RU1789662C - Способ установки цементных мостов в поглощающих скважинах - Google Patents

Abstract

Использование: дл  предотвращени  поглощени  и повышение точности установки моста. Сущность изобретени : после промывки скважины водой и определени  статического уровн  жидкости в стволе рассчитывают глубину спуска заливочных труб по формуле; Н НКрм + Ьц + hByp + hB, где НКрм - глубина расположени  кровли цементного моста; гщ, hByp, hB - высота столба цементного раствора, в зко-упругого разделител  и воздуха, а затем последовательно закачивают первую порцию цементного раствора, первую порцию в зко-упругого разделител , воздух или газ, вторую порцию в зко-упругого разделител , вторую порцию цементного раствора, при этом соотношение между объемом первой и второй порци ми цементного раствора и в зко-упругого разделител  пропорционально соотношению площадей сечени  затрубного пространства и внутренней полости заливочных труб, а объем воздуха или газа определ ют по формуле: VB VCKB -т- гэ 8I у 3 Т3 Ро где Ту, Т3 - абсолютное значение температуры на устье и у башмака заливочных труб, Ро, Рз нормальное давление и давление у башмака заливочных труб, VBCKB - объем воздуха или газа в скважинных услови х, VBCKB ho (FTp + F3Tp) p + VByp Oeyp - р + Vu (pn - p)/p - рв: FTp, F3Tp - площадь сечени  внутренней полости заливочных труб и за- трубного пространства;/, рвур./Эц, рв плотность воды, в зко-упругого разделител , цементного раствора, воздуха; VByp, VM -t объем в зко-упругого разделител  и цементного раствора.4 ил. СО

Description

Изобретение относитс  к нефтегазодо- бывающей промышленности и может быть использовано при изол ционных тампонаж- ных работах в глубоких скважинах.

Известны способы установки цементных мостов в поглощающих скважинах с по- мощью разделительного пакера и цементировочной желонки; с предварительным созданием в стволе баритовой пробки с последующей закачкой цементного раствора на искусственную пробку; с предварительной ликвидацией поглощений с помощью специальных составов с последующей закачкой цементного раствора по известным технологи м 1.

Известен также способ установки цементных мостов по статическомууровню 2, включающий промывку скважины водой и определение статического уровн , проведение исследований поглощающего пласта с построением графиков зависимости динамического уровн  от производительности

закачки воды в поглощающий пласт ha f(q) и от времени ha f(t), закачку первой порции цементного раствора при определенной производительности насосного агрегата, остановку процесса на врем , определ емое по зависимости h (t) при h d, найденному по графику hd f(q) закачку второй порций цементного раствора, закачку про- давочной жидкости, при подъеме труб на 150-200 м с доливом скважины водой в объеме равном объему труб, извлеченных из жидкости, ожидание твердени  цемента.

Недостатком способа  вл етс  необходимость проведени  специальных исследований пласта с закачкой в него воды, возможность схватывани  цементного раствора во врем  остановки, отсутствие посто нного контрол  за уровнем жидкости в стволе скважины, априорное условие о неприемлемости пластом цементного раствора , что гарантирует точность установки цементного моста в нужном интервале.

Цель изобретени  - предотвращение поглощени  пласта и повышение точности установки разделительного моста.

Ожидаемый от использовани  изобретени  положительный эффект заключаетс  в сокращении времени и затрат на проведение операции.

Способ установки цементных мостов в поглощающих скважинах включает спуск заливочных труб, промывку скважины водой , определение статического уровн , закачку цементного раствора и в зкоупругого разделител , продавку цементного раствора в интервал установки моста, смыв кровли моста, подъем заливочных труб и ожидание затвердени  цемента, причем закачку цементного раствора и в зкоупругого разделител  осуществл ют порционно, при этом первоначально закачивают первую порцию цементного раствора и первую порцию в зкоупругого разделител , а затем вторую порцию в зкоупругого разделител  и вторую порцию цементного раствора, кроме того между первой и второй порци ми в зкоупругого разделител  закачивают воздух или газ, соотношение между объемами первой и второй порции цементного раствора и в зкоупругого разделител  выбирают пропорционально соотношению площадей сечени  затрубного пространства и внутренней полости заливочных труб, а объем закачиваемого воздуха или газа определ ют из соотношени :

v

hp ( Ртр + Рзатр ) + Увур (Рвур Р ) + Уц (рц Р ) р-рв

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где V - объем воздуха в скважинных услови х,

h0 - статический уровень воды в скважине ,

VByp, /ц- объем в зкоупругого разделител  и цементного раствора,

FTp Рзатр. - соответственно площадь сечени  внутренней полости заливочных труб и затрубные пространства;

р,рвур,рц,рв - соответственно плотность воды в зкоупругого разделител , цементного раствора, воздуха или газа.

На фиг. 1 приведено состо ние процесса после промывки скважины и определение статического уровн .

На фиг. 2 приведено состо ние процесса после завершени  закачки всех рабочих агентов.

На фиг. 3 приведено состо ние процесса в период ожидани  затвердевани  цемента .

Способ осуществл ют следующим образом . В скважину 1, имеющую поглощающий пласт 3, спускают заливочные трубы 2. Промывают скважину водой и прослеживают за установлением статического уровн . После определени  статического уровн  при известных значени х интервала установки моста , плотности рабочих агентов (воды, цементного раствора, в зкоупругого разделител , воздуха или газа) геометрических размерах скважины и заливочных труб (площадь сечени  ствола скважины, площадь сечени  затрубного пространства, площадь сечени  внутренней полости заливочных труб), температуры на устье скважины и у башмака заливочных труб производ т расчеты и определ ют:

- общий объем цементного раствора,

-общий объем в зко-упругого разделител ,

-.объем воздуха или газа в скважинных услови х,

- глубину спуска заливочных труб,

-.давление у башмака заливочных труб,

- объем воздуха или газа в устьевых услови х,

-объем первой порции цементного раствора ,

- объем первой порции в зко-упругого разделител ,

- объем второй порции в зко-упругого разделител ,

- объем второй порции цементного раствора ,

- объем продавочной жидкости.

После выполнени  всех расчетов приготавливают на устье необходимый объем воздуха или газа в специальных баллонах или сосуде. Затем допускают заливочные трубы

на расчетную глубину и начинают закачку рабочих агентов. В трубы закачивают: первую порцию цементного раствора, первую порцию в зко-упругого разделител , подго товленный воздух или газ, вторую порцик в зкоупругого разделител , вторую порцш цементного раствора, продавочную жидкость . После закачки продавочной жидкости заливочные трубы приподнимают до глубины расположени  башмака на 2-3 м выше кровли устанавливаемого моста и обратным прокачиванием воды производ т смыв кровли моста. Затем заливочные трубы поднимают на безопасное рассто ние, закрывают устьевые задвижки на трубах и затрубном пространстве и ожидают твердени  цементного раствора. Процесс завершают определением прочности и герметичности установленного моста.

Практический пример реализации способа .

В скважине, вскрывшей поглощающий горизонт, необходимо установить цементный мост в интервале 1400-1415 м.

Скважину промыли водой и определили статическ ийуровень на глубине20м(1 Ом).

Исходные данные.

Плотность используемых составов:

- воды,р 1000 кг/м ;

скв 20(0,003 + 0.010 )х 1000 +0.

VB

0

3

10

15

20

25

- воздуха, рв 29 кг/м ;

- в зко-упругого разделител , р&ур 1150 кг/м3;

- цементного раствора, /Эц 1750 кг/м3. Площадь сечени :

- скважины, FCKB 0,0129 м2;

- заливочных труб, FTp 0,003 м2;

- затрубного пространства, 0,010 м2.

Температура на устье скважины, Ту 280°К;

Температура у башмака заливочных труб, Т3 345°К.

Пор док расчетов.

Объем цементного раствора с учетом К 1,1

Vu (1415-1400) -FCKB- К,

V4 (1415-1400) -0,0129 -1,1 0,210(м3) Объем в зко-упругого разделител  рассчитываетс  с учетом минимальной толщины столба в стволе скважины -10м.

VByP 10(FTp + F3Tp)

VByP 10(0,003+ 0,010) 0,130 (м3) Объем воздуха в скважинных услови х

VCKBB- .

h0 (Ftp + F3Tp) р + Увур (Рвур -р) + Уц (Рц -р ) р-рв

(1150-1000)4-0,210(1750- 1000)

1000-29 45 (м3)

Глубина спуска заливочных труб

Н Н

крм

Н 1400 +

Уц + Увур + Ув СКВ

FTP + Рзтр 0,210 +0,130 +0,45

0,003 +0,10 1461(м)

Давление у башмака заливочных труб (H-hcm)lO e, Рз 1000хЮ(1461-20) 14,41 (МПа) бъем воздуха в устьевых услови х

VB,

/ СКВ . Т . р

VBI у гз

VB

Т3 Ро

0.45 х 280 х 14,41 „ к , з ---345x0,1--- 52,6(м

Объемы первой и второй порций: а) цементного раствора - I /Рзтр

VM VN

Frp + Рзтр

0,010

0,16

VM -0,210 -Оооз+0,010

Уц 0,210-0,160 0,050 (м3);

б) в зко-упругого распределител  - /Рзтр

V

вур

Vi

вур FTD + F

зтр

0,010

5

0

5

0

5,

V°VP 0.130 0.003+о.ою- °-100 (м3)

VByp 0,130-0,100 0,030 (м3) Объем продавочной жидкости (воды)

Vnp Ртр Нкр.м,

Vnp 0,003 х 1400 4,2 (м3).

Перед началом процесса установки моста подготавливают необходимый объем сжатого воздуха в специальном сосуде. В данном случае в качестве специального сосуда использована обсадна  труба (диаметр 219 м, толщина стенки 9 мм, длина 12 м) с внутренним объемом Vc 0,38 м3, оборудованна  с обеих сторон заглушками и обв занна  с компрессором, промывочным агрегатом и нагнетательной линией.

Необходима  величина давлени  воздуха в специальном сосуде

р VB

Рн w

Рн ,1 13,84 (МПа).

После промывки скважины водой, определени  статического уровн  жидкости в стволе, выполнени  всех расчетов и подготовки необходимого объема сжатого воздуха в специальном сосуде допустили заливочные трубы на глубину 1461 м и начали процесс закачки рабочих жидкостей. Обв зка технологического оборудовани  со скважиной выполнена согласно приведенной на фиг. 4 схемы.

При открытых задвижках 1,2,3 и закрытых 4, 5 в скважину закачали первую порцию цементного раствора - 0,16 м и первую пооцию в зко-упругого разделител  - 0,10 м , После этого закрыли задвижку З1 и открыли задвижки 41 и 51. Затем закачали в скважину вторую порцию в зко-упругого разделител  - 0,03 м3 и вторую порцию цементного раствора - 0,05 м и далее 4,2 м продавочной жидкости -технической воды.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ установки цементных мостов в поглощающих скважинах, включающий спуск заливочных труб, промывку скважины водой, определение статического уровн , закачку цементного раствора и в зко-упругого разделител , продавку цементного рас твора в интервал установки моста, смыв кровли моста, подъем заливочных труб и ожидание затвердени  цемента, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что, с целью предотвращени  поглощени  пласта и повышени  точности установки разделительного моста, в скважину закачку цементного раствора и в зкоупругого разделител  осуществл ют порционно, при этом первоначально закачивают первую порцию цементного раствора и первую порцию в зкоупругого разделител , а затем вторую порцию в зко- упругого разделител  и вторую порцию Цементного раствора, причем между первой и второй порци ми в зкоупругого разделител  закачивают воздух или газ, соотношение

   -

   0

   5

   После закачки рабочих составов заливочные трубы приподн ли с установкой башмака на глубине 1398 м и обратным про- качиванием воды провели смыв кровли цементного моста, объем прокачиваемой воды при смыве кровли не менее 4,2 м .

   Заливочные трубы приподн ли с установкой башмака на глубине 1350 м, задвижки 11 и 21 закрыли.

   После твердени  цементного раствора допуском заливочных труб кровл  моста определена на глубине 3402 м. Прочность моста проверена частичной разгрузкой веса заливочных труб, герметичность-опрессов- кой давлением 12 МПа.

   20

   25

   30

   35

   40

   между объемами первой и второй порций цементного раствора и в зкоупругого разделител  выбирают пропорционально соотношению площадей сечени  затрубного пространства и внутренней полости заливочных труб, а объем закачиваемого воздуха или газа определ ют из соотношени 

   V hp ( FTp + Рзатр ) + УВур (рвур -р ) + Уц (рц -р ) Р-РВ

   где V - объем воздуха в скважинных услови х;

   h0-статический уровень воды в скважине;

   VByp, Уц-объем в зкоупругого разделител  и цементного раствора;

   Ftp, Рзатр - соответственно площадь сечени  внутренней полости заливочных труб и затрубное пространство;

   р, Рвур, РЦ. РВ - соответственно плотность воды, в зкоупругого разделител , цементного раствора, воздуха или газа.