RU2083802C1 - Well strengthening method - Google Patents
Well strengthening method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2083802C1 RU2083802C1 RU94027641A RU94027641A RU2083802C1 RU 2083802 C1 RU2083802 C1 RU 2083802C1 RU 94027641 A RU94027641 A RU 94027641A RU 94027641 A RU94027641 A RU 94027641A RU 2083802 C1 RU2083802 C1 RU 2083802C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- cement slurry
- grouting
- bore
- annulus
- Prior art date
Links
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, в частности, к строительству скважин и предназначается для крепления скважин, пробуренных на нефть, газ и воду. The invention relates to mining, in particular, to the construction of wells and is intended for fastening wells drilled for oil, gas and water.
Известен способ крепления скважины, согласно которому после спуска обсадной колонны в скважину производят закачку тампонажного раствора в обсадную колонну и его продавку в заколонное пространство ( Обзорная информация. Практика цементирования нефтяных и газовых скважин за рубежом. Сер. Бурение, вып. 1, М. ВНИИОЭНГ, 1986, с. 38). There is a method of fixing a well, according to which, after lowering the casing string into the well, grouting solution is injected into the casing string and pushed into the annulus (Overview. Practice of cementing oil and gas wells abroad. Ser. Drilling, issue 1, M. VNIIOENG , 1986, p. 38).
Однако известный способ не обеспечивает необходимого качества крепления скважины, так как из-за невозможности полного вытеснения промывочной жидкости из заколонного пространства тампонажным раствором не достигается достаточная степень замещения промывочной жидкости тампонажным раствором по всему поперечному сечению заколонного пространства, в связи с чем герметичность заколонного пространства снижается. However, the known method does not provide the required quality of the well attachment, since due to the impossibility of completely displacing the washing liquid from the annular space with grouting fluid, a sufficient degree of replacement of the washing liquid with grouting fluid over the entire cross-section of the annular space is not achieved, and therefore the tightness of the annulus is reduced.
Кроме того, при осуществлении известного способа невозможно обеспечить тампонажному раствору требуемых свойств, их стабильности и однородности по всему объему цементируемого интервала, поскольку в заколонное пространство закачиваются пачки тампонажного раствора с различными свойствами, следовательно, качество крепления по всей высоте ствола скважины будет неодинаковым. In addition, when implementing the known method, it is impossible to provide the grout with the required properties, their stability and uniformity over the entire volume of the cemented interval, since packs of grout with different properties are pumped into the annulus, therefore, the quality of the fastening along the entire height of the wellbore will be uneven.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ крепления скважины, включающий спуск обсадной колонны в скважину, закачку тампонажного раствора в обсадную колонну, продавку в заколонное пространство тампонажного раствора до появления его на устье скважины, последующую закачку вышедшего на устье из заколонного пространства тампонажного раствора обратно в обсадную колонну с созданием прямой или обратной круговой циркуляции, контроль и регулирование на устье скважины свойств тампонажного раствора и ожидание затвердевание цемента (ОЭЦ) в затрубном пространстве (а.с. СССР N 1 837 099, кл. E 21 B 33/14, 1990). Closest to the proposed technical solution is a method of securing a well, including lowering the casing into the well, injecting the grout into the casing, pushing the grout into the annulus before it appears at the wellhead, and then injecting the grout that has left the annulus of the grout back into the well. casing with the creation of direct or reverse circular circulation, control and regulation of the properties of the cement slurry at the wellhead and waiting for cement erdevanie (TEV) in the annular space (AS USSR N 1837099, Cl. E 21 B 33/14, 1990).
Однако и этот известный способ не обеспечивает требуемого качества крепления скважины, что объясняется следующим. However, this known method does not provide the required quality of the well attachment, which is explained by the following.
Поскольку в этом известном способе круговую циркуляцию ведут только до стабилизации физико-механических свойств тампонажного раствора, то промежуток времени от окончания движения тампонажного раствора в заколонном пространстве (окончания циркуляции) до начала его загустевания (схватывания) в некоторых случаях может оказаться очень длительным. Как следствие в таких случаях не обеспечивается быстрое и одновременное схватывание закаченного в скважину тампонажного раствора по всей высоте скважины. Это снижает герметичность цементного камня и ведет к образованию каналов для перетоков пластовых флюидов по заколонному пространству. И чем больше время между окончанием движения тампонажного раствора в заколонном пространстве и началом его схватывания, тем интенсивнее идут процессы каналообразования в затрубном пространстве, заполненном несхватившимся тампонажным раствором. Since in this known method circular circulation is carried out only until the physicomechanical properties of the cement slurry are stabilized, the period of time from the end of the movement of the cement slurry in the annulus (end of circulation) to the beginning of its thickening (setting) can be very long in some cases. As a result, in such cases, quick and simultaneous setting of grouted pumped into the well along the entire height of the well is not ensured. This reduces the tightness of the cement stone and leads to the formation of channels for the flow of formation fluids in the annular space. And the longer the time between the end of the movement of the grouting mortar in the annulus and the beginning of its setting, the more intensive are the processes of channel formation in the annulus filled with an uncured grout.
Кроме того, из-за того, что в известном способе крепления скважины не исключены остановки в технологическом процессе во время круговой циркуляции, например, при переходе с прямой на обратную циркуляцию, то любая остановка в движении тампонажного раствора, особенно в момент, близкий к началу схватывания, приводит к резкому ускорению процессов структурирования тампонажного раствора и как следствие к невозможности продолжения процесса цементирования. In addition, due to the fact that in the known method of securing the well, shutdowns in the technological process during circular circulation are not excluded, for example, when switching from direct to reverse circulation, any stop in the movement of grouting mortar, especially at the moment close to the beginning setting, leads to a sharp acceleration of the processes of structuring cement slurry and, as a consequence, the inability to continue the cementing process.
В результате вышеуказанного при реализации известного способа не достигается высокое качество крепления скважины. As a result of the above, when implementing the known method, a high quality of well attachment is not achieved.
Целью изобретения является повышение качества крепления скважины путем сокращения времени от окончания движения тампонажного раствора в заколонном пространстве до начала загустевания (схватывания) тампонажного раствора при сохранении высокой седиментационной устойчивости тампонажного раствора в обездвиженном состоянии в период схватывания и обеспечения выравнивания сроков схватывания тампонажного раствора по всей высоте ствола скважины. The aim of the invention is to improve the quality of the fastening of the well by reducing the time from the end of the movement of the cement slurry in the annulus to the beginning of the thickening (setting) of the grout while maintaining high sedimentation stability of the grout in a immobilized state during the set period and to ensure alignment of the setting time of the grout throughout the height of the well wells.
Цель достигается тем, что в известном способе крепления скважины, включающем спуск обсадной колонны в скважину, закачку тампонажного раствора в обсадную колонну, продавку в заколонное пространство тампонажного раствора по появления его на устье скважины, последующую закачку вышедшего на устье из заколонного пространства тампонажного раствора обратно в осадную колонну с созданием прямой или обратной круговой циркуляции, контроль и регулирование на устье скважины свойств тампонажного раствора и ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ) в затрубном пространстве скважины, круговую циркуляцию тампонажного раствора осуществляют через установленную на устье скважины осреднительную емкость в процессе круговой циркуляции тампонажный раствор в осреднительной емкости подогревают, при этом круговую циркуляцию ведут непрерывно (без остановки) до начала загустевания (схватывания) тампонажного раствора, а контроль и регулирование свойств темпонажного раствора ведут во времени его подогрева в осреднительной емкости. The goal is achieved by the fact that in the known method of securing the well, including lowering the casing string into the well, injecting the grouting solution into the casing string, pushing the grouting fluid into the annulus after it appears at the wellhead, and then injecting the grouting mud that has left the annulus of the well back into the wellhead siege column with the creation of direct or reverse circular circulation, control and regulation of the properties of the cement slurry at the wellhead and the expectation of cement hardening (OZZ) in the borehole space of the well, the circular circulation of the cement slurry is carried out through the averaging tank installed at the wellhead during the circular circulation, the grouting mortar in the averaging tank is heated, while the circular circulation is carried out continuously (without stopping) until the cement slurry thickens (sets), and control and regulation The properties of the grout solution are maintained in time of its heating in the averaging tank.
Благодаря предложенной совокупности операций при осуществлении заявляемого способа обеспечивается высокое качество крепления скважины, достигаемое за счет того, что появилась возможность свести к минимуму (практически до нуля) промежуток времени от окончания движения тампонажного раствора в заколонном пространстве (окончания круговой циркуляции) до начала схватывания тампонажного раствора, и, следовательно, появилась возможность выровнять сроки схватывания тампонажного раствора по всей высоте ствола скважины, исключив тем самым перемещение тампонажного раствора уже после окончания круговой циркуляции, приводящее к образованию перетоков пластовых флюидов. Thanks to the proposed set of operations in the implementation of the proposed method, a high quality of well fastening is achieved, due to the fact that it became possible to minimize (almost to zero) the time interval from the end of the movement of grouting mortar in the annulus (end of circular circulation) to the start of setting the grouting mortar , and, therefore, it became possible to align the setting time of the cement slurry along the entire height of the wellbore, thereby eliminating remeschenie cement slurry after closure circumferential circulation, leading to the formation of flows of formation fluids.
Благодаря тому что в заявляемом способе круговую циркуляцию тампонажного раствора предложено осуществлять через установленную на устье скважины осреднительную емкость, создаются условия для выравнивания свойств тампонажного раствора, имеющего при затворении в разных пачках (порциях) различные физико-механические свойства, например, плотность, исходную температуру и т.д. Due to the fact that in the inventive method, it is proposed to circulate the grouting mortar through the averaging tank installed at the wellhead, conditions are created for aligning the properties of the grouting mortar, which, when mixed in different packs (portions), has different physical and mechanical properties, for example, density, initial temperature and etc.
Благодаря тому что в процессе круговой циркуляции тампонажный раствор в осреднительной емкости подогревают, обеспечиваются, во-первых, условия для сохранения (либо повышения) температуры вышедшего на поверхность тампонажного раствора при любых температурах) без остывания тампонажного раствора, во-вторых, подогрев тампонажного раствора в осреднительной емкости способствует лучшему выравниванию его свойств и более раннему наступлению его схватывания. Due to the fact that in the process of circular circulation, the grouting mortar in the averaging tank is heated, firstly, conditions are provided for maintaining (or increasing) the temperature of the grouting mortar that has surfaced at any temperature) without cooling the grouting mortar, and secondly, heating the grouting mortar in averaging capacity contributes to a better alignment of its properties and earlier onset of its seizure.
Благодаря тому что круговую циркуляцию при этом ведут непрерывно (без остановок) до начала схватывания тампонажного раствора, осуществляя при этом в осреднительной емкости контроль и при необходимости регулирование свойств тампонажного раствора, появилась возможность совместить во времени окончания движения тампонажного раствора в заколонном пространстве с началом его загустевания (схватывания), полностью исключив тем самым процессы резкого структурирования тампонажного раствора, делающего продолжение процесса цементирования невозможным. При этом обеспечивается сохранение высокой седиментационной устойчивости тампонажного раствора в обездвиженном состоянии, так как в процессе круговой циркуляции происходит дополнительное диспергирование твердой фазы тампонажного раствора, за счет чего негативное слияние повышения температуры на седиментационную устойчивость будет компенсировано. Due to the fact that the circular circulation in this case is carried out continuously (without stopping) until the cement slurry begins to set, while at the same time monitoring and, if necessary, adjusting the properties of the grouting cement, it becomes possible to combine the time of completion of the grouting mortar movement in the annulus with the beginning of its thickening (setting), thereby completely eliminating the processes of sharp structuring of cement slurry, making the continuation of the cementing process unnecessary possible. At the same time, the high sedimentation stability of the cement slurry is maintained in an immobilized state, since during the circular circulation an additional dispersion of the solid phase of the cement slurry occurs, due to which the negative fusion of the temperature increase to the sedimentation stability will be compensated.
Таким образом, благодаря вышеуказанному, обеспечивается высокое качество крепления скважины. Thus, due to the above, a high quality of well attachment is ensured.
Предлагаемый способ был испытан в промысловых условиях. При его реализации были использованы следующие материалы и оборудование:
тампонажный раствор, включающий портландцемент, затворенный на солевой воде ( ρ 1,03 г/см3), при водоцементном отношении, близком к 0,5;
продавочная жидкость соленая вода;
цементировочный агрегат ЦА-400М 3 шт.The proposed method was tested in the field. During its implementation, the following materials and equipment were used:
cement slurry, including Portland cement, mixed in salt water (ρ 1.03 g / cm 3 ), with a water-cement ratio close to 0.5;
squeezing liquid salt water;
cementing unit ЦА-400М 3 pcs.
цементосмесительная машина СМН-20 3 шт. cement mixing machine SMN-20 3 pcs.
осреднительная емкость объемом 5 м3.averaging capacity of 5 m 3 .
Промысловые испытания предлагаемого способа были проведены на скважине при креплении ее кондуктором, опущенным на глубину 500 м. Диаметр обсадных труб 0,334 м, диаметр скважины 0,394 м. Field tests of the proposed method were carried out at the well with its conductor fastened to a depth of 500 m. The diameter of the casing pipe was 0.334 m and the diameter of the well was 0.394 m.
Скважина была пробурена с промывкой глинистым раствором. После проведения промывки в скважину через бурильные трубы начали закачку тампонажного раствора. При появлении тампонажного раствора на устье скважины его направили через отвод в осреднительную емкость. После заполнения осреднительной емкости тампонажным раствором затворение тампонажного раствора прекратили. Всего было затворено 40 м3 тампонажного раствора. К этому моменту тампонажным раствором были заполнены бурильные трубы, затрубное пространство и осреднительная емкость.The well was drilled with mud flushing. After flushing into the well through the drill pipes, the injection of cement slurry began. When the cement slurry appears at the wellhead, it is directed through a tap into the averaging tank. After filling the averaging tank with grouting mortar, the grouting grouting was stopped. A total of 40 m 3 of cement slurry was shut. At this point, the cement slurry filled the drill pipe, annulus and averaging tank.
Вышедший из скважины тампонажный раствор в осреднительной емкости подогревали с помощью установленного в осреднительной емкости змеевика, по которому пропускали водяной пар. The cement slurry that came out of the well in the averaging tank was heated using a coil installed in the averaging tank, through which water vapor was passed.
Вышедший из скважины тампонажный раствор имел температуру +15oC, в осреднительной емкости его температура была доведена до +17oC (при температуре окружающей среды -5oC.The cement slurry coming out of the well had a temperature of +15 o C, in the averaging tank its temperature was brought up to +17 o C (at an ambient temperature of -5 o C.
Подогретый тампонажный раствор с помощью цементировочного агрегата отбирали из осреднительной емкости и закачивали его в бурильные трубы, при этом межтрубное пространство между бурильными трубами и кондуктором было заполнено глинистым раствором и загерметизировано на устье. Вследствие этого закачиваемый в бурильные трубы тампонажный раствор поступает в затрубное пространство межу кондуктором и стенкой скважины, затем по стволу в осреднительную емкость, а затем снова в бурильные трубы и т.д. т.е. была создана прямая круговая циркуляция тампонажного раствора через осреднительную емкость, в которой тампонажный раствор подогревали. При этом круговую циркуляцию тампонажного раствора вели непрерывно (без остановки) до начала схватывания тампонажного раствора. Момент начала схватывания фиксировали во время контроля за свойствами тампонажного раствора, выходящего в осреднительную емкость с помощью прибора Вика. The heated cement slurry was taken from the averaging tank using a cementing unit and pumped into the drill pipes, while the annulus between the drill pipes and the conductor was filled with mud and sealed at the mouth. As a result, the cement slurry injected into the drill pipes enters the annulus between the conductor and the borehole wall, then through the barrel into the averaging tank, and then again into the drill pipes, etc. those. a direct circular circulation of the cement slurry was created through the averaging tank in which the cement slurry was heated. Moreover, the circular circulation of the cement slurry was carried out continuously (without stopping) until the setting of the grouting mortar began. The moment of the start of setting was recorded during the control of the properties of the cement slurry, which goes into the averaging tank using a Vic device.
При наступлении момента начала схватывания процесс круговой циркуляции остановили. At the onset of setting, the process of circular circulation was stopped.
Критерием окончания круговой циркуляции тампонажного раствора в условиях скважины дополнительно служил рост давления закачки до величины, при которой еще может осуществляться процесс круговой циркуляции. Давление закачки при реализации заявляемого способа возросло с 30 до 90 кгc/см2, после чего циркуляция тампонажного раствора была оставлена, а оставшийся в бурильных трубах и нижней части колонны обсадных труб тампонажный раствор был вымыт обратной циркуляцией через межтрубное пространство.The criterion for ending the circular circulation of the cement slurry in the well conditions was additionally the increase in the injection pressure to a value at which the circular circulation process can still be carried out. The injection pressure during the implementation of the proposed method increased from 30 to 90 kgf / cm 2 , after which the circulation of the cement slurry was left, and the cement slurry remaining in the drill pipes and the bottom of the casing string was washed by reverse circulation through the annulus.
Контроль за параметрами тампонажного раствора в осреднительной емкости показал, что в процессе круговой циркуляции произошло не только выравнивание плотности тампонажного раствора, но и ее повышение от 1,8 до 1,85 г/см3 за счет водоотделения в проницаемые горные породы, а подогрев при этом тапонажного раствора способствовал не только выравниванию свойств тампонажного раствора, но и ускорению его схватывания.Monitoring the parameters of the cement slurry in the averaging tank showed that during the circular circulation not only the density of the cement slurry was equalized, but also its increase from 1.8 to 1.85 g / cm 3 due to water separation in permeable rocks, and heating at This cement slurry contributed not only to equalizing the properties of cement slurry, but also to accelerate its setting.
Таким образом, благодаря тому что круговую циркуляцию тампонажного раствора вели непрерывно через осреднительную емкость, в которой его подогревали, были обеспечены условия для ведения круговой циркуляции вплоть до момента начала схватывания тампонажного раствора, т.е. практически были совмещены во времени момент окончания движения тампонажного раствора в заколонном пространстве с началом его схватывания. Как следствие - выравниваются сроки схватывания тампонажного раствора по всей высоте ствола скважины, что повышает качество крепления скважины. Thus, due to the fact that the circular circulation of the cement slurry was carried out continuously through the averaging tank in which it was heated, conditions were provided for conducting circular circulation until the moment the cement slurry started to set, i.e. were practically combined in time the moment the end of the movement of the cement slurry in the annulus with the beginning of its setting. As a result, the setting time of grouting mortar is aligned along the entire height of the wellbore, which improves the quality of the well fastening.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94027641A RU2083802C1 (en) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Well strengthening method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94027641A RU2083802C1 (en) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Well strengthening method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94027641A RU94027641A (en) | 1996-06-10 |
| RU2083802C1 true RU2083802C1 (en) | 1997-07-10 |
Family
ID=20158828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94027641A RU2083802C1 (en) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Well strengthening method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2083802C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2576416C1 (en) * | 2015-01-14 | 2016-03-10 | Публичное акционерное общество "ГАЗПРОМ" (ПАО "ГАЗПРОМ") | Method to fix process wells of underground storages of gaseous and liquid hydrocarbons (versions) |
| RU2813586C1 (en) * | 2023-06-09 | 2024-02-13 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method for eliminating annular flows and breaching when cementing conductors under permafrost conditions |
-
1994
- 1994-07-20 RU RU94027641A patent/RU2083802C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Практика цементирования нефтяных и газовых скважин за рубежом. Обзорная информация. Серия "Бурение". Вып. 1. - М.: ВНИИОЭНГ, 1986, с. 38. Авторское свидетельство СССР N 1837099, кл. E 21 B 33/14, 1993. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2576416C1 (en) * | 2015-01-14 | 2016-03-10 | Публичное акционерное общество "ГАЗПРОМ" (ПАО "ГАЗПРОМ") | Method to fix process wells of underground storages of gaseous and liquid hydrocarbons (versions) |
| RU2813586C1 (en) * | 2023-06-09 | 2024-02-13 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method for eliminating annular flows and breaching when cementing conductors under permafrost conditions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94027641A (en) | 1996-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2726063A (en) | Method of drilling wells | |
| US5368103A (en) | Method of setting a balanced cement plug in a borehole | |
| US4548271A (en) | Oscillatory flow method for improved well cementing | |
| US8235116B1 (en) | Well remediation using surfaced mixed epoxy | |
| SU1618870A1 (en) | Method of cementing wells | |
| UA82860C2 (en) | Method (variants) and system of pumping fluid substance by system of wells (variants) | |
| US7475726B2 (en) | Continuous monobore liquid lining system | |
| RU2086752C1 (en) | Method for back-cementation of casing string in well | |
| US5452764A (en) | Cementing efficiency in horizontal wellbores via dual density fluids and cements | |
| RU2067158C1 (en) | Method for reverse cementing of casing in well | |
| RU2315171C1 (en) | Method for water influx zone isolation inside well | |
| RU2083802C1 (en) | Well strengthening method | |
| RU2743123C1 (en) | Method of isolation of absorption zones during well drilling | |
| RU2352754C1 (en) | Method of repairing wells of underground reservoirs | |
| RU2576416C1 (en) | Method to fix process wells of underground storages of gaseous and liquid hydrocarbons (versions) | |
| SU1659626A1 (en) | Method of well completion | |
| RU2662830C1 (en) | Method of fastening the well with leader in the section of permafrost with high ice content | |
| RU2123576C1 (en) | Method for cementation of wells | |
| SU1193268A1 (en) | Method of isolating absorption formations | |
| RU2038462C1 (en) | Method for step-by-step well grouting | |
| RU2778122C1 (en) | Method for insulation of absorption zones when drilling wells | |
| RU2792128C1 (en) | Method for cementing the conductor, a technical column during the construction of wells | |
| RU2014433C1 (en) | Method of isolation of lost circulation formations | |
| RU2797175C1 (en) | Method of well construction in complicated conditions | |
| SU1624126A1 (en) | Method for cementing of liner |