Прямое двухступенчатое цементирование (схема, технология, контроль процесса, достоинства и недостатки).
Идея способа: цементируемы интервал делится на два, и каждый из них цементируется раздельно, причем каждый интервал цементируется прямым способом, т.е. закачкой ЦР внутрь ОК. Для реализации этого способа ОК оборудуется кроме стандартных элементов (башмак, обратный клапан, стоп-кольцо, цементировочная головка + наружная оснастка) оборудуется муфтой ступенчатого цементирования.
Технология работы: после спуска ОК и промывки скважины через боковые отводы цементировочной головки закачивается буферная жидкость и ЦР первой ступени. Весь первый объем продавливается с помощью пробки. Её конструкция такова, что она беспрепятственно проходит через МСЦ. Посадка пробки на стоп-кольцо свидетельствует об окончании цементировании 1-й ступени и подъема ЦР до уровня МСЦ или выше нее. Затем, отворачивая крышку цементировочной головки, внутрь колонны сбрасывается «бомба», конструкция которой такова, что она садится на втулку. Время полета «бомбы» зависит от вязкости продавочной жидкости. Например, при вязкости 35-40 секунд на глубину 1 км она движется 20-25 мин. После посадки бомбы на кольцо в колонне создают давление 7-10 Мпа, под действием которого срезаются штифты, втулка смещается вниз, садясь на кольцо. При этом открываются промывочные окна, давление на цементировочной головке снижается, восстанавливается циркуляция, проводится вымыв излишнего цемента из затрубного пространства и колонна может оставляться на ОЗЦ, во время которого осуществляется циркуляция ПЖ, затем приступают к цементированию 2-й ступени, причем если 2-я ступень цементируется после ОЗЦ 1-й, то это называется цементированием с разрывом времени. В некоторых случаях возможно цементирование 2-й ступени сразу после 1-й (без разрыва во времени). В любом случае в цементировочную головку устанавливают другую цементировочную пробку, затем закачивают через боковые отводы буферную жидкость и ЦР. Объем продавочной жидкости при этом равен объему промывочной жидкости. Циркуляция идет через промывочные окна МСЦ. Продавка осуществляется с помощью цементировочной пробки, конструкция которой такова, что она садится на втулку, при этом внутри колонны возрастает давление при обычном стопе, под действием которого штифты срезаются, и втулка смещается, перекрывая промывочные окна. Колонна оставляется на ОЗЦ. Затем спускается бурильный инструмент и МСЦ разбуривается.
Область применения:
1) Высокие давления в конце цементирования на цементировочных агрегатах
2) Невозможность поднять ЦР заданной плотности на проектную высоту из-за опасности поглощения
3) Необходимость применения тампонажных растворов с различными свойствами из за высоких температур на забое
4) Нехватка цементировочной техники
5) Недостаточно места для техники
6) Опасность возникновения газопроявлений в период ОЗЦ
Если в затрубном пространстве есть газовый пласт, то во время ОЗЦ гидростатическое давление на него снижается из-за структурирования ЦР. При этом наступает момент, когда пластовое давление превысит давление в скважине и газ начнет поступать в затрубное пространство. Сначала он будет поступать за счет диффузии, облегчая ЦР, затем объем поступившего газа увеличится, и он может организовать в затрубном пространстве «газовые пузыри», которые могут перетекать в более высокие интервалы. В какой-то момент времени давление газа превысит гидростатическое давление раствора и произойдет выброс, быстро переходящий в открытое фонтанирование. При этом даже большие объемы ЦР (40-50 м3) могут быть выброшены из затрубного пространства в течении 50-90 минут. Поскольку опасным периодом в возникновения выброса является несколько часов до начала твердения ЦР, то именно в этот период необходимо сохранить высокое давление на газовый пласт. Опасность возникновения выброса возрастает при отсутствии оборудованного устья скважины – ПВО. В этом случае может использоваться 2-хступенчатое цементирование. Причем МСЦ устанавливается над газовым пластом. При этом первой ступенью перекрывается газовый пласт. Во время ОЗЦ 1-й ступени проводится циркуляция ПЖ через МСЦ и суммарное давление на пласт остается выше пластового. При этом до затвердевании раствора пласт остается в задавленном состоянии и возможность газопроявлений исключается и данный пласт не будет оказывать влияние на цементирование 2-й ступени.