Условия нормального цементирования скважин

Для доброкачественного цементирования скважин необходимо, чтобы были соблюдены следующие условия:

· Колонна в скважине должна быть расположена концентрично, если колонна будет прилегать к стенке скважины, то за колонной не образуется сплошное цементное кольцо и вода не будет закрыта, во избежание этого в нижней части колонны устанавливают несколько фонарей;

· Цемент должен схватываться непосредственно со стенками скважины и наружной поверхностью обсадной колонны, для этого нужно, чтобы на стенках скважины не было толстой глинистой корки, а на трубах не было глинистых сальников;

· Для лучшей очистки стенок скважины нужно, чтобы при продавливании цементного раствора скорость восходящего потока за колонной была не меньше 1 – 1,5 м/сек;

· Колонна должна быть герметична;

· Цемент должен быть доброкачественным, обеспечивающим водонепроницаемость цементного камня.

В практике бурения скважин на воду чаще всего применяют наиболее простой – способ одноступенчатого цементирования.

При этом способе на обсадную колонну навинчивают цементировочную головку, представляющую собой отрезок трубы, в котором монтируются цементировочные пробки; через 2-3 штуцера, установленных в этой головке, возможна закачка промывочной жидкости и цемента выше цементировочных пробок или ниже их (рис.4).

Цементирование можно осуществлять с одной (см. плакат) или двумя разделительными пробками (см.рис.5). Разделительные пробки исключают смешивание цементного раствора с продавочной жидкостью.

Смешивание цементного раствора с продавочной жидкостью тем больше, чем больше диаметр скважин.

При бурении скважин на воду всегда рекомендуется проводить цементирование с двумя разделительными пробками.

Такое цементирование проводят следующим образом: скважину тщательно промывают до полного удаления шлама. Затем в обсадную колонну вставляют нижнюю разделительную пробку (рис. 5, а). Пробка продавливается к башмаку колонны при нагнетании цементного раствора насосом цементировочного агрегата или буровой установки. Поле закачки расчетного количества цементного раствора опускается верхняя разделительная пробка (рис.2, б), которая до этого удерживалась в цементировочной головке стопорными винтами. Начиная с этого момента в обсадную колонну подают продавочную жидкость, под давлением которой верхняя пробка гонит 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.

Такое цементирование проводят следующим образом: скважину тщательно промывают до полного удаления шлама. Затем в обсадную колонну вставляют нижнюю разделительную пробку (рис. 5, а). Пробка продавливается к башмаку колонны при нагнетании цементного раствора насосом цементировочного агрегата или буровой установки. Поле закачки расчетного количества цементного раствора опускается верхняя разделительная пробка (рис.2, б), которая до этого удерживалась в цементировочной головке стопорными винтами. Начиная с этого момента в обсадную колонну подают продавочную жидкость, под давлением которой верхняя пробка гонит 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 останавливается на упорном конце выше башмака обсадной колонны (рис.5, в), давление над ней повысится и под его воздействием диафрагма, перекрывающая канал в нижней пробке, разрушается; при этом наблюдается повышения давления на 3÷5 МПа. После разрушения диафрагмы раствор попадает в затрубное пространство.

Объем продавочной жидкости, закачиваемой в скважину, непрерывно цементируется. Когда дот окончания продавки остается 1-2м² 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 (гидравлический удар). В обсадной колонне под упорным кольцом остается некоторое количество раствора, образующего «стакан» высотой несколько метров. После остановки насосов все краны на цементировочной головке закрываются и колонна останавливается в покое на время схватывания и затвердения цемента.

Разделительные пробки изготавливают из легкоразбуриваемых материалов (дерево, резина, пластмасса) (рис.6). Нижняя прока имеет центральное проходное отверстие, перекрытое мембранной из легкоразрушаемого материала (резина, пластик, стекло).