Организация процесса цементирования скважин
Для безаварийного проведения процесса цементирования скважин следует уделять весьма серьезное внимание организации этого процесса.
Управление буровых работ подает заявку на проведение процесса цементирования скважины заранее в тампонажную контору или в тампонажный цех. В зависимости от условий и характера работ цементировочные агрегаты прибывают на буровую за несколько часов. Если цемент загружается в цементно-смесительные машины на буровой, то они прибывают с таким расчетом, чтобы загрузка закончилась к окончанию обвязки машин с устьем скважины. Если же цементно-смесительные машины загружаются на складе, то они прибывают на буровую вместе с цементировочными агрегатами.
У скважины цементировочные агрегаты и цементно-смесительные машины расставляют и обвязывают с устьем скважины в соответствии с ранее разработанной схемой.
Цементировочные агрегаты устанавливают мерными емкостями к буровой на возможно более близком расстоянии от устья. Агрегаты должны быть поставлены горизонтально и на расстоянии примерно 1 м друг от друга для свободного прохода между ними. Между двумя агрегатами устанавливается одна цементно-смесительная машина. От нее подается изготовляемый цементный раствор в приемный мерник, из которого цементный раствор откачивается цементировочными агрегатами в скважину.
После установки цементировочных агрегатов и цементно-смесительных машин прокладывают трубы приемной линии, после чего агрегаты начинают прием воды для затворения цемента или тампонажной смеси. Затем прокладывают трубы нагнетательной линии. Приемная линия агрегатов для затворения цемента должна предусматривать прием жидкости для продавки цементного раствора.
Обвязка с цементировочной головкой, установленной на устье скважины, осуществляется с помощью гибкого металлического шланга. При большом количестве цементировочных агрегатов в одну линию может быть включено несколько машин.
Рис.9. Типовая схема размещения и обвязки цементировочной техники
1, 3 – цементировочные агрегаты ЦА-320; 3ЦА-320М соответственно; 2 – цементно-смесительная машина 2СМН-20; 4 – станция контроля цементирования; 5 – блок
манифольда 1БМ-700; 6 – цементировочная головка
В различных нефтегазовых районах страны составлены рациональные схемы для расстановки цементировочных агрегатов и цементно-смесительных машин, что позволяет в значительной мере сократить время и средства на проведение операции, а также облегчить труд операторов. На рис.9 приведена типовая схема расстановки машин. Принципиальное различие в схемах обвязки заключается в количестве применяемых ЦА (рис.10) и СМН. Приведенная схема в основном удовлетворяет требованиям производства в случае использования цементов, цементно- и шлако-песчаных смесей. При использовании облегченных тампонажных растворов количество агрегатов резко возрастает вследствие необходимости набора больших количеств воды, особенно в тех районах, где потребности в ней в течение короткого времени не могут быть удовлетворены.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Рис.10. Цементировочный агрегат ЦА-320М
1 – кабина; 2 – коробка отбора мощности; 3 – насос 1В; 4 – двигатель ГАЗ-51А; 5 –
двухпоршневой насос; 6 – обвязка агрегата; 7 – защитный кожух насоса; 8 – мерный бак;
9 – донные клапаны; 10 – гибкий металлический шланг; 11 – платформа агрегата; 12 –
цементомешалка; 13 – карданный вал; 14 – шарнирные колена; 15 – фара и электро-
оборудование; 16 – выхлопная труба
После сборки труб спрессовывают нагнетательные линии на давление, в 1,5 раза превышающее рабочее. Работы проводятся под руководством инженера по заливкам.
При цементировании скважин большим количеством агрегатов прибегают к помощи устьевого оборудования (тележки АУ-5). Применение АУ-5 снижает ударные нагрузки при прокачивании растворов в трубах, обеспечивает удобство всей обвязки линий, уменьшает количество используемых труб, соединяемых непосредственно у цементировочной головки.
Затем руководитель работ проводит инструктаж с операторами, распределяет объемы растворов, необходимые для закачки в скважину, указывает очередность ввода машин в работу, режим работы, рабочее давление, выделяет агрегаты для завершения процесса цементирования скважины и т.д.
После проведения подготовительных работ и установления готовности машин к работе одним агрегатом восстанавливают циркуляцию в скважине и приступают к затворению цементного раствора в скважину. Для этого предварительно заполняют гидравлическую часть насоса и приемный коллектор водой. Для приготовления цементного раствора машинист цементно-смесительной машины открывает ствол приемной воронки и по достижении заданного давления в компенсатор дает команду о включении дозировочных шнеков. Цементно-смесительные машины приступают к откачиванию приготовляемого цементного раствора в скважину.
Процесс закачивания цементного раствора без станции контроля процесса цементирования сопровождается замером плотности раствора вручную. Рецептура и свойства закачиваемого в скважину тампонажного раствора должны соответствовать рецептуре и свойствам раствора, рекомендованного в лаборатории.
После приготовления и закачки цементного раствора все нагнетательные линии и насосы цементировочных агрегатов промывают от остатков цементного раствора. Вывинтив штопоры цементировочной головки, проталкивают разделительную пробку и начинают продавливать цементный раствор. При резком повышении давления процесс закачки останавливается. После устранения причины или ее установления процесс продолжается только по команде руководителя работ. Машинисты отсчитывают объем закачиваемой продавочной жидкости. Когда разделительная пробка садится на стоп-кольцо, давление повышается. Этот момент считается моментом окончания процесса цементирования скважины. Посадкой разделительной пробки на стоп-кольцо управляют одним-двумя цементировочными агрегатами на первой скорости.
После продавки глинистого раствора, обычно используемого в качестве продавочной жидкости, проверяют герметичность обратного клапана обсадной колонны. Затем разбуривают трубы приемных и нагнетательных линий. Оставшийся глинистый раствор откачивают в приемные чаны буровой, промывают мерники от остатков цементного и глинистого раствора, инструмент и оборудование укладывают на платформы, машины приводят в транспортное состояние.