Цементування свердловин
Цементуванням називають процес заповнення заданого інтервалу свердловини суспензією в’яжучих матеріалів, здатної загустівати у стані спокою і перетворюватися в тверде, практично непроникне тіло. При будівництві свердловини цементування проводять з такою метою: 1 Ізоляції проникних горизонтів один від одного після первинного розкриття і попередження перетоків пластових флюїдів по заколонному простору; 2 Утримання у підвішеному стані обсадної колони; 3 Захисту обсадної колони від дії агресивних пластових флюїдів, здатних кородувати її зовнішню поверхню; 4 Ліквідації дефектів у кріпленні свердловини; 5 Створення розмежувальних екранів, які перешкоджають обводненню свердловини; 6 Створення високоміцних мостів у свердловині, здатних сприймати великі осьові навантаження; 7 Ізоляції поглинальних горизонтів; 8 Закріплення стінок свердловини в породах, що осипаються; 9 Зменшення передачі тепла від потоку, що рухається колоною труб у свердловині, до навколишніх порід; 10 Герметизації устя у випадку ліквідації свердловини. Способи цементування поділяють на три групи: 1 Первинне цементування; 2 Вторинне (ремонтно-виправне) цементування; 3 Установка розділювальних цементних мостів. Первинне цементування здійснюється безпосередньо після спуску у свердловину обсадної колони і проводиться з метою розмежування проникних пластів один від одного і захисту зовнішньої поверхні обсадної колони від корозії, а також підвищення стійкості стінок свердловини. Існує декілька способів первинного цементування: · Одноступінчастий; · Ступінчастий; · Зворотний; · Манжетний; · Цементування потайних колон та секцій обсадних колон.
Найпоширеніший спосіб первинного цементування - одноступінчастий (рис. 8.2). Після закінчення промивання свердловини на верхній кінець обсадної колони встановлюють спеціальну цементувальну головку 1, бокові відводи якої з допомогою трубопроводів з’єднують з цементувальними насосами. Всередину колони через нижній боковий відвід 12 при закритих кранах 13 і 14 закачують порцію буферної рідини. Потім відкривають крани 14 і 15, вставляють стопор у цементувальній головці, який утримує нижню розділювальну пробку, і цементувальними насосами через бокові відводи 2 закачують необхідний об’єм тампонажного розчину 3.
а-закачування тампонажного розчину;б-початок закачування протискувальної рідини;в-заключна стадія закачування протискувальної рідини; 1 - цементувальна головка; 2, 11, 12 - бокові відводи; 3 - тампонажний розчин; 4 - нижня пробка; 5 - буферна рідина; 6 - обсадна колона; 7 - промивальна рідина; 8 - стінка свердловини; 9 - зворотний клапан; 10 - башмак з направляючою пробкою; 13, 14, 15 - крани високого тиску; 16 - верхня пробка; 17 - протискувальна рідина; 18 – "стоп-кільце" Рисунок 8.2 – Схема одноступінчастого цементування Тампонажний розчин проштовхує розділювальну пробку вниз по колоні. Після закачування тампонажного розчину тимчасово закривають крани 14, відгвинчують стопор, який утримує в цементувальній головці розділювальну пробку, відкривають кран 13 і через верхній боковий відвід 11 закачують порцію протискувальної рідини. Коли верхня розділювальна пробка увійде в колону, знову відкривають крани 14 і протискувальну рідину закачують через бокові відводи 2. Нижня пробка 4, дійшовши до зворотного клапана 9 (або кільця “стоп”), зупиняється. Оскільки закачування рідини в колону продовжують, мембрана в нижній пробці під впливом надлишкового тиску в колоні над нею зруйнується, і тампонажний розчин через прохідний канал, що відкрився в пробці, і отвори в башмачному патрубку і направляючій пробці поступає в кільцевий простір свердловини.
Тампонажний розчин закачують в об’ємі, необхідному для заповнення заданого інтервалу кільцевого простору свердловини і ділянки обсадної колони нижче зворотного клапана (кільця “стоп”), а протискувальну рідину - в об’ємі, необхідному для заповнення внутрішньої порожнини колони вище зворотного клапана. Тампонажний розчин готують з допомогою спеціальних машин. При ступінчастому цементуванні заданий інтервал розділяють на дві частини, а в обсадній колоні на глибині розділу встановлюють спеціальну цементувальну муфту. Місце встановлення муфти визначають так, щоб тиск в кінці протискування першої порції тампонажного розчину приблизно дорівнював тиску в кінці протискування другої порції тампонажного розчину. Необхідно врахувати і те, що муфта повинна бути розміщена проти стійких порід в інтервалі номінального діаметра свердловини або вище башмака попередньої колони. На кожній з трьох-чотирьох труб вище і нижче муфти необхідно встановлювати центрувальні ліхтарі. Існує два різновиди ступінчастого цементування: а) з розривом в часі; б) без розриву в часі (послідовне). Тампонажні матеріали. Тампонажними називають матеріали, які при змішуванні з водою або водними розчинами солей, утворюють суспензії, здатні в умовах свердловини з часом перетворюватися в практично непроникне тверде тіло. Як тампонажні матеріали в даний час найширше застосовують мінеральні в’яжучі речовини – спеціальні марки цементів (порошкоподібні продукти). Природа процесів тужавіння і твердіння цементу складна, різноманітна і остаточно ще не з’ясована. За особливими властивостями тампонажні матеріали є: 1 Швидкотужавіючі; 2 Повільнотужавіючі; 3 Корозійно стійкі до певних середовищ; 4 Розширювальні; 5 Із закупорювальними властивостями; 6 З особливо високою рухомістю (текучістю); 7 З низькою водовіддачею; 8 Армовані волокнами. Більшість з відомих мінеральних в’яжучих речовин може бути використана в якості базових тампонажних матеріалів. Тампонажні цементи поділяють за такими ознаками. За речовинним складом тампонажні портланд цементи є:
1 Цементи (без домішок, крім гіпсу); 2 Цементи з мінеральними домішками до 20 %; 3 Цементи з домішками (20-80) %; 4 Цементи на основі глиноземистого клінкера; 5 Безклінкерні цементи на основі вапняково-кремнеземистих в’яжучих, доменних шлаків та інших відходів металургійної промисловості, а також цементи полімерні, на основі гіпсу і композиції декількох в’яжучих речовин. За температурою застосування тампонажні цементи: 1 Для низьких температур (15 °С); 2 Для нормальних температур (15-50 °С); 3 Для помірних температур (50-100 °С); 4 Для підвищених температур (100-150 °С); 5 Для високих температур (150-250 °С); 6 Для надвисоких температур (250 °С); 7 Для циклічно-змінних температур. За густиною одержаного тампонажного розчину тампонажні цементи поділяють на: 1 Легкі - 1400 кг/м3; 2 Полегшені - 1400-1650 кг/м3; 3 Нормальні - 1650-1950 кг/м3; 4 Обважнені - 1950-2300 кг/м3; 5 Важкі - 2300 кг/м3. Портландцемент - основа багатьох видів тампонажних матеріалів. Він служить базовим матеріалом для більшості спеціальних (модифікованих) тампонажних цементів і розчинів, в той же час він і без модифікаціїможе застосовуватись у широкому діапазоні умов для проведення тампонажних (цементувальних) робіт у різних спорудах. Тампонажний портландцемент представляє собою різновидність портландцементу - порошкоподібного мінерального в’яжучого матеріалу, який складається головним чином з високоосновних силікатів кальцію. Завдяки їх особливим властивостям, а також властивостям інших штучних мінералів, що входять у склад портландцементу (алюмінатів, феритів кальцію та ін.), порошок портландцементу при змішуванні з водою утворює достатньо рухому суспензію, яка розшаровується в певному діапазоні концентрацій і твердіє в каменеподібне тонкопористе тіло як на повітрі, так і у воді.
Читайте также: Види буріння похилих свердловин Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|