходимость изменения сроков начала схватывания: их увеличения при  цементировании в глубоких скважинах  с высокими забойными температурами и высоким давлением и их уменьшения, если цементировочные работы ведутся на небольших глубинах.

В техническое  оснащение цементировочных работ  входят цементировочный агрегат (ЦА), цементно-смесительная машина (СМ), самоходный блок обвязки (1БМ-700), станция контроля процесса цементирования (СКД-2М), а  также вспомогательные емкости  и резервуары (осреднительные емкости, цементный бачок и др.

Схема обвязки  агрегатов и машин при цементировании: / — цементировочный агрегат; 2 --- цементпо смесительная машина' 3 — блок ма-нифольда; 4 — устье скважины; 5 — станция контроля; / —линии ' высокого давления; // — линии низкого давления; /// линии всасывании; IV - линия евши

началу цементирования поблизости от скважины сосредоточивается  значительное количество агрегатов  и машин, достаточное для проведения цементировочных работ в сжатые сроки (рис.

Станция контроля процесса цементирования СКД-2М предназначена  для одновременного автоматического  измерения и регистрации основных технологических параметров процесса цементирования: давления нагнетания, плотности жидкости, подаваемой в скважину, суммарного расхода цементировочных агрегатов и объема закачанной жидкости.

КОНТРОЛЬ  КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

Однако на практике применяют способы контроля цементирования, которые могут характеризовать  его качество лишь в начальный  период.

ПОНЯТИЕ О  РАСЧЕТЕ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

На основании  расчетов уточняют необходимые изменения  в режиме подачи тампонажного раствора в затрубное пространство, а также  определяют необходимое количество исходных материалов для приготовления  нужного объема тампонажного раствора, продолжительность отдельных операций и суммарную всех работ по цементированию.

В результате расчетов продолжительности цементирования могут быть выданы рекомендации по регулированию сроков начала схватывания  тампонажного раствора.

Весь расчет цементирования можно подразделить на три основные части: определение  расхода материалов, режима работы цементировочных агрегатов и  цементно-смесительных машин и продолжительности  работ по цементированию обсадной колонны.

Приступая ко второй части расчета, где рассматриваются  основные режимные параметры (давление нагнетания на устье на разных этапах цементирования и суммарная подача жидкости в скважину), необходимо располагать  некоторыми предварительными исходными  сведениями.

В качестве исходных можно использовать сведения о допустимом в конкретных условиях режиме течения  жидкости в затрубном пространстве или о желательной продолжительности  работ по цементированию колонны.

Таким образом, в результате выполненного расчета  делают заключение о необходимом  количестве исходных материалов (сухой  тампонажный материал, добавки, химреагенты, вода затво-рения) для приготовления  тампонажного раствора, об объемах  буферной и продавочной жидкостей, подбирают типы цементировочных  агрегатов и цементно-смесительных машин и определяют их количество, уточняют технологический режим  закачки и про-давки тампонажного раствора и определяют общую продолжительность  работ по цементированию обсадной колонны.

2, а, б)  ствол скважины добу-ривается  до кровли продуктивного пласта  и перекрывается промежуточной  обсадной колонной с последующим  ее цементированием.

2) при цементировании  эксплуатационной колонны продуктивные  пласты оказываются в непосредственном  контакте с тампо-нажным раствором,  который может существенно повлиять  на проницаемость коллектора  в приствольной его части;

Этот способ широко применяли достаточно давно  и продолжают применять и в  настоящее время, отмечая в то же время ряд его существенных недостатков: загрязнение в открытом стволе пройденных объектов при добуривании  скважины; искажение результатов  исследования, а иногда и пропуски продуктивных горизонтов с низким пластовым  давлением; необходимость спуска и  цементирования обсадной колонны, которая  в данном случае необходима для разобщения опробуемых объектов; повышение расходов на строительство скважины, вызванных  дополнительными затратами на крепление  скважины.

после крепления  этого интервала колонной обсадных труб, цементирования затрубного пространства (если в этом есть необходимость), разбуривания цементного стакана и тщательной промывки скважины для удаления продуктов  цементирования и ранее применяемого бурового раствора.

Однако конкретные ее параметры — число колонн оббад-ных  труб (одно- или многоколонная), их диаметры и глубины спуска — зависят  от ряда факторов: типа водоподъемного насоса, способа бурения, числа вскрываемых водоносных горизонтов, способа крепления и материала используемых обсадных труб, необходимости цементирования затрубного пространства колонн обсадных труб, возможного срока службы данной скважины.

При необходимости  цементирования затрубного пространства используют метод манжетного цементирования.

Цементирование  затрубного пространства эксплуатационной колонны при необходимости может  быть произведено методом одной  или двух пробок, при цементировании только нижней ее части используют метод заливочных трубок.

Особые требования предъявляют и к цементам: например, при цементировании скважин на минеральные  воды, содержащие углекислый газ и  ионы сульфата, рекомендуют пуццолановый, глиноземистый цементы, шлакопортландцементы и др.

В некоторых  случаях перед цементированием  для снижения температуры в скважину заливают холодную воду.

При цементировании в зоне продуктивного на сухой  пар пласта используют смесь портландцемента  с пуццолановым (2:1) с добавкой до 30 %, силикатной муки и замедлителя  схватывания.