2. Расчет объем тампонажного материала

Доставка в интервал установки моста тампонажного раствора необходимого качества и объема - одно из важнейших условий благоприятного исхода работ.

Производственный опыт, подтвержденный научными исследованиями, свидетельствует о потерях цементного раствора за счет адгезии (налипания) на стенки труб и смешения с буровым раствором и, кроме того, об ошибках в определении объема прокачанной продавочной жидкости.

Для предупреждения продавливания в интервал установки цементного моста смеси тампонажного раствора с продавочной жидкостью или собственно продавочной жидкости при определении ее объема V_п следует исходить из уравнений

V_п=V_т (1-∆V)

∆V= Н_мS_т/ V_т+С₀+С₁+С₃

где V_т - внутренний объем колонны заливочных труб, м³

∆V - относительное превышение над внутренним объемом заливочной колонны объема продавочной жидкости,

Н_м - протяженность цементного моста, м

S_т - внутреннего сечения колонны в интервале установки цементного моста, м²

С₀ - коэффициент, учитывающий неточность продавливания цементного раствора при контроле по объему продавочной жидкости;

С₁ - коэффициент потерь вследствие адгезии цементного раствора на стенках труб;

С₃ - коэффициент потерь цементного раствора при смешении со второй порцией буферной жидкости.

Необходимый объем тампонажного раствора определяется

V_ц=НS_с+ V_т(С₁+С₂+С₃+С₄)

где S_с - площадь поперечного сечения скважины в интервале установки цементного моста, м²;

С₂ - коэффициент потери цементного раствора при смешении с первой порцией буферной жидкости.

Коэффициенты	Для бурильных труб с высаженными внутрь концами		Для НКТ
	С буферной жидкостью	Без буферной жидкости	С буферной жидкостью	Без буферной жидкости
С1	0,01	0,03	-	0,01
С2	0,02	0,04	0,01	0,02
С3	0,02	0,03	0,01	0,02
С4	0,02	-	0,02	-
С5	0,40	-	0,4	-
С6	0,03	0,2	0,03	0,2
С0	0,01	0,02	0,01

Объемы первой и второй порций буферной жидкости (воды), исходя из условия исключения смешивания (полного разделения тампонажного и бурового растворов), можно рассчитать по формулам:

для первой порции:

V₁=C₄V_т+С₅Н_мS_c

для второй порции

V₂=C₄V_п

где С₄ и С₅ - коэффициенты потери буферной жидкости в результате ее адгезии соответственно к стенкам заливочных труб и кольцевом пространстве.

3. Особенности выбора рецептуры растворов вяжущих веществ для установки мостов.

Некачественная установка цементных мостов или вообще их отсутствие, преждевременное схватывание раствора и другие факторы в определенной степени обусловлены неверным подбором рецептуры вяжущих веществ по срокам загустевания (схватывания) или отклонениями от подобранной в лаборатории рецептуры, допущенными при приготовлении раствора.

Для уменьшения вероятности возникновения осложнений сроки схватывания, а при высоких температурах и давлениях сроки загустевания должны превышать продолжительность работ по установке мостов не менее чем на 25%.

В ряде случаев при подборе рецептур растворов не учитывают специфики работ, заключающихся в установке циркуляции для подъема колонны заливочных труб и герметизации устья.

В условиях высоких температур и давления сопротивление сдвигу цементного раствора, даже после кратковременных остановок (10-20 минут) циркуляции, может резко возрасти. Поэтому циркуляцию восстановить не удается и в большинстве случаев колонна заливочных труб оказывается прихваченной.

Вследствие этого при разработке рецептуры цементного раствора необходимо исследовать динамику загустевания на консистометре (КЦ-3) по программе имитирующей процесс установки моста.

Условия исследования на КЦ			Продолжительность исследований
Tоп	Pоп	Вращение мешалки
Нагрев до комнатной температуры до Тдин	Повышение давления до Рдин	Да	Т1+Т2+Т3
Поддержание температуры опыта в пределах Тдин<Топ<Тст	Поддержание давления в пределах Рст<Роп<Рдин	Нет	1,5(Т4+Т5+Т6)
То же	То же	Да	1,2Т7
Величины Tоп, Pоп - температура и давление при проведение опыта; Рдин, Рст - динамическое и статическое давление в зоне установки моста.

Время загустевания цементного раствора Т_заг должно соответствовать условию

Т_заг>Т₁+Т₂+Т₃+1,5 (Т₄+Т₅+Т₆)+1,2Т₇

где Т₁,Т₂, Т₃ - затраты времени соответственно на приготовление, закачивание и продавливание цементного раствора в скважину;

Т₄,Т₅,Т₆ - затраты времени на подъем колонны заливочных труб до места срезки моста, на герметизацию устья и производство подготовительных работ по срезке моста;

Т₇ - затраты времени на срезку моста.

По аналогичной программе необходимо исследовать смеси цементного раствора с буровым в соотношении 3:1, 1:1, 1:3 при установке цементных мостов в скважинах с высокими температурой и давлением.

Успешность установки цементного моста в значительной степени зависит от точного соблюдения подобранной в лаборатории рецептуры при приготовлении цементного раствора. Здесь главные условия - выдерживание подобранного содержания химических реагентов в жидкости затворения и водоцементного отношения.