Одноступенчатый способ цементирования

Одноступенчатое цементирование скважин (одноцикловый способ) - наиболее распространенный вид цементирования. Процесс це­ментирования заключается в следующем.

После того как обсадная колонна спущена, скважину готовят к цементированию. Подготовка скважины к цементированию заключается в ее промывке после спуска обсадной колонны труб. Для этого на спущенную колонну труб навинчивают цементировочную головку и приступают к промывке. Промывку производят до тех пор, пока буровой раствор не перестанет выносить взвешенные частицы породы, т. е. плотность бурового раствора, поступающего в скважину, и плотность бурового раствора, выходящего из нее, станут одинаковыми. При промывке необходимо фиксировать давления на выкиде насоса.

После того как скважина промыта и вся арматура проверена (все линии от цементировочных агрегатов к цементировочной головке должны быть опрессованы на давление, в 1,5 раза превышающее максималь­ное расчетное давление; давление опрессовки линий от агрегатов должно выдерживаться в течение 3 мин), приступают к приготовлению и закачиванию цементного раствора в скважину.

Рекомендуется непосредственно перед началом затворения цемент­ной смеси произвести закачивание в колонну буферной жидкости. В качестве буферной жидкости наиболее широко используются вода и водные растворы солей (NaCI, CaCI₂ и т. п.), щелочей (NaOH) и ПАВ (сульфанол). Смешиваясь с буровым раствором, они разжижают его, уменьшают статическое и динамическое напряжения сдвига и вязкость. Объем буферной жидкости подсчитывается из условия допустимого снижения гидростатического давления на продуктивный пласт. После закачивания буферной жидкости в колонну опускают нижнюю пробку (рис. 11.13, а). В некоторых нефтяных районах, где глубины скважин сравнительно небольшие, цементируют без нижней пробки. Затем при помощи цементосмесителей и цементировочных агрегатов приготов­ляют цементный раствор, который агрегатами перекачивается в сква­жину. После закачки цементного раствора из цементировочной головки продавливают верхнюю пробку (рис. 11.13,6) и цементный раствор движется между двумя пробками к башмаку колонны {рис. 11.13, в). Затем приступают к продавке цементного раствора вниз. Буровые насосы перекачивают глинистый раствор в тарированные мерники це­ментировочных агрегатов. Последние попеременно из каждой колонны мерника перекачивают в скважину глинистый раствор. Скорость подъе­ма цементного раствора в затрубном пространстве должна быть не менее 1 м/с для кондукторов и промежуточных колонн и не менее 1,5 м/с для эксплуатационных колонн, если возникающие гидродинамические давления не вызывают опасности поглощения бурового раствора.

Рис. 11.13. Стадии процесса цементирования с двумя пробками:

1 - цементный раствор

При продавке цементного раствора ведется счет закачиваемой в ко­лонну продавочной жидкости. Это делается для того, чтобы до прокач­ки оставшейся 0,5-1 м³продавочной жидкости перейти на один агрегат, которым и производится посадка пробок на упорное кольцо (рис. 11.13, г). Этот момент характеризуется резким повышением дав­ления на заливочной головке, так называемым «ударом». Величина «удара» зависит от руководителя работ и обычно не превышает 0,5-1 МПа сверх максимального давления, имевшегося перед моментом схождения пробок. На этом заканчивается процесс цементирования и скважина оставляется в покое при закрытых кранах на головке на срок, необходимый для Схватывания и твердения цементного раствора.

26. Манжетный способ цементирования: область применения, последовательность операций.

Манжетное цементирование. При нормальном цементировании ствола скважины может возникнуть опасность зацементирования малодебитных или сильно дренированных пластов, в результате чего резко снизится производительность скважины. В этом случае нижняя часть эксплуатационной колонны в пределах нефтеносного и газоносного пласта составляется из перфорированных труб - фильтра и производится в манжетное цементирование скважины.

В процессе цементирования цементный раствор из обсадной колонны в затрубное пространство скважины поступает через боковые отверстия в обсадных трубах, расположенных над фильтром. Ниже боковых отверстий внутри обсадной колонны на стыке груб устанавливается «прямой» клапан, открывающийся вверх и пропускающий жидкость только снизу вверх, а снаружи устанавливают воронкообразную ман­жету. Назначение манжеты - преградить путь цементу вниз. Манжета представляет собой воронку, изготовленную из эластичного материала (брезента, кожи или т. п.), высотой 60-70 см, причем верхний диаметр манжеты несколько больше диаметра скважины.

При проведении двухступенчатого или манжетного цементирования обсадных колонн широко используются заколонныепакера типа ПЦМ (конструкция ВНИИБТ). Эти пакера разработаны и выпускаются для обсадных колонн диаметром 140; 146; 168 мм как с резинотканевыми, так и с резинометаллическими уплотнительными элементами. Пакер ПДМ опускают в скважину на обсадной колонне. При двухступенчатом цементировании пакер размещается между ступенями цементирования, а при манжетном - над продуктивным пластом.

Рис. 11.16. Технологическая схема манжетного цементирования скважин с пакером ПДМ:

а-спуск и посадка пробки, пакеровка; б - цементирование; в - закрытие цементировочных отверстий пакера; г - скважипа после разбуриваяия пробок, втулки и седел;

1 - скважина; 2 - обсадная колонна; 3 - пакер; 4 - пробка; 5 - продуктивный пласт; 6 - фильтр; 7 - башмак колонны; 8 - продавочная жидкость; 9 - пробка верхняя; 10 - тампонажный раствор

Цементирование первой ступени (ниже пакера) проводят через башмак обсадной колонны, цементирование второй ступени (выше пакера) через цементировочные отверстия пакера с использованием верхней цементировочной пробки. Затрубное пространство пакеруют перед це­ментированием второй ступени путем раздувания уплотнительного эле­мента пакера жидкостью из обсадной колонны. При манжетном цемен­тировании скважины применяют верхнюю цементировочную пробку, а пакеровку осуществляют промывочной жидкостью или начальной порцией тампонажного раствора (рис. 11.16).