Teplomarcet.ru

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

Научная статья по теме МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ ДЛЯ ЗАБУРИВАНИЯ БОКОВЫХ СТВОЛОВ Геофизика

научная статья по теме МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ ДЛЯ ЗАБУРИВАНИЯ БОКОВЫХ СТВОЛОВ Геофизика

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ ДЛЯ ЗАБУРИВАНИЯ БОКОВЫХ СТВОЛОВ - тема научной статьи по геофизике из журнала Бурение и нефть

Текст научной статьи на тему «МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ ДЛЯ ЗАБУРИВАНИЯ БОКОВЫХ СТВОЛОВ»

хемосорбции препятствует доступу к поверхности другим катионам. Вследствие этого расстояние между слоями глинистого минерала уменьшается, и набухшую глину можно вернуть практически в исходное состояние.

Кроме этого, можно использовать неионогенные высокомолекулярные полимеры, которые, адсорби-руясь, затрудняют доступ ассоциированных протонов воды к поверхности глинистых минералов, и, следовательно, могут быть стабилизаторами глинистых минералов, снижая их набухание.

Однако при закачке высокомолекулярного полимера может происходить изменение проницаемости, вызванное уменьшением сечений поровых каналов вследствие адсорбции и изменением параметров течения вблизи поверхности породы. Применять традиционные концентрации таких полимерных растворов в ГНПК нельзя из-за кольматации коллектора агрегатами полимеров.

В то же время использование высокомолекулярных неионогенных полимеров для нефтевытеснения применяется давно и успешно [6]. При воздействии на нефтяные пласты для повышения нефтеотдачи в ГНПК применение низкоконцентрированных полимерных растворов позволяет обеспечить прирост нефтеотдачи. В зависимости от проницаемости глинистых коллекторов концентрация полимера варьируется [7].

Низкая концентрация полимерного раствора позволяет закачать раствор в ГНПК, а за счет адсорбции полимера на породе низкоконцентрированные полимерные растворы будут работать в качестве глиностабилизирующих.

Взаимодействие неионогенных полимеров с глинистыми минералами слабее, чем аналогичное взаимодействие с катионогенными полимерами, однако высокомолекулярные полимеры адсорбируются на поверхности несколькими участками молекулы. За счет этого десорбция затруднена, поэтому эффект глиностабилизации должен сохраняться дли-

тельное время. Поскольку речь идет о низкопроницаемых пластах, концентрация высокомолекулярных полимеров в растворе должна быть мала: 0,010,001%.

Полимерные растворы, которые используются в качестве глиностабилизирующих в ГНПК, не должны образовывать осадка при смешении с пластовой водой и взаимодействии с ионами, вымываемыми из породы коллектора.

Таким образом, используя растворы высокомолекулярных полимеров, адаптированных к геолого-физическим условиям залегания нефти в ГНПК, можно получить, кроме увеличения коэффициента нефтевытеснения за счет вязкостной составляющей, эффект глиностабилизации, причем адсорбироваться на глинистых минералах могут не только катионогенные и неионогенные, но и анионогенные полимеры.

1. Хавкин А.Я., Табакаева Л.С. Влияние состава глинистого цемента на проницаемость нефтяных коллекторов // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, 1998, № 8, с. 27-31.

2. Злочевская Р.И., Королев В.А. Электроповерхностные явления в глинистых породах // МГУ,1988, 177 с.]

3. Приклонский А.Ю., Ступоченко В.Е. Применение катионных полимеров с целью интенсификации разработки глиносодержащих коллекторов // Труды 2-й Всесоюзной школы-семинара: «Разработка месторождений нефти и газа», Звенигород, 11-16 марта 1991г., с.395-402.

4. Применение технологии глиностабилизации в НГДУ «Азнака-евнефть» / Хусаинов В.М., Хавкин А.Я., Петраков А.М. и др. // Тезисы докладов научно-практической конференции VIII Международной выставки «Нефть, газ. Нефтехимия-2001» 5-8 сентября 2001г. «Новейшие методы увеличения нефтеотдачи пластов — теория и практика их применения».- Казань, 2001, с.73-74.

5. Применение глиностабилизирующих реагентов в низкопроницаемых коллекторах / Хавкин А.Я., Чернышев Г.И., Табакаева Л.С., Балакин В.В. // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, 1997, № 1, с. 35-37.

6. Применение полимеров в добыче нефти / Григоращенко Г.И., Зайцев Ю.В., Кукин В.В. и др. // М.: Недра, 1978, 213 с.

7. Хавкин А.Я., Балакин В.В. Табакаева Л.С. О влиянии проницаемости пластов на выбор технологии полимерного воздействия / Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, 1997, № 2, с. 46-47.

Анатолию Кононовичу КУКСОВУ- 70 лет!

11 марта 2003 г. исполняется 70 лет со дня рождения и 50 лет профессиональной деятельности доктора технических наук, профессора Анатолия Кононовича Куксова.

В течение многих лет, начиная с 1956 г., А.К. Куксов

постоянно занимается совершенствованием организации, техники и технологии бурения нефтяных и газовых скважин. За этот период им лично и в соавторстве было получено более 70 авторских свидетельств и патентов на изобретения.

Научные труды и изобретения А.К. Куксова всегда отличаются оригинальностью, глубиною разработок и, главное, являются основой для новых практических решений. Так, им еще в 1960 г. было разработано и внедрено первое отечественное долото фрезерного типа, успешно используемое во многих районах страны. Вместе с группой ученых ВНИИКР-нефти, А.К. Куксо-вым впервые в мировой науке была решена проблема повышения качества цементирования скважин за счет использования седиментационно-ус-тойчивых тампонажных растворов.

Крупной заслугой А. К. Куксова является также создание отечественных методов раннего обнаружения и глушения газонефтепроявлений и открыгтых фонтанов при бурении скважин.

С годами не ослабевает творческая деятельность А.К. Куксова. За последние годы при его участии в ОАО «НПО «Бурение» созданы многие новые технические средства — буферные материалы МБП-М и МБП-С, тампонажные реагенты КРК-75 и 100, стабилизатор растворов «Крепь» и другие. Все разработки с успехом внедряются в производство, только по ОАО «Роснефть-Пурнефтегаз» экономический эффект составил более 700 тыс. рублей.

Читайте так же:
Сверление стен бетона кирпича

А.К. Куксовым опублико-ванны 3 монографии, более 120 научных статей.

За период работы А.К. Куксов быт неоднократно отмечен

различными наградами. Так, ему было присвоено звание «Почетный нефтяник» и «Почетный работник топливно-энергетического комплекса». А.К. Куксов является «Заслуженным изобретателем РСФСР», лауреатом «Премии Совета Министров СССР», лауреатом премии им. И.М. Губкина.

Уважаемый Анатолии Ко-нонович!

Примите наши самые искренние поздравления с юбилеем! Желаем Вам благополучия, здоровья, твы/х творческих успехов!

Редакция журнала «Бурение и нефть» Коллег» и друзья

зам. директора «Башнипинефть»

роблемой установки надежных цементных мостов в скважинах традиционных конструкций занимались многие исследователи. Наиболее полно работы в этой области обобщены в монографии М.О.Ашрафьяна [1]. Между тем, промысловая практика установки цементных мостов для забуривания бокового ствола (БС) показывает, что положительный результат часто достигается лишь после проведения 3-4 операций. Это вызвано отсутствием соответствующей методики расчета технологического процесса с учетом физико-механических свойств цементного камня.

Предлагается методика расчета установки цементных мостов, обеспечивающая забуривание БС из фрезерованного участка обсадной колонны с цементного моста.

Суть предлагаемой методики заключается в следующем.

ривания бокового ствола из вырезанного в колонне окна (например, по опыту Туймазинского управления буровых работ Н1 = 1 м).

чения Осц и Ощк, определяемые экспериментально для конкретных материалов (цементного камня). Опре-

где И0 — высота вырезанного в колонне окна.

Несущая способность участка моста высотой Н2 в вырезанной части колонны определяется нагрузкой (РН0), которую выдерживает этот участок, а нагрузка зависит от прочности цементного камня на сдвиг и площади сдвига (Тсд):

большую трудность. Легко определяется значение прочности цементного камня на сжатие — ОСж. Напряжение сдвига по телу цементного камня (Оа) вероятно меньше значения прочности камня на сжатие (^о). Так, в работе [2] приведено следующее соотношение:

0СЦ = (0,5 — 0,56)0сж.

где й — внутренний диаметр обсадной колонны;

(7 — напряжение сдвига по телу

Поэтому высота верхней части моста, определенная с учетом значения О цементного камня, рассчи-

танного по соотношению (9), вполне

удовлетворит условиям обеспечения несущей способности моста.

Имея значения ОСж и ОСщ, по формуле (6) можно определить значение Н3.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ ДЛЯ ЗАБУРИВАНИЯ БОКОВЫХ СТВОЛОВ

Схема установки цементного моста для забуривания бокового ствола из вырезанного окна в колонне

1 — колонна обсадных труб в старой скважине;

2 — верхняя часть

3 — нижняя часть

4 — мост, установленный до вырезания окна;

5 — окно в колонне

Первоначально определяются минимальные размеры моста (рис. 1), отвечающие требованиям по их несущей способности.

Общая высота моста Нм определяется как сумма

где Н2 — высота цементного столба в вырезанном участке;

Н3 — высота цементного столба в колонне ниже вырезанного участка.

Задаемся значением Н1 из условия обеспечения нормального забу-

Нагрузка на участок моста ниже окна (Рнк) равна:

С= Рс-Сс1щ= пйвк-к3-Ощк> (4)

где Ощк — напряжение сдвига цементного камня по поверхности колонны;

— площадь сдвига по колонне.

Тогда общее значение предельной нагрузки на цементный мост Р, определяющей его несущую способность, составит:

Искомая величина Н3 определяется из соотношения:

Несущая способность моста будет достаточна при соблюдении условия:

где рд — нагрузка на долото, определяемая исходя из твердости пород, слагающих стенки скважины, с учетом опыта бурения ствола старой скважины в этом интервале.

При коэффициенте запаса прочности моста 1,5 осевая нагрузка на мост составит:

Для вычисления величины Н3 по формуле (6) необходимо знать зна-

После определения минимальных размеров моста находят необходимое количество цементного раствора и продавочной жидкости. Объем цементного раствора, соответствующий объему цементного моста, слагается из объема раствора для верхней (V) и нижней части моста (V):

Для обеспечения точности установки моста берется запас раствора для его срезки на глубине головы моста в количестве 1,3Vup. Тогда объем цементного раствора для уста

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Пoхожие научные работы по теме «Геофизика»

  • ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА УЧАСТКОВ ДЛЯ БУРЕНИЯ БОКОВЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СТВОЛОВ СКВАЖИН НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

ВАЛЕЕВ М.Д., ЛЕГАЕВ Я.В. — 2008 г.

ВОРОНОВ С.А., ВОРОНОВА Д.Т.Н. В.В., ЕРМОЛАЕВ А.И., ИСХАКОВ Р.Р. — 2012 г.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Если цементный мост устанавливается в номинальной части ствола, то при забуривании в начальный период времени отклоняющая компоновка опирается на горную породу. Если же мост был установлен в кавернозной части ствола, то компоновка будет опираться на цементный камень.  [16]

Кошехабльская цементный мост устанавливали в интервале 2431 — 2300 м, пробуренном долотами диаметром 346 мм. Для этого было закачано20 2 м3 мортландцементного раствора плотностью 1 78 г / см: В скважине находилась 140-мм бурильная колонна, в нижней части которой через каждые 37 м были установлены три эксцентрика.  [17]

Читайте так же:
Цементное молоко для стен

Устанавливают цементный мост , отсекающий эксплуатируемый пласт, и делают спецотверстия напротив водяного пласта, из которого получен водопереток. Закачивают цементный раствор под давлением в указанный пласт. В интервале спецотверстий оставляют цементный стакан. Затем его разбуривают, проводят опрессовку эксплуатационной колонны. Если эксплуатационная колонна герметична, то разбуривают нижний изоляционный мост и проводят ПГИ. В случае если колонна не герметична, проводят повторные работы по изоляции водоперетока.  [18]

Разбуривают цементный мост , оставляя стакан на 1 — 2 м выше созданного экрана. Нефтенасыщенную часть пласта вскрывают перфорацией, и скважину вводят в эксплуатацию.  [19]

Если цементный мост имеет недостаточную высоту и слабое сцепление с породами, то при создании нагрузки на породоразру-шающий инструменте процессе забуривания нового ствола искусственный забой может быть продавлен вниз.  [20]

Если цементный мост имеет недостаточную высоту и слабое сцепление с породами, то при создании нагрузки на породоразрушающии инструмент в процессе забуривания нового ствола мост может быть продавлен вниз. В связи с этим при расчете длины моста следует учитывать силу сцепления цементного камня с горными породами, которая колеблется в широких пределах.  [21]

Устанавливают цементный мост я спускают отклонитель, предназначенный для отклонения райберов в процессе вскрытия окна в колонне и направления бурильного инструмента. По своей конструкции отклонитель — это плоский или желобообразный клин, спускаемый в скважину на бурильных трубах.  [22]

Устанавливают цементные мосты для изоляции продуктивных пластов при испытании и ликвидации скважин; изоляции интервалов поглощения или проявления; создания опоры для испытателей пластов; ликвидации каверн и желобных выработок; забури-вания нового ствола.  [23]

Разбуривают цементный мост в необсаженном стволе скважины, применяя ту же компоновку низа бурильной колонны, что и при бурении в этом интервале.  [24]

Установить цементный мост в нефтяных, водонефтяных и гидрогеологических скважинах на равновесие; в газовых под давлением, в сильно поглощающих на равновесие с предварительной установкой соляро-бентонитового тампона.  [25]

Устанавливают цементный мост под давлением против продуктивного пласта в интервале 20 м ниже и 20 м выше перфорации.  [26]

Устанавливают цементный мост на голове колонны в зоне возможных поглощений и у башмака кондуктора, интервалы между цементными мостами заполняют глинистым раствором. При близком расположении между головой колонны и башмаком кондуктора устанавливают один сплошной цементный мост.  [27]

Проницаемость цементных мостов с ростом температуры уменьшается и при 140 С равна нулю.  [28]

Установка цементных мостов — многофакторный процесс, в связи с чем качество моста зависит от совокупности различных факторов, как управляемых, так и неуправляемых. Многообра — зие факторов обусловливает стохастическую природу результата работ. Поэтому особенно важной становится задача распознавания образов операций с успешным и неуспешным исходом. Задача может быть решена посредством последовательной диагностической процедуры.  [29]

Установка цементных мостов под надлежащим технологическим контролем дает возможность значительно сократить расход тампонажного цемента, так как при обычной технологии этот расход более чем вдвое превышает действительную его потребность.  [30]

Устройство для установки цементного моста в скважине

Устройство для установки цементного моста в скважине

Предложение относится к бурению и предназначено для изоляции зоны осложнения при бурении скважины путем контролируемой доставки тампонажного раствора в заданный интервал скважины для создания полого цементного моста. Устройство для установки цементного моста в скважине включает полый цилиндрический корпус, нижнюю разделительную пробку с проходным каналом, оснащенную сверху посадочным седлом под верхнюю разделительную пробку и соединенную срезными элементами с корпусом, кожух, соединенный с корпусом, и боковые промывочные каналы. Проходной канал нижней разделительной пробки выполнен по ее оси, а боковые промывочные каналы размещены на кожухе, который выполнен в виде патрубка длиной больше зоны поглощения и оснащен сверху проточкой и герметично установленной нижней разделительной пробкой, а снизу — башмаком с клапаном и фиксатором под нижнюю разделительную пробку, причем пробки, кожух и башмак изготовлены из легко разбуриваемого материала. Боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия нижней разделительной пробкой при ее перемещении вниз до взаимодействия нижней разделительной пробки с фиксатором башмака. Предлагаемое устройство для установки цементного моста в скважине является надежной конструкцией для изоляции зоны осложнения при бурении скважины путем контролируемой доставки тампонажного раствора в заданный интервал скважины и разделения его от скважинной жидкости для создания цементного моста хорошего качества с каналом — направлением для последующего бурения. 3 ил.

Предложение относится к бурению и предназначено для изоляции зоны осложнения при бурении скважины путем контролируемой доставки тампонажного раствора в заданный интервал скважины для создания полого цементного моста.

Известно «Устройство для цементных заливок скважин» (патент RU №186918, Е21В 33/14, опубл. бюл. №20 от 11.10.1966 г.), выполненное из заливочных труб с пакером, причем с целью исключения аварий по причине прихвата нижнего конца труб цементом, оставшимся в стволе скважины, подпакерная часть заливочных труб выполнена из легко разрушаемого и легко разбуриваемого материала.

Читайте так же:
Стяжка пола цементом по маякам

Недостатками данного устройства являются:

— невозможность создания полого канала в цементном мосте при использовании устройства для заливок в открытом стволе скважины, из-за этого происходит уход долота в сторону от цементного моста и вскрытие новой зоны осложнения, которую необходимо изолировать;

в устройстве нет узла, перекрывающего под ним ствол скважины, поэтому после закачивания цементного раствора в скважину происходит его проседание и замещение скважинной жидкостью, в результате цементный мост получается низкого качества или его размывает;

— сложность изготовления и применения фанерных труб, предложенных авторами, так как они имеют недостаточную прочность при спуске их в скважину и доведении до заданного интервала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для контролируемой установки цементных мостов в скважинах» (патент RU №2044864, Е21В 33/14, опубл. 27.09.1995 г.), включающее полый цилиндрический корпус, опорный элемент в виде ножей и разделительные пробки, причем оно снабжено кожухом и подвесной пробкой с посадочным седлом в верхней части и боковыми промывочными окнами, установленной в нижней части корпуса под ножами на срезных элементах, а корпус против ножей выполнен со сквозными продольными проточками, при этом ножи выполнены с опорными головками в виде сегментов под внутреннюю поверхность кожуха и наружные проточки корпуса и помещены в продольных щелевых отверстиях последнего, при этом корпус в нижней части выполнен с боковыми промывочными окнами против одноименных отверстий подвесной пробки.

Недостатками данного устройства являются:

— невозможность создания полого канала в цементном мосте при использовании устройства в открытом стволе скважины, так как подвесная пробка не обеспечивает герметичность в открытом стволе скважины с кавернами зоны поглощения, из-за этого происходит уход долота в сторону от цементного моста и вскрытие новой зоны осложнения, которую необходимо изолировать;

— так как подвесная пробка не обеспечивает герметичность в открытом стволе скважины с кавернами зоны поглощения, после закачивания цементного раствора в скважину происходит его проседание и замещение скважинной жидкостью, в результате цементный мост получается низкого качества или его размывает.

Технической задачей предлагаемого устройства является создание надежной конструкции для изоляции зоны осложнения при бурении скважины путем контролируемой доставки тампонажного раствора в заданный интервал скважины и разделения его от скважинной жидкости для создания цементного моста хорошего качества с каналом — направлением для последующего бурения.

Техническая задача решается устройством для установки цементного моста в скважине, включающим полый цилиндрический корпус, нижнюю разделительную пробку с проходным каналом, оснащенную сверху посадочным седлом под верхнюю разделительную пробку и соединенную срезными элементами с корпусом, кожух, соединенный с корпусом, и боковые промывочные каналы.

Новым является то, что проходной канал нижней разделительной пробки выполнен по ее оси, а боковые промывочные каналы размещены на кожухе, который выполнен в виде патрубка длиной больше зоны поглощения и оснащен сверху проточкой и герметично установленной нижней разделительной пробкой, а снизу — башмаком с клапаном и фиксатором под нижнюю разделительную пробку, причем пробки, кожух и башмак изготовлены из легко разбуриваемого материала, при этом боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия нижней разделительной пробкой при ее перемещении вниз до взаимодействия нижней разделительной пробки с фиксатором башмака.

На фиг.1 изображено устройство в разрезе, при прокачивании через него цементного раствора в зону поглощения.

На фиг.2 изображено устройство в разрезе, при окончании прокачивания цементного раствора и посадки верхней разделительной пробки в нижнюю.

На фиг.3 изображено устройство в разрезе, при дожимании цементного раствора в зону поглощения через боковые каналы и посадке пробок в фиксатор башмака.

Устройство для установки цементного моста 1 в скважине 2 включает полый цилиндрический корпус 3, нижнюю разделительную пробку 4 с проходным каналом 5, оснащенную сверху посадочным седлом 6 (см. фиг.1) под верхнюю разделительную пробку 7 (см. фиг.2) и соединенную срезными элементами 8 с корпусом 3. Кожух 9 также соединен с корпусом 3. Проходной канал 5 нижней разделительной пробки 4 выполнен по ее оси (см. фиг.1). Боковые промывочные каналы 10 размещены на кожухе 9, который выполнен в виде патрубка 11 из легко разбуриваемого материала длиной больше зоны поглощения 12 и оснащен сверху проточкой 13 и герметично установленной нижней разделительной пробкой 4. Снизу патрубок 11 оснащен башмаком 14 с клапаном 15 и фиксатором 16 под нижнюю разделительную пробку 4. Пробки 4 и 7 и башмак 14 изготовлены из легко разбуриваемого материала. Боковые каналы 10 выполнены с возможностью герметичного перекрытия нижней разделительной пробкой 4 при ее перемещении вниз до взаимодействия нижней разделительной пробки 4 с фиксатором 16 башмака 14 (см. фиг.3).

Читайте так же:
Цемент 50 кг количество раствора

Устройство работает следующим образом.

По результатам исследований устройство спускают в зону поглощения 12 на бурильных трубах 17 таким образом, чтобы боковые каналы 10 были расположены напротив зоны поглощения 12 в нижней ее части, при этом клапан 15, открываясь, не препятствует спуску устройства в скважину 2. Далее, по бурильным трубам 17 через нижнюю разделительную пробку 4 с проходным каналом 5 в зону поглощения 12 прокачивают цементный раствор. После прокачивания его определенного количества в бурильные трубы 17 помещают верхнюю разделительную пробку 7 и доводят ее закачиванием скважинной жидкости до посадки в седло 6 нижней разделительной пробки 4, при этом происходит повышение давления над пробками 4 и 7, что приводит к срезу элементов 8 и освобождению пробок 4 и 7 от корпуса 3. Далее, прокачиванием скважинной жидкости пробки 4 и 7, проходя по патрубку 11, выдавливают цементный раствор из патрубка 11 в зону поглощения 12. По достижении башмака 14 пробка 4 с пробкой 7 помещаются в фиксатор 16 башмака 14, перекрывая боковые каналы 10 патрубка 11, при этом очередной подъем давления приводит к срезу патрубка 11 по проточке 13. Далее, корпус 3 с верхней частью 18 патрубка 11 на бурильных трубах 17 поднимают из скважины 2, не дожидаясь затвердевания цемента.

Благодаря тому что пробки 4 и 7, патрубок 11 и башмак 14 выполнены из легко разбуриваемого материала, они легко разрушаются долотом при дальнейшем углублении скважины. Благодаря тому что устройство образует полый канал в цементном мосте, уход долота в сторону от цементного моста исключен, что предотвращает вскрытие новой зоны осложнения. Благодаря тому что скважинная жидкость отделена от цементного раствора пробками 4 и 7, не происходит его проседание и замещение скважинной жидкостью, в результате цементный мост получается высокого качества.

Предлагаемое устройство для установки цементного моста в скважине является надежной конструкцией для изоляции зоны осложнения при бурении скважины путем контролируемой доставки тампонажного раствора в заданный интервал скважины и разделения его от скважинной жидкости для создания цементного моста хорошего качества с каналом — направлением для последующего бурения.

Устройство для установки цементного моста в скважине, включающее полый цилиндрический корпус, нижнюю разделительную пробку с проходным каналом, оснащенную сверху посадочным седлом под верхнюю разделительную пробку и соединенную срезными элементами с корпусом, кожух, соединенный с корпусом, и боковые промывочные каналы, отличающееся тем, что проходной канал нижней разделительной пробки выполнен по ее оси, а боковые промывочные каналы размещены на кожухе, который выполнен в виде патрубка длиной больше зоны поглощения и оснащен сверху проточкой и герметично установленной нижней разделительной пробкой, а снизу — башмаком с клапаном и фиксатором под нижнюю разделительную пробку, причем пробки, кожух и башмак изготовлены из легко разбуриваемого материала, при этом боковые каналы выполнены с возможностью герметичного перекрытия нижней разделительной пробкой при ее перемещении вниз до взаимодействия нижней разделительной пробки с фиксатором башмака.

Цементирование скважин: цели и методы

В статье мы постараемся разобраться, для чего и какими методами выполняется цементирование скважин. Сразу условимся: мы пристально рассмотрим сравнительно узкую область — бурение на воду.

В нефтегазовой промышленности своя специфика, которую мы затронем лишь отчасти.

цементирование скважин

Чаще всего, однако же, цементировать приходится именно скважины нефтяников и газовиков

Зачем это делается?

Основные причины цементировать скважину выглядят так:

  1. Цементирование повышает общую прочность конструкции. Стенки скважины держит обсадная труба; однако при подвижках грунта возникающие усилия могут быть непомерно велики для прочности ее стенок.
    Если обсадная труба укреплена цементированием — шансы разрушения ствола скважины заметно уменьшаются.
  2. Цементирование создает защитный слой, предотвращающий эрозию трубы почвенными водами и коррозию стальной трубы.
  3. Наконец, последнее и главное. На разных уровнях грунта существуют разные водоносные горизонты. Что делает скважина? Объединяет их.

В результате вода на разных уровнях смешивается. В артезианскую воду с глубинных слоев попадают стоки из выгребных ям и септиков вместе с дождевыми водами; да и просто объединение водоносного слоя с песчаным и супесчаным грунтом обжим каналом может привести к тому, что вода начнет уходить в песок.

Цементирование скважин призвано препятствовать этому процессу. Оно образует вокруг обсадной трубы глухую пробку, уплотнитель, препятствуя миграции воды между уровнями.

Обратите внимание: цементаж скважин и их цементирование — не синонимы, как легко решить по сходному звучанию слов.

Цементаж, или тампонаж — это ликвидация скважины, ее заполнение раствором (как правило, под давлением).

Цель — опять-таки разъединить водоносные пласты разных уровней грунта.

цементаж скважин

Цементаж (тампонаж) нужен, чтобы устранить своего рода «короткое замыкание» между водоносными пластами

Как это делается?

Материалы

В общем случае растворы, применяемые при цементировании скважин, делятся по нескольким критериям.

  • Температура скважины. Чем глубже скважина — тем выше в ней температура и тем быстрее сохнет раствор. Разделяют цементы для холодных (до 40 С) скважин; горячих с температурой до 75С и глубоких — с температурой до 120 С.
    Первые в одинаковых условиях с последними твердеют куда быстрее.
    Разумеется, при бурении на воду последние два варианта неактуальны. Скважины просто не достигают глубин с такими температурами.
  • Добавки. Применяется цемент с кварцевым песком, не дающий усадки; волокнистый цемент с добавкой целлюлозы, который почти не проникает в рыхлые породы; расширяющийся цемент, который уплотняет грунт вокруг ствола скважины при застывании.
    Наконец, пуццолановые цементы, которые пропускают воду и в то же время не боятся агрессивных примесей.
  • Водоцементное отношение. Чем больше воды — тем раствор более текуч, но тем дольше он схватывается. К тому же растворы с меньшим содержанием воды после застывания оказываются более прочными.
Читайте так же:
Электрофильтры для производства цемента

способы цементирования скважин

Увы, необходимый скважине цемент в строительном магазине не купить

Методы

При бурении применяются следующие способы цементирования скважин:

  1. Сплошное цементирование. Оно же — одноступенчатое цементирование скважин. Суть метода такова: в обсадную колонну заливается цементирующий раствор; он накрывается плотной пробкой; после этого в колонну нагнетается промывочный раствор.
    Пробка постепенно вытесняет цемент в пространство вокруг колонны.

Самый простой случай

  1. Двухступенчатое цементирование. Скважина цементируется в два приема: нижняя, а потом верхняя ее часть.
    Способ применяется, если проблемно сразу приготовить нужное количество раствора или если состояние пластов грунта и температура в верхней и нижней частях скважины сильно различаются.

Обратите внимание: двухступенчатое цементирование может производиться как с разрывом во времени, после затвердевания первой порции раствора, так и сразу.

Для слоев цемента понадобится кольцо-разделитель.

  1. Манжетное цементирование. Эта технология цементирования скважин применяется, если нужно изолировать от грунтов лишь верхнюю часть скважины.
    На необходимом уровне между обсадной колонной и грунтом ставится кольцо-манжета. Раствор нагнетается выше нее через перфорацию в стволе колонны.
  2. Обратное цементирование. Цементный раствор нагнетается не в колонну, а в промежуток между ней и грунтом. При этом очистной или буровой раствор вытесняется через полость колонны.

Оборудование

Оборудование для цементирования скважин достаточно громоздко и требует использования в качестве передвижного носителя грузового автомобиля. Типично комплексы для цементирования монтируются на автомобилях класса «Урал», «КамАЗ» или «КрАЗ».

оборудование для цементирования скважин

Для серьезного оборудования- серьезный транспорт

В качестве источника энергии для работы конвейеров загрузки и дозировки, системы смешения и управления используется двигатель автомобиля. На том же шасси могут расположиться нагнетающие насосы. Их максимальное давление нагнетания раствора может достигать внушительных 35 МПа.

Что происходит с цементным раствором в этой установке?

  • Цемент дозировано подается в бетономешалку. Туда же поступает нужное количество воды.
  • Цементирующий раствор вымешивается до полной однородности.
  • Затем нагнетающие насосы подают раствор в обсадную колонну или окружающее ее пространство с помощью цементирующей головки.

Кто специализируется на оборудовании для цементирования скважин в нашей стране? Прежде всего это находящийся в поселке Новый Уренгой центр цементирования скважин, являющийся частью корпорации «Газпром бурение». Его филиалы и цеха расположены в Астрахани, Оренбурге, Краснодаре и Ухте.

Контроль качества

Оценка качества цементирования скважин в настоящее время проводится следующими методами:

  • Термальным. В процессе затвердевания цемента выделяется некоторое количество тепла. Чтобы узнать, как высоко поднялся цемент за пределами обсадной колонны, достаточно просто промерять температуру ее стенок в нескольких точках.
  • Акустическим. Участки обсадной колонны, окруженные цементом и свободные от него, по-разному колеблются при прохождении акустической волны по ней.
    Там, где колебания быстро затухают, цементирование надежно. Там, где волна распространяется без затухания — цемент за колонной отсутствует.

Данные с акустических датчиков, разумеется, анализирует компьютер

  • Радиологическим методом (он же гамма-гамма-каротаж). Источник гамма-излучения опускается в скважину, а излучение от него регистрируется радиально разнесенными датчиками на поверхности.

Если по мере подъема-опускания источника излучения графики интенсивности равномерны и одинаковы на всех датчиках — цементирование выполнено удовлетворительно. Если графики неровны и отличаются — цементирование неравномерно, имеет дефекты либо выполнено не в полном объеме.

оценка качества цементирования скважин

Так выглядит передвижная станция контроля качества

Заметьте: эти методы подходят именно в случае цементирования стенок обсадной колонны. Когда устанавливается цементный мост в скважине ( своего рода второе дно скважины, отсекающее нижнюю ее часть от верхней и разделяющее пласты грунта разных уровней), его герметичность и прочность неразрушающими методами проверить весьма проблематично.

Заключение

К сожалению, в рамках статьи мы можем лишь познакомить читателя с основами терминологии и технологии. Цементирование скважин — довольно сложная наука, о которой в двух словах, увы, не расскажешь. Однако, будем надеяться, общее представление о вопросе вами получено.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector