Способ обратного цементирования обсадных колонн

 

Изобретение относитс гк буровой технике и предназначено для обратного цементирования обсадных колонн (ОК). Цель изобретения - повышение качества цементирования нижней части ОК за счет уменьшения влияния смешения цементного раствора с буровым раствором. Для этого во время спуска ОК в ее нижней части помещают прямой клапан с запорным элементом , имеющим плотность на 0,1-0,2 г/см меньше плотности применяемого тампонажного раствора (ТР). Затем в расчетном колве в заполненное пространство закачивают ТР с выпуском бурового раствора из ОК на устье. После поступления ТР в нижнюю часть ОК в последнюю дополнительно перепускают 1-2 М ТР. Затем осуществляют прямую продувку ТР из ОК в заколонное пространство до факта резкого увеличения давления. Давление сбрасывают и проверяют герметичность обратного клапана и оставляют ОК на ОЗЦ. 3 ил. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„» 1420139 А 1 (дд 4 Е 21 В 33 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4135008/22-03 (22) 29.07.86 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности «Укргипрониинефть» и Производственное объединение «Белоруснефть» (72) Б. П. Минеев, М. С. Спасков и С. Д. Ширяев (53) 622.245.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 571584, кл. Е 2! В 33/14, 1976.

Булатов А. И. Технология цементирования нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1983, с. 207. (54) СПОСОБ ОБРАТНОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН (57) Изобретение относится к буровой технике и предназначено для обратного цементирования обсадных колонн (ОК) . Цель изобретения — повышение качества цементирования нижней части ОК за счет уменьшения влияния смешения цементного раствора с буровым раствором. Для этого во время спуска ОК в ее нижней части помещают прямой клапан с запорным элементом, имеющим плотность на 0,1 — 0,2 г/см меньше плотности применяемого тампонажного раствора (ТР). Затем в расчетном колве в заполненное пространство закачивают

ТР с выпуском бурового раствора из ОК на устье. После поступления TP в нижнюю часть ОК в последнюю дополнительно перепускают 1 — 2 м TP. Затем осуществляют прямую продувку TP из ОК в заколонное пространство до факта резкого увеличения давления. Давление сбрасывают и проверяют герметичность обратного клапана и оставляют ОК на ОЗЦ. 3 ил.

1420139

10 l5

1

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к способам их обратного цементирования.

Целью изобретения является повышение качества цементирования нижней части обсадной колонны за счет уменьшения влияния ! смешения цементного раствора с буровым.

На фиг. приведена схема, реализующая способ; на фиг. 2 и 3 — положение рабочих элементов устройства на различных стадиях способа.

В обсадной колонне 1 установлены, например, башмачный патрубок 2, обратный клапан 3 с зафиксированным в открытом оложении запорным элементом 4. Под этот лемент выполнена втулка 5 с нижним по, садочным седлом 6. В верхней части втулки 5 выполнено верхнее посадочное седло 7 под запорный элемент 8. Т.е. втулка 5 и нижнее посадочное седло 6 в совокупности с запорным элементом 4 представляют собой обратный клапан, а втулка 5, верхнее посадочное седло 7 и запорный элемент 8 — прямой клапан. Втулка 5 зафиксирована срез,: ными элементами 9 от осевого перемещения.

На фиг. 1 — 3 показаны также буровой раствор 10, тампонажный раствор 11, зона 12 смешения тампонажного раствора с буровым.

Возможно выполнение способа с применением только прямого клапана. Такой вариант определяется назначением скважины, требуемыми мероприятиями безопасности и пр.

При этом запорный элемент прямого клапана имеет плотность на 0,1 — 0,2 г/см меньше плотности применяемого тампонажного раствора. Это могут быть, например, пластмассовые, резиновые и др. полые шары с наполнителем, например мелом.

При разнице плотностей запорного элемента и тампонажного раствора меньше

0,1 г/см ожидается большой объем цемента в колонне, подлежащий нежелательному разбуриванию.

При разнице плотностей больше 0,2 г/см ожидается непоступление тампонажного раствора с исходной плотностью к башмаку обсадной колонны. Нижняя и наиболее ответственная часть обсадной колонны может быть зацементирована некачественным тампонажным рас-вором (смешанным с буровым раствором).

Способ осуществляют следующим образом.

Во время спуска обсадной колонны в ее нижнюю часть помещают прямой клапан с запорным элементом, имеющим плотность на

0,1 — 0,2 г/см меньше плотности применяемого тампонажного раствора. Для этого в нижней части обсадной колонны помещают по меньшей мере втулку 5 с верхним посадочным седлом 7 под запорный элемент 8.

Прн необходимости прямой клапан может быть скомбинирован с обратным, т.е. втулка 5 может быть выполнена с нижним посадочным седлом 6 и зафиксированным в открытом положении запорным элементом 4.

Затем бросают запорный элемент 8 в обсадную колонну и осуществляют закачку тампонажного раствора в заколонное пространство в расчетном объеме с выпуском бурового раствора из обсадной колонны на устье.

После поступления тампонажного раствора в нижнюю часть обсадной колонны в последнюю уплотнительно перепускают 1 — 2 м тампонажного раствора. После проведения этой операции цементный раствор будет находиться в обсадных трубах, а запорный элемент 8 прямого клапана расположится между зонами смешения и чистым тампонажным раствором (фиг. 2).

Затем прямой промывкой медленно выдавливают цементный раствор из труб в затрубное пространство. В момент, когда запорный элемент 8 дойдет до втулки 5, давление возрастает, срезные элементы 9, фиксирующие втулку 5 и запорный элемент 4, разрушаются. Получив факт резкого увеличения давления («стоп»), продувку заканчивают. Давление сбрасывают, и обратный клапан закрывается (фиг. 3). Открыв краны на агрегате, проверяют герметичность обратного клапана и оставляют колонну на 03Ll,.

При. отсутствии обратного клапана в колонне выдерживают избыточное давление.

Пример. В скважине глубиной 2500 м спущен кондуктор 245 мм до глубины

500 м. Цементированию подлежит эксплуатационная колонна диаметром 168 мм от забоя до устья. Обратный клапан устанавливают на расстоянии 15 м от башмака. Производят расчеты.

Объем тампонажного раствора за колонной: (0,225- — 0,168- ) Х 500 + Х

Х (0,220 — 0 168 ) Х2000Х1,05=46,02м где 0,220 — диаметр скважин, м;

1,05 — коэффициент кавернозности.

Объем тампонажного раствора в колонне:

3,14Х0,144 -Х 15 P 24,3

4 м .

Принимаем, что объем чистого тампонажного раствора должен быть 1,0 м . Мощность пласта 50 м: 3,14:4 (0,220 — 0,168 ) 50

= — 0,79 м . Тогда объем закачиваемого в затрубное пространство тампонажного раствора должен быть 46,02+0,24+1,0=47,26 м .

После спуска колонны и промывки скважины бросают в скважину запорный элемент. Затем закачивают в затрубное прост1420139

Формула изобретения

ft

7

Составитель В. Гришанов

Редактор О. Спесивых Техред И. Верес Корректор Л. Обручар

Заказ 4300/31 Тираж 53! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ранство расчетное количество тампонажного раствора. После закачки 47,26 м тампонажного раствора перепускают в мерник агрегата с замером из труб жидкость в объеме

1,0 м . Течение идет под перепадом давлез ний, возникшем ввиду разности в плотностях тампонажного и бурового растворов. 1 м жидкости в колонне займет 56 м (1,0 3,14)(0,144 56 м) .

Агрегат переключают на трубы и закачивают в колонну жидкость при минимальном .расходе до получения «стоп». Давление на агрегате сбрасывают и проверяют герметичность обратного клапана (при негерметичном или отсутствии клапана закрывают краны на головке) и оставляют на ОЗЦ.

Способ обратного цементирования обсадных колонн, включающий закачку тампонажного раствора в заколонное пространство в расчетном объеме с выпуском бурового раствора из обсадной колонны на устье и перекрытие последнего после поступления тампонажного раствора в нижнюю часть обсадной колонны, отличающийся тем, что, с целью повышения качества цементирования нижней части обсадной колонны за счет уменьшения влияния смешения цементного раствора с буровым раствором, в нижней части обсадной колонны во время ее спуска помещают прямой клапан с запорным элементом, имеющим плотность на О,!—

0,2 г/смз меньше плотности применяемого тампонажного раствора, а после поступления тампонажного раствора в нижнюю часть обсадной колонны в последнюю дополнительно перепускают 1 — 2 мз тампонажного раствора, после чего осуществляют прямую продавку тампонажного раствора из обсадной колонны в заколонное простран20 ство до факта резкого увеличения давления.