Teplomarcet.ru

Про Тепло дома
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Проявления при установке цементного моста

Проявления при установке цементного моста

Если вы скопируете книгу или главу книги, Вы должны незамедлительно удалить ее сразу после ознакомления с содержанием. Копируя и сохраняя его Вы принимаете на себя всю ответственность, согласно действующему международному законодательству. Любое коммерческое и иное использование кроме предварительного ознакомления запрещено. Публикация данной книги не преследует никакой коммерческой выгоды, но документ способствуют быстрейшему профессиональному росту читателей и являются рекламой бумажных изданий таких документов. Все авторские права сохраняются за правообладателем. В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуюсь убрать указанные книги

На главную страницу
УСТАНОВКА ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ
Установка цементных мостов — это ответственная технологическая операция, составляющая основу большинства видов ремонтно-изоляционных работ при бурении, закан-чивании и эксплуатации нефтяных и газовых скважин Она является отправной точкой при забуривании второго ствола скважины и т д Так как установка мостов — это технологическая операция с применением различных тампонажных материалов (что вносит элемент неопределенности), она сама может сопровождаться осложнениями, которые иногда приводят к авариям и ликвидации скважины
4.1. НАЗНАЧЕНИЕ ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ
Цементные мосты устанавливают в целях:
— изоляции водонапорных и непродуктивных горизонтов; при испытании и ликвидации скважин,
— возвращения на вышерасположенный горизонт,
— изоляции зон поглощения или проявления,
— забуривания нового ствола,
— создания опоры для испытания пластов и секции обсадных труб,
— ликвидации каверн и желобных выработок
К цементным мостам предъявляются определенные требования по долговечности, герметичности, прочности, несущей способности, а также высоте и глубине нахождения Требования основываются на конкретных геолого-технических условиях и обусловлены назначением моста
Из приведенных в табл 4 1 данных видно, что на мосты могут создаваться давления до 85 МПа, осевые нагрузки до 210 т, а напряжения сдвига (при высоте моста 1м) — до 2,8 МПа
119
Такие значительные нагрузки на мост возникают и при опробовании скважин с помощью испытателя пластов. Так, осевая нагрузка на хвостовик испытателя пластов может достигать 100 т и более при высоте моста 1 м.
Это обусловливает напряжение сдвига до 1,5 МПа.
Таблица Допустимые депрессии и внутренние давления в обсадных колоннах
4 1
Параметры обсадной Нагрузки, действующие на мост при создании
колонны депрессии, равной внутреннего допускаемо-
диа- толщина марка допускаемому давлению го давления»
метр, стенок, стали на смятие*
мм мм деп- осевая напряже- внут- осевая напряже-
эессия, нагруз- ние сдви- реннее нагруз- ние
МПа ка, т га при давле- ка, т сдвига
высоте ние, при
моста МПа высоте
1 м, МПа моста
1 м, МПа
114 9,0 А 40,0 29 4,2 40,0 29 1,2
м 74,0 51 1,7 79,0 54 1,8
127 9,0 А 35,0 33 1,0 36,0 34 1,0
м 62,0 58 1,7 71,0 66 1,9
140 9,0 А 30,0 35 0,9 32,0 37 1,0
12,0 м 82,0 86 2,4 85,0 89 2,5
168 9,0 А 23,0 41 0,9 27,0 48 1,0
12,0 м 64,0 102 2,3 71,0 113 2,6
219 9,5 А 16,0 51 0,8 22,0 70 1,1
12,5 м 42,0 122 2,0 57,0 166 2,8
273 9,0 А 8,5 38 0,5 17,0 81 1,0
12,0 м 19,0 92 1,2 44,0 213 2,7
325 9,0 А 5,0 37 0,4 14,0 104 1,1
12,0 м 11,0 78 0,8 27,0 191 2,0
‘ Коэффициент запаса прочности на смятие 1,3
** Коэффициент запаса прочности на разрыв под воздействием внутреннего давления 1,5
Несущая способность цементных мостов в значительной мере зависит от их высоты, а также от наличия, состояния и толщины слоя глинистого раствора на колонне и фильтрационной корки на стенке скважин. Если удалена рыхлая часть глинистой корки, напряжение сдвига в начальный момент составляет 0,15—0,2 МПа. В этом случае даже при возникновении максимальных нагрузок достаточна высота моста 10—20 м. Наличие же на стенках колонны слоя глинистого раствора
120
толщиной 1 — 2 мм приводит к уменьшению напряжения сдвига до 0,01 — 0,02 МПа и увеличению необходимой высоты моста до 180 — 250 м. В связи с этим высоту моста Нм следует рассчитывать по формуле:
^’
где QM — ожидаемая суммарная осевая нагрузка на мост;
Dc — диаметр скважины;
[тм] — удельная несущая способность моста, величина которой определяется как адгезионными свойствами тампонаж-ного материала, так и способом установки моста.
Герметичность моста также зависит от его высоты и состояния поверхности контакта, так как давление, при котором происходит прорыв воды, прямо пропорционально длине и обратно пропорционально толщине корки. При наличии между обсадной колонной и цементным камнем глинистой корки толщиной 3 — 12 мм градиент давления прорыва воды составляет соответственно 1,8 — 0,6 МПа на 1 м. При наличии на корке пленки нефти давление резко уменьшается. При отсутствии корки между стенкой трубы и цементным камнем прорыв воды происходит при градиенте давления свыше 7 МПа/м. Следовательно, герметичность моста в значительной мере зависит также от условий и способа его установки. Корка при твердении цементного раствора обезвоживается, появляются в ней трещины.
В связи с этим высоту цементного моста следует корректировать, используя следующую формулу:
где Рм — максимальная величина перепада давления, действующего на мост при его эксплуатации;
[АР] — допустимый градиент давления прорыва флюида по зоне контакта моста со стенкой скважины; эту величину также определяют в основном в зависимости от способа установки моста и применяемых тампонажных материалов.
Из значений высоты цементных мостов, определенных по формулам (9.1) и (9.2), выбирают большее.
Ориентировочные значения [тм] и [АР] при установке мостов чрез заливочную колонну с применением раствора из портландцемента в зависимости от технологии установки приведены в табл. 4.2.
121
Таблица 42 Ориентировочные значения [тм| и [ДР] при установке мостов
Условия и технологические мероприятия по установке моста [тм], МПа/м [АР], МПа
В обсаженной скважине
С применением скребков и моющих
буферных жидкостей 5 1
С применением моющих буферных жидкостей 2 0,5
Без скребков и буферных жидкостей 1 0,05
В необсаженной скважине |
С применением скребков и моющих
буферных жидкостей 2 0,5
С применением абразивных буферных
жидкостей 1 0,2
С применением неабразивных буферных
жидкостей 1 0,05
Без буферных жидкостей 0,5 0,01
Цементные мосты должны быть достаточно прочными. Практика работ показывает, что, если при испытании на прочность мост не разрушается при создании на него удельной осевой нагрузки 3 — 6 МПа и одновременной промывке, то его прочностные свойства удовлетворяют условиям как забурива-ния нового ствола, так и нагружения от силы тяжести колонны труб или испытателя пластов.
При установке мостов для забуривания нового ствола к ним предъявляется дополнительное требование по высоте. Это обусловлено тем, что прочность верхней части моста H! должна обеспечить возможность забуривания нового ствола с допустимой интенсивностью искривления, а нижняя часть Н0 — надежную изоляцию старого ствола.
где Rc — радиус искривления ствола.
Верхняя часть моста часто бывает непрочная, рыхлая, за счет водоотстоя и смешивания с буровым раствором.
Опыт бурения и эксплуатации скважин показывает, что оптимальная величина интенсивности искривления ствола составляет 1° на 10 м, что соответствует радиусу искривления 573 м. Величину Н„ определяют из условия 4. 1 и 4.2.
В практике установки цементных (и прочих) мостов применяют следующие способы:
122
— закачку тампонажного раствора в интервал формирования моста при уравновешивании его столбов в заливочных трубах и кольцевом пространстве (балансовый способ);
— закачку тампонажного раствора с применением двух разделительных пробок;
— закачку цементного раствора в интервал установки моста под давлением;
— с использованием разделительного пакера;
— с использованием цементировочной желонки.
При распространенном балансовом способе в колонну заливочных труб, спущенную до глубины, соответствующей подошве моста, после промывки закачивают тампонажный раствор. Высота подъема раствора в кольцевом пространстве производится до расчетной высоты (с учетом объема труб). Затем заливочные трубы поднимают до кровли моста и прямой или обратной промывкой вымывают излишек тампонажного раствора.
Способ установки цементного моста с использованием двух разделительных пробок аналогичен предыдущему. Разнятся они тем, что во втором случае в нижней части заливочной колонны устанавливается пробкодержатель, после чего трубы спускают на расчетную глубину. В процессе закачки цементного раствора нижняя пробка проходит через пробкодержатель. После прокачки цементного раствора через трубы верхняя пробка, движущаяся за ним, садится на пробкодержатель. Возникает скачок давления. Заливочные трубы поднимают до кровли моста, повышают давление в трубах, что приводит к срезанию шпилек пробкодержателя и открыванию циркуляционных отверстий. Прямой или обратной промывкой вымывают излишек тампонажного раствора. Вследствие повышенной точности способа его применяют в глубоких скважинах, хотя он эффективен во всех случаях
Установка моста с использованием цементировочной желонки для повышения вероятности получения качественного моста предусматривает установку пробки или пакера. Затем с помощью желонки тампонажный раствор «выливается» на них. Точность установки такого моста высока, но качество определяется рядом факторов: некоторые из них исключают возможность формирования значительных по высоте мостов, не всегда обеспечивают достаточную прочность камня и др.
Используют СТС-стреляющие тампонажные снаряды, в которые впрессовывается пробка; снаряд, спущенный на заданную глубину в скважину, выстреливает ее. Увеличенная в диаметре пробка останавливается в колонне, образуя мост. Для
123
повышения его прочности одним из известных способов на нем формируют цементную часть моста.
Основными причинами безуспешной установки мостов в открытом стволе скважины (реже в обсадной колонне) является перемешивание тампонажного (особенно если взято небольшое его количество) и бурового растворов; уменьшение конечного объема тампонажного раствора за счет налипания на стенку заливочной колонны; образование цементного конгломерата, находящегося в буровом растворе (после подъема заливочных труб), особенно в местах расширения ствола (у каверн). При «успешной» установке моста он может оказаться негерметичным даже в случае правильно подобранной для конкретных условий рецептуры тампонажного раствора; причина — прохождение газа по зазору между собственно цементным камнем и трубами вследствие процесса контракции, т. е. обезвоживания оставшегося бурового раствора между стенкой трубы и цементным камнем и образования в этих местах каналов. А при формировании камня в открытом стволе каналы будут больше.
Осложненные условия (большая — более 4000 м — глубина, высокие температуры и давления, высокие структурно-механические свойства буровых растворов, значительная кавер-нозность ствола скважины и другие) обязывают более внимательно относиться к каждому звену всего процесса установки мостов: приведению в норму параметров бурового раствора, очистке скважины, подбору рецептуры тампонажного раствора, срокам ОЗЦ и технологически правильному проведению операции.
Мосты могут испытываться опрессовкой, нагрузкой трубами (особенно при забуривании второго ствола), снижением уровня жидкости в скважине, а в ответственных случаях — испытателем пластов.
4.2. ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА РЕЦЕПТУРЫ И ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА ДЛЯ УСТАНОВКИ МОСТОВ
Тампонажные материалы для установки мостов следует выбирать, исходя из требований, предъявляемых к данному мосту, а также специфических особенностей работ по его установке.
При выборе рецептуры цементного раствора для установки моста в глубоких скважинах необходимо проводить исследования на консистометре (КЦ) по программе, имитирующей процесс установки моста не только по времени, давлению и температуре, но и по характеру проводимых работ.
124
Данные о программе исследолаимя представлены в табл. 4.3.
Таблица43 Программа исследования тампонажного раствора
Условия исследования на КЦ Продолжительность исследования
‘-on Р„» вращение мешалки
Нагрев от комнатной температуры до 1ДНН Повышение давления до Рди„ Да Т, + Т2 + Т3
U 5)
утр
Н — проектная высота моста;
SK; STp — соответственно площади проходного сечения в кольцевом пространстве и в трубах в интервале установки моста;
V^ — внутренний объем заливочной колонны;
С — коэффициент, учитывающий несоответствие между расчетными и фактическими объемами заливочной колонны; при использовании бурильных и насосно-компрессорных труб С= 1,00; в случае применения обсадных труб С = 1,03;
С0 — коэффициент, учитывающий случайные ошибки при продавливании тампонажного раствора в скважину; если средства контроля за движением жидкостей не используются, то С0 = 0,03-0,04, если используются — С0 = 0;
С,, С2, С3 — коэффициенты, учитывающие потери темпо-нажного раствора соответственно на стенках труб и при смешивании с соседней жидкостью на I и II границах (табл. 4.6); при установке мостов с использованием верхней и нижней разделительных пробок коэффициенты С,, С2 и С3 принимаю-ся равными нулю; при использовании только верхней пробки нулю равны С, и С3.
При установке моста без разделительной пробки или второй порции буферной жидкости необходимо принимать условие:
AV> 0,065, (4.6)
135
в противном случае, но без средств кошроля за движением
тампонажного раствора:
AV> 0,048. (4.7)
При установке мостов с использованием верхней разделительной пробки и средств контроля за ее движением условия 4.6 и 4 7 не учитываются.
Объем I порции буферной жидкости, закачиваемой перед тампонажным раствором, рассчитывается как:
V^C^+CsHS,; (4.8)
а объем II порции, нагнетаемой после цементного.раствора, определяется из выражения:
V,, -C4Vnp; (4.9)
где С4 и С5 — коэффициенты из табл. 4.6. Величина V,, входит в общий объем продавочной жидкости Vnp.
Таблица 46
Величины коэффициентов, учитывающих потери тампонажного раствора на стенках труб и при смешении с буровым раствором
Показатели Обозн коэфф Величина коэффициента
для бурильн труб для НКТ
Тип буферной жидкости вода нет вода нет
Потери цементного раствора на стенках труб с, 0,008 0,029 0,02 0,011
Потери цементного раствора из-за смешения с соседней жидкостью на 1 границе С2 0,023 0,037 0,012 0,020
Потери цементного раствора из-за смешения с соседней жидкостью на 2 границе С3 0,017 0,030 0,011 0,020
Потери буферной жидкости при движении по заливочной колонне с На главную страницу

Читайте так же:
Цемент соотношение песка щебня цемента

Способ установки моста, отсекающего нефтяной пласт

Изобретение относится к области строительства нефтяных и газовых скважин, конкретно, к области изоляционных работ в обсаженных скважинах. Обеспечивает совершенствование технологии создания моста. Сущность изобретения: намывают столб песка, перекрывающий интервал перфорации. Выше него закачивают тампонажный состав. Согласно изобретению в качестве компонентов тампонажного состава используют водную дисперсию из пресной воды и порошка водонабухающего полимера — ВНП на основе АК-639 в соотношении 1,5 весовых частей на 100 частей пресной воды с вводом в дисперсию гелевых агрегатов ВНП в количестве до 5% к весу пресной воды дисперсии. 1 табл.

Изобретение относится к области строительства нефтяных и газовых скважин, конкретно, к области изоляционных работ в обсаженных скважинах.

Известен широко применяющийся способ установки цементного моста над кровлей нижележащего пласта. Для этого в скважину спускают насосно-компрессорные трубы (НКТ) с открытым концом до глубины на 50-100 м выше кровли продуктивного пласта. Закачивают цементный раствор и выжидают необходимое время для его отверждения. Затвердевший столб цементного раствора отсекает нефтяной пласт от остальной части скважины. Однако такой способ имеет недостатки. При высокой приемистости нижележащего пласта мост опускается вниз под избыточным давлением в скважине. При этом цементный раствор в некоторых случаях опускается до интервала перфорации, попадает в пласт и снижает его продуктивность. В других случаях цементный раствор не доходит до нижележащего пласта, но в процессе опускания разбавляется водой и цементный стакан не получается качественно отсекающим цементным мостом. Проявляется пропуск флюидов через него.

Ближайшим техническим решением, принятым за прототип, является способ установки моста, отсекающего нижележащий пласт от вышележащих, включающий намыв столба песка, перекрывающего интервал перфорации, и закачку выше него тампонажного состава[2].

Читайте так же:
Состав инъекционного цементного раствора

Согласно этому способу сначала в скважину через спущенные НКТ намывают песок. Создают из песка столб, заполняющий интервал перфорации и превышающий его на 3-10 м. Затем через НКТ, установленные над стволом из песка, устанавливают мост из цементного раствора. При этом цементный раствор на контакте с песком образует фильтрационную корку и не протекает ниже. Таким образом, обеспечивается установка цементного моста на заранее запланированной глубине и исключается опускание и попадание цементного раствора в нижележащий продуктивный пласт с нанесением вреда его продуктивности. Однако этот способ имеет недостаток в том, что необходимо затрачивать время на проведение установки цементного моста, ОЗЦ, его разбуривание с затратой времени на спуск НКТ с забойным двигателем, подъем его, когда приходится вновь возвращаться к эксплуатации нижележащего продуктивного пласта.

Задача изобретения — сокращение затрат времени на установку моста за счет совершенствования технологии его создания. Поставленная задача решается способом установки моста, отсекающего нижележащий нефтяной пласт от вышележащих пластов, включающий намыв столба песка, перекрывающего интервал перфорации, и закачку выше него тампонажного состава, отличающимся тем, что в качестве компонентов тампонажного состава используют водную дисперсию из пресной воды и порошка водонабухающего полимера — ВНП на основе АК-639 в соотношении 1,5 весовых частей на 100 частей пресной воды с вводом в дисперсию гелевых агрегатов ВНП в количестве до 5% к весу пресной воды дисперсии.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В скважине через спущенные НКТ с открытым концом намывается мост из песка, перекрывающий интервал перфорации нижележащего нефтяного продуктивного пласта. Затем через них же в скважину закачивается водная дисперсия из ВНП с включением крупных агрегатов из ВНП. В качестве ВНП используют АК-639 (ТУ 6-02-00209912-59-96).

Читайте так же:
Ремонтный цементный состав для заполнения 29

Водная дисперсия приготавливается путем затворения порошка из ВНП — АК-639 на пресной воде с концентрацией в ней полимера 1,5% с вводом в нее агрегатов из ВНП размером, не превышающим внутренний диаметр НКТ. Ввод более 1,5% порошка ВНП в воду ограничен технологически способностью прокачивания насосом ЦА-320. Агрегаты из ВНП представляют собой частицы плотного геля с концентрацией полимера в пределах 5-20%.

Объем дисперсии из порошка ВНП заранее определяется исходя из технических планов. Обычно он не превышает 10-20 м в обсадной колонне. Для обсадных колонн диаметром 146 и 168 мм обычно принимается 200 л.

Введение агрегатов из ВНП в водную дисперсию из порошка ВНП в количестве до 5% к весу пресной воды обеспечивает переход всей массы через 4 часа в плотный гель, сформировавшийся в общую массу. Ввод 5% агрегатов ВНП допустим способностью насосов ЦА-320 к его прокачке.

В таблице приведены данные по подбору оптимального сочетания дисперсии из порошка ВНП и агрегатов из ВНП в виде плотного геля с концентрацией в нем полимера до 10%.

Состав на основе ВНП, вес. частиСостояние образца
ВодаПорошок ВНПАгрегат ВНПВремя выдержки, час
1000,554Слабый гель, разрозненные частицы агрегатов
1001,054Гель студнеобразный, отдельные агрегаты
1001,554Плотный гель, сплошной в единой массе с агрегатами
100252Из-за высокой плотности не технологичен при закачке насосом

Для установки моста сначала в скважину при ранее спущенных НКТ намывается столб из песка, перекрывающий интервал перфорации в отсекаемом пласте. Затем НКТ устанавливается выше границы столба из песка. Цементировочный агрегат ЦА-320 обвязывается с нагнетательной линией скважины, и через малую емкость устанавливает связь с автоцистерной, заполненной пресной водой. После чего в скважину закачивается буфер из пресной воды для промывки НКТ и части обсадной колонны от пластовой воды. Затем в скважину закачивается дисперсия из порошка ВНП на пресной воде в объеме 200 л с вводом в нее агрегатов геля ВНП. При этом пресная вода подается от автоцистерны в малый чанок ЦА-320, затем в него вводится порошок ВНП и агрегаты геля ВНП. Состав продавливается до выхода из НКТ и оставляется на разбухание на 4 часа. НКТ поднимается до кровли вышележащего пласта. Через НКТ спускается перфоратор, и производится перфорация вышележащего пласта, его освоение и эксплуатация. При необходимости расконсервации скважины НКТ доспускается вниз и промывкой удаляется мост из ВНП и мост из песка.

Читайте так же:
Цементные шары для сада

Преимуществом заявляемого способа перед известным является повышение эффективности изоляционных работ за счет снижения затрат времени на отсечение нижележащего нефтяного пласта от вышележащих, что позволяет, практически не останавливаясь на ОЗЦ и проведение спускоподъемных операций, проводить в вышележащем пласте перфорацию через НКТ, освоение его с целью определения его продуктивности или эксплуатации.

Предлагаемый способ обеспечивает без применения забойных двигателей с долотом производство расконсервации нижнего нефтяного продуктивного пласта, если будет производиться переход на его эксплуатацию.

1. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту скважин. М.: Недра, 1979. Глава «Изоляция верхних вод» (стр. 239).

2. Инструкция по ремонту крепи скважин РД-39-1-843-82. Стр. 28 пункт 4.123, приложение 8.

Способ установки моста, отсекающего нижележащий нефтяной пласт от вышележащих пластов, включающий намыв столба песка, перекрывающего интервал перфорации, и закачку выше него тампонажного состава, отличающийся тем, что в качестве компонентов тампонажного состава используют водную дисперсию из пресной воды и порошка водонабухающего полимера (ВНП) на основе АК-639 в соотношении 1,5 вес. ч. на 100 частей пресной воды с вводом в дисперсию гелевых агрегатов ВНП в количестве до 5% к весу пресной воды дисперсии.

Назначения цементных мостов и требования к ним

Установка цементных мостов — это ответственная технологическая операция, составляющая основу большинства видов ремонтно-изоляционных работ при бурении, заканчивании и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Цементные мосты устанавливают в следующих целях:

— изоляция водонапорных и непродуктивных горизонтов при испытании и ликвидации скважин;

— возвращение на новый горизонт;

— изоляция зон поглощения или проявления;

— забуривание нового ствола;

— создание опоры для испытания пластов или секций обсадных труб;

— ликвидация каверн или желобных выработок.

К цементным мостам предъявляются определенные требования по долговечности, герметичности, прочности, несущей способности, а так же к высоте и глубине нахождения.

Те или иные требования основываются на конкретных геолого-технических условиях и обусловлены назначением моста.

По характеру действующих нагрузок можно выделить две категории мостов: испытывающих давление жидкости или газа и испытывающих нагрузку от веса инструмента во время забуривания второго ствола, применения испытателя пластов или в других случаях.

Мосты, относящиеся ко второй категории, должны, помимо газоводонепроницаемости, обладать весьма высокой механической прочностью.

Анализ промысловых данных показывает, что на мосты могут создаваться давления до 85 МПа, осевые нагрузки до 2100 кН и возникают напряжения сдвига на 1 м длины моста до 30 МПа. Такие значительные нагрузки возникают при опробовании скважин с помощью испытателей пластов и других видах работ.

Несущая способность цементных мостов в значительной мере зависит от их высоты, наличия (или отсутствия) глинистой корки или остатков бурового раствора на колонне.

При удалении рыхлой части глинистой корки напряжение сдвига составляет 0,15-0,2 МПа. В этом случае даже при возникновении максимальных нагрузок достаточно высота моста 18-25 м. Наличие же на стенках колонны слоя бурового раствора толщиной 1-2 мм приводит к уменьшению напряжения сдвига и увеличению необходимой высоты до 180-250 м, с тем, чтобы обеспечить возможность приложения максимальной нагрузки.

В связи с этим высоту цементного моста следует так же определять и из уравнения:

где Но — глубина установки нижней части моста;

Qм — осевая нагрузка на мост, обуславливаемая как перепадом давления, так и разгрузкой колоны труб или испытателей пластов;

Дс — диаметр скважины;

[∆τм] — удельная несущая способность моста, величина которой определяется как адгезионными свойствами тампонажного материала, так и способом установки моста.

Герметичность моста также зависит от его высоты и состояния поверхности контакта, так как давление, при котором происходит прорыв воды, прямо пропорционально длине и обратно пропорционально толщине корки. При наличии между обсадной колонной и цементным камнем глинистой корки с напряжением сдвига 6,8-4,6 кПа и толщиной 3-12 мм градиент давления прорыва воды составляет соответственно 1,8-0,6 МПа на 1 м. При наличии на корке пленки нефти давление резко уменьшается. При отсутствии корки между стенкой скважины и цементным камнем прорыв воды происходит при градиенте давления свыше 7 МПа/м. Следовательно, герметичность моста в значительной степени зависит так же от условий и способа его установки. Корка при твердении цементного раствора обезвоживается, в ней появляются трещины.

Читайте так же:
Раствор цемента заделать трещину

В связи с этим высоту цементного моста следует так же определять и из уравнения:

где рм — максимальный перепад давления, действующий на мост при его эксплуатации.

[∆р] — допустимый градиент давления прорыва флюида по зоне контакта моста со стенкой скважины; эту величину определяют в основном в зависимости от способа установки моста и применяемых тампонажных материалов.

Выбирают большее значение высоты цементных мостов, определенных по формулам 1 и 2.

Ориентировочные значения [∆τм] и [∆р] при установке мостов через заливочную колонны с применением раствора из портландцемента в зависимости о технологии установки приведены в таблице.

Условия и технологические мероприятия по установке моста[∆р], МПа/м[∆τм], МПа
В обсаженной скважине
С применением скребков и моющих буферных жидкостей
С применением моющих буферных жидкостей0,5
Без скребков и буферных жидкостей0,5
В необсаженной скважине
С применением скребков и моющих буферных жидкостей0,5
С применением абразивных буферных жидкостей0,2
С применением неабразивных буферных жидкостей0,05
Без буферных жидкостей0,50,01

Цементные мосты должны быть достаточно прочными. Практика работ показывает, что если при испытании на прочность мост не разрушается при создании на него удельной осевой нагрузки 3-6 МПа и одновременной промывке, то его прочностные свойства удовлетворяют условиям как забуривания нового ствола, так и нагружения от веса колонны труб или испытателя пластов.

При установке мостов для забуривания нового ствола к ним предъявляется дополнительное требование по высоте. Это обусловлено тем, что прочность верхней части моста Н1 должна обеспечить возможность забуривания нового ствола с допустимой интенсивностью искривления, а нижняя часть Н — надежную изоляцию старого ствола.

Предупреждение аварии при установке цементных мостов в обсаженном и открытом стволе, а также при наращивании цементного кольца за обсадными колоннами

При измерении величины L2 рекомендуется использовать только собственный вес забойного двигателя.

В забойных двигателях “Сперри Дрилл” используется механизм внутреннего перераспределения нагрузок, позволяющий обеспечить малые значения величины L2 при повышенных нагрузках. Это может приводить к ошибкам в определении люфта сборки шпиндельной секции, так как величина люфта определяется как L1 — L2.

Для того, чтобы определить степень износа сборки шпиндельной секции, при измерении L2 необходимо обеспечить одинаковые нагрузки на двигатель до и после его работы в скважине.

В том случае, когда забойный двигатель находится в сборе с другим буровым инструментом и/или квадратом, при определении нагрузки на вал и подшипники необходимо пренебречь только весом двигателя.

Рекомендуется проводить замер люфта сборки шпинделя после того, как забойные двигатель прошел гидравлические испытания, что позволит замерить максимальную величину L1.

Таблица № 5:Периодичность проверок бурильного инструмента средствами неразрушаемого контроля

Элементы бурильной колонныЧастота дефектоскопических проверок (время циркуляции)
Трубы бурильные типов ПК, ПН, ПВчерез 1500 часов
ВБТчерез 1500 часов
УБТ и ТБТчерез 600 (+/-10%) часов
Трубы бурильные АБТчерез 2500 часов

после ликвидации аварий, связянных с применением к колоне труб предельно допустимых нагрузок, проводить дополнительный контроль.

Таблица № 6: Периодичность проведения дефектоскопических проверок переводников для роторно-турбинного способа бурения вДепартаменте бурения в Западной Сибири

КомпонентТип скважиныЧастота дефектоскопических проверок
Все скважинные переводники – используемые в колонне бурильных труб и КНБК, а также КШВН, ОК и т.п.Бурение скважинЧерез каждые 450* часов работы (время циркуляции**) (+/- 50 часов)
Зарезка боковых стволовЧерез каждые 300 *** часов работы (время циркуляции) (+/- 30 часов)
Переводник между ВБТ (квадратом) и первой бурильной трубой (рабочий предохранительный переводник)Бурение скважинЧерез каждые 500 свинчиваний-развинчиваний (должно быть отражено в паспорте переводника)
Зарезка боковых стволовЧерез каждые 300*** свинчиваний-развинчиваний (должно быть отражено в паспорте переводника)
Переводник между вертлюгом и ВБТ (квадратом) или под верхним силовым приводомЧерез каждые 2500 часов работы (время циркуляции)

* на основе РД 39-2-787-82: Пункт 2.6.2.: Переводники, расположенные в нижней части колонны, в том числе переводники перед колонной УБТ проверяют одновременно с УБТ, т.е. через 450±50 часов (пункт 2.6.)

** механическое бурение + проработка + расхаживание во время промывки = все время циркуляции

*** время частоты проверок в ЗБС более жестким, чем в БС из за малых диаметров бурового инструмента и его более быстрого износа (частота аварии из за поломок элементов бурильной колонны в ЗБС превышает частоту аварии в БС в несколько раз).

Таблица № 7: Норма отработки бурильных труб и элементов бурильной колонны в часах

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector