Спосіб ступінчастого цементування свердловини
Винахід відноситься до галузі буріння нафтових та газових свердловин, зокрема до способів ступінчастого цементування свердловин, коли продуктивні пласти представлені тріщинуватими або високопроникними колекторами. Забезпечує виключення освіти за обсадною колоною при ступінчастому цементуванні водяних мішків та підвищення якості цементування. Спускають обсадну колону з пристроями для ступінчастого цементування, клапаном цементу з сідлом і черевиком в нижній частині. Пристрої для ступінчастого цементування встановлюють вище за продуктивний пласт. Пристрої для ступінчастого цементування розміщують на порожнистих заглушках. Порожнисті заглушки встановлюють на колоні обсадної. Донною частиною вони виступають всередину і мають ослаблене перетин. Закачують цементний розчин першого ступеня дещо вище за пристрої для ступінчастого цементування. Початкову порцію цементного розчину першого ступеня закачують із сповільнювачем схоплювання, а останню з прискорювачем схоплювання. Після закачування повного об'єму розчину першого ступеня всередину обсадної колони спускають насосно-компресорні труби з муфтою, що зрізає, на кінці. Руйнують порожнисті заглушки. Цементний розчин, що знаходиться вище пристроїв для ступінчастого цементування, вимивають через порожнисті заглушки при закритому просторі. Залишають очікування застигання цементного розчину. Закачують цементний розчин другого ступеня через порожнисті заглушки. Залишають очікування затвердіння цементного розчину. 1 з.п. ф-ли, 4 іл.
Винахід відноситься до буріння нафтових та газових свердловин, зокрема до способів ступінчастого цементування свердловин, коли продуктивні пласти представлені тріщинуватими або високопроникними колекторами.
Відомий спосіб ступінчастого цементування, якийпередбачає закачування цементного розчину першого ступеня прямим цементуванням, а другого ступеня - за затрубним простором (1).
Недоліком способу є те, що при закачуванні другої порції цементного розчину по затрубному простору через велике тертя цементного розчину породу створюється додатковий тиск на поглинаючі пласти аж до гідророзриву пластів, що створює небезпеку догляду в них цементного розчину. Звідси великі витрати цементного розчину та низька якість цементування обсадної колони.
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого є спосіб ступінчастого цементування, що включає спуск обсадної колони з пристроями для ступінчастого цементування, що встановлюються вище продуктивного пласта, цементувальним клапаном з сідлом і черевиком в нижній частині, закачування цементного розчину першого ступеня кілька вище пристроїв для ступінчастого розчину, що знаходиться вище зазначених пристроїв та залишення на ОЗЦ, закачування цементного розчину другого ступеня через зазначені пристрої та залишення на ОЗЦ (2).
Спосіб передбачає негайне вимивання цементного розчину першого ступеня, що знаходиться вище пристрою для ступінчастого цементування після його закачування. Однак встановлено, що в процесі ОЗЦ, як правило, відбувається поглинання цементного розчину і, отже, осідання його та утворення водяного "мішка" за обсадною колоною нижче зазначеного пристрою, який або зовсім не заповнюється цементним розчином при закачуванні другої порції, або заповнюється частково, при цьому сильно розбавляючись водою. Крім того, управління пружною кулею у пристрої для ступінчастого цементування є важкоконтрольованим, а тому ефективність та надійність проведення операції поЗакачування цементного розчину другого ступеня є вельми сумнівними. Зазначені фактори знижують якість цементування обсадної колони.
Завданням винаходу є створення способу, який виключав би утворення за обсадною колоною при ступінчастому цементуванні водяних "мішків", і тим самим забезпечував підвищення якості цементування.
Вказана задача вирішується пропонованим способом, що включає спуск обсадної колони з пристроями для ступінчастого цементування, встановлюються вище продуктивного пласта, цементувальним клапаном з сідлом і черевиком в нижній частині, закачування цементного розчину першого ступеня кілька вище пристроїв для ступінчастого цементування, видалення розчину і залишення на ОЗЦ, закачування цементного розчину другого ступеня через зазначені пристрої та залишення на ОЗЦ.
Новим є те, що пристрої для ступінчастого цементування розміщують на порожнистих заглушках, що встановлюються на обсадній колоні і виступають донною частиною всередину і мають ослаблений переріз; після спуску обсадної колони початкову порцію цементного розчину першого ступеня закачують з сповільнювачем схоплювання, а останню - з прискорювачем схоплювання, і після закачування повного об'єму розчину першого ступеня всередину обсадної колони спускають НКТ зі зрізною муфтою на кінці і руйнують порожнисті заглушки просторі вимивають цементний розчин, що знаходиться вище пристроїв для ступінчастого цементування, а після ОЗЦ через них роблять закачування цементного розчину другого ступеня.
Новим також є те, що терміни схоплювання початкової порції цементного розчину першого ступеня встановлюють не менше сумарного часу, необхідного на спуск колони НКТруйнування заглушок.
На фіг.1 зображено пристрій для ступінчастого цементування; на фіг. 2 - технологічна схема здійснення пропонованого способу в момент закінчення закачування цементного розчину першого ступеня; на фіг. 3 - те саме, в момент видалення розчину, що знаходиться вище пристроїв для ступінчастого цементування; на фіг. 4 - те саме, в момент закінчення закачування цементного розчину другого ступеня.
Спосіб здійснюють у наступній послідовності.
Обсадну колону 1 з черевиком 2, цементувальним клапаном 3 і сідлом 4 спускають свердловину до проектної глибини. У складі обсадної колони її зовнішньої поверхні встановлені пристрої для ступінчастого цементування. Кожне з них складається з корпусу 5 (фіг.1), кульового клапана 6, пружини 7 і грат 8. Корпус 5 з'єднаний з порожнистою заглушкою 9 і повідомляється з нею через канал 10. Заглушка донною частиною пропущена всередину обсадної колони і має ослаблений переріз Обсадну колону спускають з таким розрахунком, щоб пристрої для ступінчастого цементування знаходилися вище покрівлі продуктивного пласта 12 (
Цементування обсадної колони здійснюють за звичайною технологією із застосуванням розділової пробки 13 (фіг.2). Особливістю способу є те, що в початкову порцію цементного розчину першого ступеня додають сповільнювач схоплювання (наприклад, поліакриламід, карбоксилметилцелюлозу та ін) з розрахунку подовження терміну схоплювання, необхідного в подальшому для проведення робіт зі спуску НКТ і руйнування заглушок (tсп.+tp .схв., де tсп.- час, необхідний для спуску НКТ;tp - час, необхідний для руйнування заглушок; tнач.схв - час початку схоплювання цементного розчину). Об'єм розчину беруть з розрахунку, щоб він піднявся трохи вище за верхній пристрійдля ступінчастого цементування, А в останню порцію цементного розчину першого ступеня додають прискорювач схоплювання, наприклад, хлористий натрій. Обсяг цієї порції беруть із розрахунку, щоб він перекрив продуктивний пласт із деяким запасом.
Після отримання сигналу "стоп" в процесі цементування першого ступеня, негайно спускають колону НКТ 14 з муфтою, що зрізає 15. Для прискорення робіт зі спуску НКТ, останні заздалегідь збирають в "свічки" (по 2-3 труби), встановлюють за "палець" бурової установки та виробляють руйнування порожнистих заглушок (фіг. 3). Потім через колону НКТ при закритому затрубному просторі вимивають цементний розчин, що знаходиться вище пристроїв для ступінчастого цементування і залишають свердловину на ОЗЦ.
Після ОЗЦ по НКТ через пристрої для ступінчастого цементування здійснюють закачування цементного розчину другого ступеня з залишенням НКТ 150-200 л цементного розчину, який вимивають з обсадної колони зворотним промиванням, після чого НКТ вилучають зі свердловини.
Закачування останньої порції цементного розчину першого ступеня з прискорювачем схоплювання призводить до зниження проникнення фільтрату розчину в продуктивний пласт, зберігаючи при цьому колекторські властивості.
Закачування початкової порції цементного розчину першого ступеня з уповільнювачем схоплювання (сучасні хімічні реагенти дозволяють подовжити початок терміну схоплювання до 24-х годин) збільшує тимчасовий розрив термінів схоплювання розчину навпроти продуктивного пласта і проти пристроїв для ступінчастого цементування, збільшує час до моменту вимивання розчину пристроїв для ступінчастого цементування і тим самим унеможливлює утворення водяних "мішків" за обсадною колоною.
Вищезазначені фактори дозволяють підвищитиякість цементування обсадних колон.
Джерела інформації 1. Аналог. Рамазанов Г.С. та ін. Пристрій для комбінованого цементування обсадних колон. - М: Надра, Нафтове господарство, 4, 1992, с. 19-20, рис. 1, 2.
2. Прототип. Патент Україна 2029066, МКІ 6 Е 21 В 33/13, 1995.
1. Спосіб ступінчастого цементування свердловини, що включає спуск обсадної колони з пристроями для ступінчастого цементування, видалення цементу, зазначених пристроїв та залишення на очікування затвердіння цементного розчину - ОЗЦ, закачування цементного розчину другого ступеня через зазначені пристрої та залишення на ОЗЦ, який відрізняється тим, що пристрої для ступінчастого цементування розміщують на порожнистих заглушках, що встановлюються на обсадній колоні і виступають донною частиною всередину ослаблений переріз; після спуску обсадної колони початкову порцію цементного розчину першого ступеня закачують з уповільнювачем схоплювання, а останню - з прискорювачем схоплювання, і після закачування повного об'єму розчину першого ступеня всередину обсадної колони спускають насосно-компресорні труби - НКТ з муфтою, що зрізає, розрізають наполовину через які при закритому затрубному просторі вимивають цементний розчин, що знаходиться вище пристроїв для ступінчастого цементування, а після ОЗЦ через них роблять закачування цементного розчину другого ступеня.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що терміни схоплювання початкової порції цементного розчину першого ступеня встановлюють не менше сумарного часу,необхідного на спуск колони НКТ та руйнування заглушок.