Способы повторного цементирования

Под способами повторного цементирования понимают исправительные способы, применение которых вызвано необходимостью проведения ремонтных работ в результате обнаружения течи, нарушения герметичности колонны, или поступления пластовых вод в скважину через отверстия перфорации вместе с пластовым флюидом.

Эти способы сводятся к транспортированию цементного раствора к месту потери герметичности. Наиболее широко используется в этом случае метод цементирования под давлением. В некоторых случаях цементный раствор продавливают по трубам малого диаметра. Трубы поднимает, промывает буровым раствором, и после затвердевания цементного раствора цементирование считается оконченным. Цементный камень, полученный таким способом, называется цементным мостом. Для установки цементных мостов при РИР широко используется способ Байдакова Н. К. Сущность этого способа заключается в следующем. Цементный раствор закачивают по трубам через задвижки 1 и 2, 1 и 2 при открытых задвижках 3, 4 и 5 (рис. 17.1). Задвижки 6 и 7, 7¹ и 3¹ закрыты. Прокачиваемый в скважину цементный раствор вытесняет находящуюся там жидкость, которая выходит из скважины через задвижки 3, 4 и 5. Для предотвращения подъема цементного раствора в пространство меду трубами в момент, когда цементный раствор, не доходя до башмака спущенных в скважину труб, закрывают задвижки 4 и 5. После этого продавливают раствор в пласт через нарушения колонны. При обратной промывке остатки цементного раствора вымывает буровым раствором или водой, которые закачивают в скважину через

задвижки 6, 4, 3, 3¹. Причем задвижки 2, 2¹ закрыты. Жидкость выходит из скважины через спущенные трубы и сбрасывается через задвижки 7 и 7¹.

Рис. 17.1.

Цементирование под давлением

В том случае, когда имеется необходимость изолировать водяные пласты применяется цементаж под давлением. Сущность такого цементирования заключается в закачке в заколонное пространство тампонажного раствора под давлением значительно превышающим гидростатическое. Схематично операции по цементажу под давлением могут быть представлены в следующем виде. В колонну обсадных труб спускается на бурильных или НК трубах цементировочный фонарь (пакер) и закрепляется на той глубине, на которой находится водоносный пласт. Восстановив циркуляцию раствора закрывают клапан на цементировочном фонаре, либо распакеровывают пакер и закачивают 1,5 - 8 м³ воды под высоким давлением. Вначале давление будет расти, а затем падает, поскольку очищается поровые каналы в пласте. Когда установится минимальное давление, считают, что скважина готова к закачке тампонажного раствора. Если давление при закачке тампонажного раствора увеличивается и достигает той величины, которая соответствует наибольшему первоначальному давлению, то в этих случаях процесс цементирования заканчивают. В обратном случае производят несколько повторных заливок. Когда достигнуты необходимые давления отвинчивают трубы (делают распакеровку) и избыточный цемент, остающийся в трубах вымывают из скважины.

Изоляция зон поглощений

Наиболее распространенный способ изоляции зон поглощений это цементирование интервала поглощения быстротвердеющими композициями. Существует несколько разновидностей цементирования поглощающих зон.

К первой группе относят способы цементирования без предварительного разобщения зоны поглощения от других интервалов. В этом случае в скважину спускают колонну бурильных труб, нижний открытый конец которой устанавливаю несколько выше кровли поглощающего горизонта и в скважину закачивают порцию тампонажного раствора в объеме, достаточном для заполнения участка ствола длиной немного выше зоны поглощения, а также для заполнения каналов в поглощающем пласте. Тампонажный раствор продавливают из труб продавочной жидкостью. Объем ее выбирается из условия, что в момент, когда верхняя граница тампонажного раствора окажется выше кровли поглощающего интервала давление на пласт стало равно пластовому в этой зоне. После закачки продавочной жидкости бурильные трубы поднимают из скважины. Целесообразно производить закачку продавочной жидкости порциями с подъемом бурильных труб.

Ко второй группе относятся разновидности цементирования с предварительным разобщением зоны поглощения от других проницаемых пород с помощью различных пакеров и разделительных пробок. По кавернограмме находят участок ствола с нормальным диаметром близ кровли поглощающего пласта. В скважину до этого участка спускают колонну бурильных труб, на нижнем конце которой подвешен разбуриваемый пакер. Производят распакеровку. Закачивают определенный объем тампонажного раствора. Отсоединяются от пакера и трубы поднимают. Пакер препятствует перетоку жидкости из верхних напорных горизонтов в зону поглощения.

В случае, когда интенсивность поглощения велика в рассматриваемую зону намывают грубозернистый закупоривающий материал и таким образом добиваются снижения интенсивности поглощения.

Если имеется несколько интервалов поглощения их можно изолировать последовательно снизу вверх, отделяя последующий от предыдущего разбуриваемым пакером: при этом к цементированию последующей можно приступить по окончании цементирования предыдущей не ожидая затвердевания раствора. После затвердевания пакер и цементный камень разбуривают. Качество изоляции оценивают путем опрессовки соответствующей зоны. Если порознь зацементировано несколько зон, опрессовывают их порознь сверху вниз, после разбуривания пакера и камня против соответствующей зоны, но до разбуривания пакера нижерасположенной зоны.

Для опрессовки в скважину спускают бурильные трубы с гидравлико-механическим пакером, который устанавливают над исследуемой зоной Опрессовку целесообразно проводить глинистым раствором с. малой водоотдачей, создавая на стенки скважины наибольшее давление, которое может возникнуть при последующих операциях. Качество изоляции можно считать удовлетворительным, если объем жидкости, который приходится подкачать в трубы для поддержания постоянства опрессовочного давления за время опрессовки, не превосходит существенных потерь обусловленных водоотдачей.

Установка цементных мостов

Мостом называется искусственное сооружение, полностью перекрывающее поперечное сечение скважины или обсадной колонны на участке сравнительно небольшой длины и, как правило, удаленном от забоя. Мосты могут быть резиновые, пластмассовые, металлические, цементные и т.д.

При установке мостов решаются следующие задачи:

- временное либо постоянное разделение вышележащих пластов от нижележащих (например, при опробовании, при переходе от эксплуатации истощенного нижнего горизонта);

- устранение опасности излива пластовых жидкостей в атмосферу после ликвидации скважины или при временной ее консервации;

- при забуривании второго ствола, либо при необходимости отклонения ствола скважины от проекта;

- укрепления неустойчивых, осыпающих или размываемых потоком промывочной жидкости пород.

Существует множество способов установки мостов. Наиболее эффективным считается следующий. В скважине немного выше нижней границы участка установки места устанавливают разбуриваемый пакер или манжетную пробку - исключающие возможность оседания вниз столба тампонажного раствора. До нижней границы этого участка спускают колонну труб и тщательно промывают скважину. Если в пределах участка имеются каверны, в состав колонны включают приспособление с боковыми гидромониторными насадками и сильными струями вымываю из каверн загустевшую промывочную жидкость и шлам. Во время промывки целесообразно производить вращение и расхаживание колонны.

После промывки в колонну труб последовательно закачивают первую порцию буферной жидкости, порцию тампонажного раствора возможно более жесткой консистенции, вторую порцию буферной жидкости и порцию продавочной жидкости.

Тампонажный раствор отделяют от буферных жидкостей двумя разделительными пробками. По окончании закачки порции продавочной жидкости колонну труб приподнимают с небольшой скоростью несколько выше границы будущего моста и тщательно промывают скважину. Затем трубы поднимают на поверхность, а скважину оставляют в покое на ОЗЦ.

Вытеснение тампонажного раствора продолжают до момента достижения равенства давлений в кольцевом пространстве и в колонне труб у башмака. Чтобы облегчить задачу об определении момента прекращения цементирования плотности буферных жидкостей, а также промывочной и продавочной жидкостей принимают одинаковыми. Объем второй порции буферной жидкости принимают из расчета, что высота столба ее в колонне равна высоте столба в затрубном пространстве, а объем продавочной жидкости будет таким, чтобы в момент окончания закачки уровень тампонажного раствора в кольцевом пространстве и в колонне были бы одинаковыми. Тогда давление на устье в момент выравнивания уровней тампонажного раствора , где - перепад давления, необходимый для перемещения по колонне верхней разделительной пробки.

Так как высоты столбов буферной жидкости и тампонажного раствора невелики, то с достаточной точностью можно определить экспериментально по манометру, если измерить давление в ней при прокачивании промывочной жидкости перед началом операции с такой же скоростью, как и в конце операции. Величину следует определять также экспериментально.

Чтобы исключить перемешивание тампонажного раствора с буферной жидкостью во время подъема труб, в последнюю медленно подкачивают жидкость и поддерживать в головке избыточное давление .

Выбор тампонажного материала производят аналогично (рассказать требования).

Объемы тампонажного раствора и других жидкостей рассчитывают по эмпирическим формулам:

Тампонажного раствора - .

Продавочной жидкости - .

Буферных жидкостей .

.

где: F_с, F_тр, F_кп - площади поперечного сечения скважины в интервале установки моста, колонны труб и кольцевого пространства;

- внутренний объем колонны труб;

h_м - проектная длина моста;

с₁, с₂, с₃ - эмпирические коэффициенты, учитывающий потери буферной жидкости при движении по колонне труб и кольцевому пространству.

Таблица

Тип буферной жидкости	С1	С2	С3	С4
При использовании труб с внутренними высаженными концами
Вода	0,06	0,91	0,02	0,4
нет	0,1	0,94	-	-
При использовании гладкопроходных труб
Вода	0,025	0,98	0,02	0,4
нет	0,055	0,97	-	-

Иногда цементный раствор доставляется в желонхе. Желонха представляет собой сосуд, в который до спуска в скважину наливают цементный раствор. После спуска в скважину этот сосуд может открываться. Цементный раствор выливается из него и располагается в необходимом месте.

Применяют и устройства для установки пробок. В частности резиновых. Сущность работы этих устройств заключается в следующем. Устройство опускается в скважину. При помощи порохового взрыва резиновая пробка высвобождается из устройства. Увеличиваясь в объеме, пробка герметизирует пространство. Сверху можно установить еще цементный мост.