Лабораторная работа №4 Цементирование

4.1.Методика цементирования.

Проницаемые пласты, вскрытые скважиной, разобщают друг от друга для того, чтобы устранить возможность перетока жидкости из одного объекта в другой или в атмосферу и таким образом предотвратить непроизводительное расходование запаса энергии в продуктивных горизонтах, проникновение в них чуждых вод и ухудшение коллекторских свойств, исключить опасность загрязнения окружающей среды, возникновения взрывов и пожаров на территории близ скважины, а также опасности несчастных случаев с людьми.

Основным методом разобщения пластов в настоящее время является цементирование, т.е. заполнения заданного интервала заколонного пространства скважины или участка обсадной колонны суспензией вяжущих материалов, способной в покое затвердевать и превращаться в практически непроницаемый камень.

В нефтегазодобывающей промышленности используют несколько способов цементирования. В зависимости от характера решаемых задач их можно разделить на следующие группы:

• способы первичного цементирования;

• способы ремонтного цементирования;

• способы изоляции зон поглощения;

• способы установки цементных мостов.

Первичное цементирование осуществляется сразу же после спуска в скважину обсадной колонны и имеет целью разобщение проницаемых пластов друг от друга и защиту наружной поверхности обсадной колонны (ОК) от коррозии пластовыми жидкостями, а также повышение устойчивости стенок скважины и обсадной колонны.

Существует несколько способов первичного цементирования:

• одноступенчатый,

• многоступенчатый,

• обратный.

Наиболее распространенным и часто встречающимся на практике способом первичного цементирования является одноступенчатый способ. Он заключается в следующем:

После окончания промывки скважины на обсадную колонну навинчивают цементировочную головку, в которую вставлены нижняя и верхняя разделительные пробки, удерживаемые от сползания вниз стопорами. К отводам головки присоединяют трубопроводы от цементировочных агрегатов (ЦА).

Цементирование осуществляется следующим образом.

Через нижний отвод цементировочной головки в обсадную колонну закачивается буферная жидкость. При выходе тампонажного раствора в заколонное пространство буфер не позволяет цементу перемешиваться с промывочным раствором и таким образом предохраняет его от порчи, а также очищает стенки скважины от глинистой корки.

Вывинчивают стопор, удерживающий нижнюю пробку, и поверх нее в головку цементировочными насосами закачивают тампонажный раствор, который готовят с помощью специальных смесительных машин, установленных по близости от скважины. Тампонажный раствор проталкивает нижнюю пробку по обсадной колонне.

После закачки в обсадную колонну тампонажного раствора в объеме, достаточном для заполнения заданного интервала заколонного пространства скважины и участка колонны ниже стопорного кольца, закрывают краны на нижних боковых отводах головки и вывинчивают стопор, удерживающий верхнюю разделительную пробку.

После того, как верхняя пробка войдёт в обсадную колонну, вновь открывают краны на нижних боковых отводах головки и через них закачивают продавочную жидкость. В качестве продавочной обычно используют промывочную жидкость, которой была заполнена скважина либо воду. Нижняя пробка дойдя до упорного кольца в колонне, останавливается.

Так как нагнитание жидкости в колонну продолжается, давление в ней после остановки нижней пробки быстро растёт. Под воздействием разности давлений над пробкой и под ней мембрана в пробке разрушается и тампонажный раствор через проходной канал в пробке и отверстие в башмаке и башмачном патрубке вытисняется в заколонное пространство скважины.

Плотность тампонажного раствора в большинстве случаев больше чем промывочной жидкости в скважине. Поэтому в процессе закачки цементного раствора, до его выхода в КП, давление в цементировочной головке будет понижаться и может дойти до нуля. Во избежание этого рекомендуется закачку цемента осуществлять с противодавлением на устье.

С момента начала вытеснения тампонажного раствора в заколонное пространство давление в цементировочной головке и в насосах увеличивается по мере продвижения верхней пробки вниз по колонне.

После посадки верхней пробки на нижнее давление в колонке резко возрастает. Это служит сигналом для прекращения нагнетания продавочной жидкости в колонну - краны на головке закрывают , насосы останавливают, а скважину оставляют в покое на период твердения тампонажного раствора.

Если обсадная колонна оборудована прочным и герметичным обратным клапаном, после остановки насосов избыточное давление в цементировочной головке обычно стравливают, плавно приоткрывая один из кранов.

При цементировании длинных колон сигнал об остановке верхней пробки приходит на поверхность и регистрируется манометром на устье с запозданием на несколько секунд. Это опасно, так как закачка жидкости продолжается и под влиянием быстро возрастающего давления могут быть разрушены пробка, упорное кольцо или колонна. Во избежании этого целесообразно на некотором расстоянии от упорного кольца устанавливать сигнальное кольцо. Такое кольцо укрепляют в колонне при помощи тарировочных шпилек. Как только верхняя пробка сядет на сигнальное кольцо, давление в колонне резко возрастает. Этот скачок давления будет зафиксирован на поверхности и операторы своевременно смогут прекратить закачку продавочной жидкости.

Шпильки тарируются так, чтобы они срезались при повышении давления над верхней пробкой на 30-40 атм. После срезания шпилек верхняя пробка вместе с сигнальным кольцом продолжает движение до схождения с нижней пробкой.

Пробки и сигнальное кольцо изготовляют из легко разбуриваемого материала. Нижняя пробка служит для предотвращения перемешивания тампонажного раствора с буферной жидкостью при движении по обсадной колонне и для сдирания пленки промывочной жидкости с внутренней поверхности труб. Верхняя пробка предотвращает перемешивание тампонажного раствора с продавочной жидкостью.