Курсовая работа: Разобщение пластов

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.

При разработке технологии подбирают тампонажный материал, рецептуру и свойства тампонажного раствора, определяют режим закачки и продавливания тампонажного раствора, суммарную продолжительность цементировочных работ и промежуток времени, необходимый для формиро­вания в затрубном пространстве цементного камня с доста­точной прочностью, позволяющей возобновить работы в скважине.

Цементирование обсадной колонны можно представить как цепочку ряда процессов и операций: 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 и эксплуата­ционных колонн — от 1 до 24 ч; проведение контрольных замеров для определения качества цементирования,испытание обсадной колонны на герметичность, разбуривание цементного стакана в колонне, проверка герметичности изо­ляции затрубного пространства.

Рассмотрим наиболее распространенные способы цемен­тирования.

ОДНОЦИКЛОВОЕ ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ С ДВУМЯ ПРОБКАМИ

Способ одноциклового цементирования с дву­мя пробками (рис. 10.1) был предложен в 1905 г. бакинским инж. А.А. Богушевским.

По этому способу после завершения подготовительных работ в колонну вводят нижнюю пробку с проходным кана­лом, временно перекрытым диафрагмой.

На верхний конец колонны навинчивают цементиро­вочную головку и приступают к закачке тампонажного раствора, который тут же приготавливают в смесительной установке. Когда весь расчетный объем цементного раствора закачан в скважину, освобождают верхнюю пробку, которая до этого удерживалась в цементировочной головке фикса­тором.

Начиная с этого момента в обсадную колонну подают продавочную жидкость, под давлением которой верхняя пробка вытеснит вниз столб цементного раствора. Вследст­вие своей более высокой плотности цементный раствор под собственным весом вытесняет промывочную жидкость, что отмечается по падению давления на цементировочной го­ловке.

Как только нижняя пробка достигнет упорного кольца (стоп-кольца), давление над ней повысится и под его воздей­ствием диафрагма, перекрывающая канал в нижней пробке, разрушится; при этом наблюдается повышение давления на 4 — 5 МПа. После разрушения диафрагмы раствор начинает поступать в затрубное пространство.

Объем продавочной жидкости, закачанной в скважину, не­прерывно контролируют. Когда по окончании продавки оста­ется 1 — 2 м³ продавочной жидкости, интенсивность подачи резко снижают. Закачку прекращают, как только обе пробки (верхняя и нижняя) войдут в контакт; этот момент отмечается по резкому повышению давления на цементировочной го­ловке. В обсадной колонне под упорным кольцом остается не­которое количество раствора, образующего стакан высотой 15—20 м. Если колонна оснащена обратным клапаном, томожно приоткрыть краны на цементировочной головке и снизить давление.

Рис. 10.1. Схема этапов выполнения одноцпклового цементирования обсад­ной колонны:

/ — начало подачи цементного раствора в скважину; II — подача закачанной порции цементного раствора по обсадной колонне; III — начало продавки в затрубное пространство; IV — окончание продавки; 1 — манометр; 2 — цементировочная головка; 3, 4 — верхняя и нижняя пробки; 5 — цементируемая обсадная колонна; 6 — стенки скважины; 7 — стон-кольцо; 8 — продавочная жидкость; 9 — буровой раствор; 10 — цементный раствор.

ДВУХСТУПЕНЧАТОЕ (ДВУХЦИКЛОВОЕ) ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ

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

Этот способ по сравнению с предыдущим имеет ряд пре­имуществ. В частности, он позволяет: снизить гидростатичес­кое давление на пласт при высоких уровнях подъема цемента; существенно увеличить высоту подъема цементного рас­твора в затрубном пространстве без значительного роста давления нагнетания; уменьшить загрязнение цементного рас­твора от смешения его с промывочной жидкостью в затруб­ном пространстве; избежать воздействия высоких темпера­тур на свойства цементного раствора, используемого в верх­нем интервале, что, в свою очередь, позволяет более правиль­но подбирать цементный раствор по условиям цементируе­мого интервала.

Для осуществления двухступенчатого цементирования в обсадной колонне на уровне, соответствующем границе двух цементирующих интервалов, устанавливают специальную за­ливочную муфту (рис. 10.2).

Подготовку скважины к цементированию ведут тем же пу­тем, что был описан выше. После промывки скважины и ус­тановки на колонну цементировочной головки приступают к закачке первой порции цементного раствора, соответствую-

Рис. 10.2. Заливочная муфта для ступенчатого цементирования:

а, б — при цементировании первой и второй ступени:

1 — корпус; 2,5 — верхнее и нижнее седло; 3, 6 — верхняя и нижняя втулка; 4 — заливочные отверстия

щей цементируемому объему первой ступени. Закачав нуж­ный объем цементного раствора, в колонну вводят верхнюю пробку первой ступени, которая беспрепятственно проходит через заливочную муфту (рис. 10.2, а). Продавочной жидкос­тью вытесняют раствор в затрубное пространство.

После того, как закачали объем продавочной жидкости, равный внутреннему объему обсадной колонны в интервале между заливочной муфтой и упорным кольцом, освобождают находящуюся в цементировочной головке нижнюю пробку второй ступени. Достигнув заливочной муфты, пробка садит­ся во втулку и под давлением смещает ее вниз, открывая сквозные отверстия в муфте (рис. 10.2, б). Сигналом откры­тия отверстий является резкое падение давления нагнетания. 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. В другом случае после откры­тия отверстий в заливочной муфте возобновляют циркуляцию бурового раствора, а тампонажный раствор второй ступени подают в скважину спустя некоторое время, например, тре­буемое для схватывания раствора первой порции, — такое цементирование называется двухступенчатым с разрывом.

Этот способ позволяет повысить качество цементирова­ния нижнего интервала за счет регулирования гидродинамиче­ского давления в затрубном пространстве.

Третью пробку (верхняя пробка второй ступени) вводят в колонну после подачи всего расчетного объема раствора для цементирования второй ступени. За третьей пробкой в сква­жину нагнетают продавочную жидкость. Эта пробка задер­живается в заливочной муфте и под давлением смещает вниз втулку, которая перекрывает отверстия. Резкое повышение давления сигнализирует о завершении цементирования. После этого скважину оставляют в покое для формирования це­ментного камня.

МАНЖЕТНЫЙ СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

Манжетный способ цементирования применя­ют в тех случаях, когда необходимо не допустить загрязне­ния цементным раствором продуктивных горизонтов с низ­ким пластовым давлением или избежать попадания цементно­го раствора в зону расположения фильтра. Против нижней отметки интервала цементирвоания в обсадной колонне уста­навливают муфту с проходными отверстиями для пропуска раствора в затрубное пространство и металлической или бре­зентовой манжетой снаружи (рис. 10.3).