Способ установки цеметного моста в скважине

 

Изобретение относится к области сооружения скважин, а именно установке в них цементных мостов. Цель - повышение качества моста за счет исключения разбавления его пластовыми флюидами и буровым раствором . Установку моста производят следующим образом. После закачки в заливочные трубы, спущенные к нижней границе моста, вязкоупругого разделителя итампонажного раствора, производят продавку составов жидкостью с разделительной пробкой. В момент начала выхода разделителя из заливочных труб в ствол скважины заливочные трубы приподнимают на несколько метров так, чтобы часть объема разделителя (около половины) заняла положение в скважине ниже конца заливочных труб. Затем подъем труб прекращают, вследствие чего вторая часть объема разделителя продавливается тампонажным раствором в кольцевое пространство . Таким образом, тампонажный раствор отделяют от бурового раствора, заполняющего скважину. При посадке продавочной пробки в гнездо устройства, когда выдавлена первая порция тампонажного раствора, происходит рост давления до разрушения калиброванной мембраны. В этот момент прекращается подача продавочной жидкости, заливочные трубы со второй порцией тампонажного раствора с равномерной скоростью поднимаются к верхней границе цементного моста. При этом эта вторая порция истекает из труб и замещает их объем в зоне моста. Вторую порцию тампонажного раствора, равную объему материала заливочных труб в интервале моста, размещают в последних в зоне, определяе (Л мой по формуле Da h, м, где I - расстояние от нижнего конца заливочных труб до границы тампонажного раствора и продавочной жидкости в этих трубках; D - наружный диаметр заливочных труб; d - внутренний диаметр заливочных труб; h - высота моста; К - коэффициент запаса. 2 ил. 1 & hO N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 33/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4788440/03 (22) 06.12.89 (46) 30.06.92. Бюл. № 24 (71) Крымское производственное геологическое объединение "Крымгеология" (72) И.Г.Хорюшин и А.И.Хорюшин (53) 622.245.00(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 697685, кл. Е 21 В 33/13, 1977, Авторское свидетельство СССР ¹ 1640362, кл. Е 21 В 33/14, 1988. (54) СПОСОБ УСТАНОВКИ ЦЕМЕНТНОГО

МОСТА В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к области сооружения скважин, а именно установке в них цементных мостов.. Цель — повышение качества моста за счет исключения разбавления его пластовыми флюидами и буровым раствором. Установку моста производят следующим образом. После закачки в заливочные трубы, спущенные к нижней границе моста, вязкоупругого разделителя и тампонажного раствора, производят продавку составов жидкостью с разделительной пробкой. В момент начала выхода разделителя из заливочных труб в ствол скважины заливочные трубы приподнимают на несколько метров так, чтобы часть объема разделителя (около половины) заняла положение в скважине ниже конца заливочных труб. Затем подъем

Изобретение относится к строительству скважин на нефть и гаэ и может быть применено при установке цементных мостов в скважине.

Установку разделительных цементных мостов (искусственных забоев) в скважине

„„Я2„„1744241 Al труб прекращают, вследствие чего вторая часть объема разделителя продавливается тампонажным раствором в кольцевое пространство. Таким образом, тампонажный раствор отделяют от бурового раствора, заполняющего скважину. При посадке продавочной пробки в гнездо устройства, когда выдавлена первая порция тампонажного раствора, происходит рост давления до разрушения калиброванной мембраны. В этот момент прекращается подача продавочной жидкости, заливочные трубы со второй порцией тампонажного раствора с равномерной скоростью поднимаются к верхней границе цементного моста. При этом эта вторая порция истекает из труб и замещает их объем в зоне моста. Вторую порцию там. понажного раствора, равную объему материала заливочных труб в интервале моста, размещают в последних в зоне, определяеО2 мой по формуле I=K h, м, где! — рассто 2 яние от нижнего конца заливочных труб до границы тампонажного раствора и продавочной жидкости в этих трубках; Π— наружный диаметр заливочных труб; d внутренний диаметр заливочных труб; h— высота моста; К вЂ” коэффициент запаса. 2 ил, обычно производят через спущенные в скважину заливочные трубы. Через эти трубы закачивают требуемый объем тампонажного раствора, который вытесняется из труб продавочной жидкостью. Трубы приподнимают на высоту верхней границы цементно1744241

50 мой по формуле труб; го моста и скважину промывают для удаления излишков тампонажного раствора.

При таком способе установки моста происходит разбавление тампонажного раствора продавочной жидкостью и буровым раствором, находящимся в скважине.

Прочность моста значительно снижается, особенно на границах контакта, что вызывает нередко необходимость повторной установки моста.

С целью устранения этих недостатков предложен ряд способов и устройств для установки цементных мостов, Все они отличаются от описанного способа тем, что тампонажный раствор в заливочных трубах движется между двумя разделительными пробками. После вытеснения тампонажного раствора из труб последние приподнимают на высоту срезки моста, но продавочная жидкость при этом из труб не вытекает, так

KBK нижнее отверстие в трубах перекрыто продавочной разделительной пробкой или специальной втулкой.

Устройства с разделительными пробками имеют следующие недостатки. При подъеме заливочных труб на высоту среэки моста происходит "поршневание" со снижением гидростатического давления под трубами, в результате чего в ствол скважины поступает буровой раствор, его фильтрат и пластовые флюиды из каверн и проницаемых пород — происходит разбавление тампонажного раствора.

Подъем труб происходит с "сифоном", т.е. изливом из труб продавочной жидкости над ротором буровой установки (нижние отверстия в трубах перекрыты до начала срезки моста), Эти устройства сравнительно сложны по конструкции, в практике их применения имеют место отказы (до 20 — 25®.

Наиболее близким является способ контролируемой установки цементных мостов; согласно которому на уровне нижней отметки цементного моста ствол скважины перекрывают устройством для контролируемой установки цементного моста, затем прокачивают рассчетную часть объема тампонажного раствора и продавливают дополнительную промежуточную разделительную пробку, а оставшийся объем тампонажного раствора прокачивают вслед за этой пробкой. После получения сигнала

"Стоп" при прохождении дополнительной разделительной пробки через калиброванное отверстие устройства поднимают заливочные трубы с заданной скоростью до верхней отметки установки цементного моста с одновременной продавкой оставшего:я тампонажного раствора. Весь обьем

45 тампонажного раствора отделен от бурового раствора и продавочной жидкости нижней и верхней продавочными пробками и разделен на две определяемые расчетом части промежуточной разделительной пробкой, Этот способ имеет следующие недостатки.

Равномерная продавка второй порции тампонажного раствора с одновременным подъемом заливочных труб возможна только до первого разъединения колонны труб, т.е. на длину одной трубы или свечи. После этого происходит выравнивание уровней тампонажного раствора в заливочных трубах и в кольцевом пространстве — способ переходит в обычно применяемый со всеми отрицательными последствиями.

Формула для расчета обьема частей тампонажного раствора, разделяемых промежуточной пробкой, имеет предел применения, определяемый длиной первой отсоединясмой трубы (свечи), а не высотой мое|а, Устройство для осуществления способа имеет сложную конструкцию, не гарантирующую безотказность работы, Целью изобретения является повышение качества моста за счет исключения разбавления его пластовыми флюидами и буровым раствором.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контролируемой установки цементного моста, включающем спуск заливочных труб к нижней границе цементного моста, закачивание через них в зону моста первой порции тампонажного раствора, размещение второй порции этого раствора в трубах и излив последней при равномерном подьеме труб из эоны моста, причем тампонажный раствор отделен от внутрискважинной и продавочной жидкости, перед первой порцией тампонажного раствора закачивают вязкоупругий разделитель, который в процессе закачки делят на две части, а тампонажный раствор закачивают между ними; вторую порцию тампонажного раствора, равную объему материала заливочных труб в интервале моста, размещают в последних в зоне, определяе 2

I=K h,м ,„г (1) где I — расстояние от нижнего конца заливочных труб до границы темпонажного раствора и продавочной жидкости в этих труоах;

D — наружный диаметр заливочных

1744241

d — внутренний диаметр заливочных труб;

h — высота моста;

К вЂ” коэффициент запаса.

На фиг.1 показана схема установки цементного моста; на фиг.2 — устройство для контроля за процессом.

Установку моста производят следующим образом.

После закачки в заливочные трубы 4, спущенные к нижней границе моста, вязкоупругого разделителя 6 и тампонажного раствора 7 производят продавку составов жидкостью 1 с разделительной пробкой 2. В момент начала выхода разделителя 6 из заливочных труб в ствол скважины (по объемам закачки или по повышению давления при прохождении разделителя через калиброванное отверстие в нижней трубе — не показано) заливочные трубы приподнимают на несколько метров так, чтобы часть объема разделителя (около половины) заняла положение в скважине, показанное на фиг.1, т.е, ниже конца заливочных труб. Затем подъем труб прекращают, вследствие чего вторая часть объема разделителя 6 продавливается тампонажным раствором 7 в.кольцевое пространство. Таким образом тампонажный раствор отделяют от бурового раствора 5, заполняющего скважину.

При посадке продавочной пробки 2 в гнездо устройства (фиг.2) происходит рост давления до разрушения калиброванной мембраны 3, В этот момент прекращается подача продавочной жидкости, заливочные трубы с равномерной скоростью поднимаются к верхней границе цементного моста, При этом уровень тампонажного раствора в заливочных трубах снижается до уровня раствора в кольцевом пространстве.

Незначительная разность гидростатических давлений в трубах и кольцевом пространстве от разных уровней тампонажного раствора компенсируется структурно-механическими свойствами вязкоупругого разделителя.

Устройство для контроля процесса устанавливается на расстоянии 1 от низа заливочных труб, При этом объем тампонажного раствора в трубах равен (с некоторым запасом) объему материала (металла) заливочных труб в зоне установки моста, Пример. Необходимо установить цементный мост с помощью эаливочных труб диаметром 127 мм, внутренним диаметром 101,6 мм. Высота моста 50 м.

5 По формуле (1) находят место установки посадочного гнезда;1=86 м,т.е.посадочное гнездо на 36 м выше верхней границы цементного моста.

Применение предлагаемого способа по

10 сравнению с известными обладает следующими преимуществами: повышается качество цементного моста за счет исключения разбавления тампонажного раствора пластовыми флюидами и буровым раствором;

15 снижается расход материалов (цемента, материалов для изготовления сложных устройств).

Формула изобретения

Способ установки цементного моста в

20 скважине, включающий спуск заливочных труб к нижней границе моста, закачивание через них в зону моста первой порции тампонажного раствора, размещение второй порции этого раствора в трубке и излив по25 следней при равномерном подъеме труб из зоны моста, причем тампонажный раствор отделен от внутрискважинной и продавочной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения качества моста за счет

30 исключения разбавления его пластовыми флюидами и буровым раствором, перед первой порцией тампонажного раствора закачивают вязкоупругий разделитель, который в процессе закачки делят на две порции, а

35 тампонажный раствор закачивают между ними, вторую порцию тампонажного раствора, равную объему материала заливочных труб в интервале места, размещают в последних в зоне, определяемой по форму40 ле

D2

I — К h,м, с1 где I — расстояние от нижнего конца заливочных труб до границы тампонажного раствора и продавочной жидкости в этих трубах,м;

Π— наружный диаметр заливочных труб, м; б — внутренний диаметр заливочных труб, м;

h — высота моста;

К вЂ” коэффициент запаса.

1744241

Составитель И. Хорюшин

Техред М.Моргентал Кор ре ктор Т. П алий

Редактор М, Циткина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2175 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5