RU2836208C1 - Method for preparation for cementing of wells drilled on drilling mud on hydrocarbon basis - Google Patents
Method for preparation for cementing of wells drilled on drilling mud on hydrocarbon basis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2836208C1 RU2836208C1 RU2024132314A RU2024132314A RU2836208C1 RU 2836208 C1 RU2836208 C1 RU 2836208C1 RU 2024132314 A RU2024132314 A RU 2024132314A RU 2024132314 A RU2024132314 A RU 2024132314A RU 2836208 C1 RU2836208 C1 RU 2836208C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- obm
- well
- aqueous solution
- spacer
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 34
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 93
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 79
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 93
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 71
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 43
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 claims description 41
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 40
- RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N sulfenic acid Chemical compound SO RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 30
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 30
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 29
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 28
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims description 17
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims description 15
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 15
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 14
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000011534 wash buffer Substances 0.000 claims description 8
- 101000573901 Homo sapiens Major prion protein Proteins 0.000 claims description 4
- 102100025818 Major prion protein Human genes 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 51
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 33
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 23
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- -1 alkylbenzene sulfonic acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 description 2
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству скважин, в частности к способам подготовки скважин к цементированию, пробуренных на буровом растворе на углеводородной основе.The invention relates to well construction, in particular to methods for preparing wells for cementing, drilled using hydrocarbon-based drilling mud.
В связи с необходимостью сокращать время на строительство скважин, а именно снижать временные затраты на проработку интервалов неустойчивых глин, активно применяются буровые растворы на углеводородной основе (далее - РУО). Высокая ингибирующая способность РУО и низкая фильтратоотдача позволяют предупреждать набухание и осыпание неустойчивых глин. РУО также позволяет сохранять коллекторские свойства продуктивного пласта. Due to the need to reduce the time for well construction, namely to reduce the time spent on working through unstable clay intervals, hydrocarbon-based drilling fluids (hereinafter referred to as CBF) are actively used. The high inhibiting capacity of CBF and low filtrate recovery allow preventing swelling and shedding of unstable clays. CBF also allows preserving the reservoir properties of the productive formation.
При этом возникает технологическая дополнительная задача: проблема заключается в том, что РУО является вязкой, маслянистой и гидрофобной жидкостью, поэтому эффективно вытеснить РУО и удалить масляную пленку со стенок скважины и обсадных труб буферными жидкостями на водной основе не удается. Для максимально возможного вытеснения РУО и удаления масляной пленки необходим комплексный подход по подготовке скважины к цементированию. Это необходимо для получения плотного контакта цементного камня с обсадной колонной и со стенками скважины, а также обеспечения герметичной крепи скважины и минимизации риска возникновения заколонной циркуляции.This creates an additional technological challenge: the problem is that the OBM is a viscous, oily and hydrophobic liquid, so it is not possible to effectively displace the OBM and remove the oil film from the well walls and casing pipes with water-based spacer fluids. For the maximum possible displacement of the OBM and removal of the oil film, a comprehensive approach to preparing the well for cementing is required. This is necessary to achieve tight contact of the cement stone with the casing and the well walls, as well as to ensure a tight well lining and minimize the risk of behind-the-casing circulation.
Известен способ цементирования обсадной колонны в скважине (Деряев А.Р. Способ цементирования обсадной колонны в скважине, пробуренной буровым раствором на углеводородной основе / Актуальные исследования № 7 (86), 2022 г., с. 19-26), пробуренной буровым раствором на углеводородной основе. Способ заключается в применении двух составов в качестве буферной жидкости. Первый состав – дизельное топливо с добавлением сульфонола и морской воды в массовом соотношении (0,5:0,05:0,45). Вторая порция – 10% водный раствор сульфонола, состоящий из воды (технической, пластовой или жидкости затворения для цемента) и сульфонола в массовом соотношении (0,9:0,1).A method for cementing a casing string in a well is known (Deryaev A.R. Method for cementing a casing string in a well drilled with a hydrocarbon-based drilling fluid / Current Research No. 7 (86), 2022, pp. 19-26), drilled with a hydrocarbon-based drilling fluid. The method involves using two compositions as a spacer fluid. The first composition is diesel fuel with the addition of sulfonol and sea water in a weight ratio of (0.5: 0.05: 0.45). The second portion is a 10% aqueous solution of sulfonol, consisting of water (technical, formation or cement mixing fluid) and sulfonol in a weight ratio of (0.9: 0.1).
Недостатком данного способа является необходимость смешивания водного раствора сульфонола и дизельного топлива, которые являются не смешивающимися жидкостями. Согласно проведенным исследованиям, показатель отмывающей способности данной буферной жидкости составил 81,3%, что является недостаточным для эффективного удаления остатков бурового раствора на углеводородной основе со стенок скважины и обсадной колонны. Адгезия цементного камня к металлу/горной породе после применения данных буферных жидкостей – 1,3/0,69 МПа, что является недостаточным для создания герметичности.The disadvantage of this method is the need to mix an aqueous solution of sulfonol and diesel fuel, which are immiscible liquids. According to the studies, the washing capacity of this spacer fluid was 81.3%, which is insufficient for the effective removal of hydrocarbon-based drilling mud residues from the well walls and casing. The adhesion of cement stone to metal/rock after using these spacer fluids is 1.3/0.69 MPa, which is insufficient to create a seal.
Также известен способ подготовки скважин к цементированию (патент RU № 2137906, МПК Е21В 33/138, опубл. 20.09.1999), включающий установку на забое скважины метасиликатной ванны, последовательную закачку следующих составов: вязкоупругого разделителя, состава разрыхлителя, гидроизолирующе-закрепляющего состава и кольматирующего состава. В результате повышается степень замещения бурового раствора вязкоупругим разделителем, происходит снижение проницаемости фильтрационной корки и повышение ее устойчивости к воздействию цементного раствора.Also known is a method for preparing wells for cementing (patent RU No. 2137906, IPC E21B 33/138, published 20.09.1999), which includes installing a metasilicate bath at the well bottom, sequentially pumping the following compositions: a viscoelastic separator, a loosening composition, a waterproofing and fixing composition, and a colmatage composition. As a result, the degree of replacement of the drilling fluid with a viscoelastic separator increases, the permeability of the filter cake decreases, and its resistance to the effects of the cement mortar increases.
Недостатком данного способа является то, что этот способ рассчитан на скважины, пробуренные на буровом растворе на водной основе, так как используемые буферные жидкости готовятся на водной основе, и с РУО могут быть не совместимы, вытеснение бурового раствора тампонажным будет частичным – качество цементирования будет низким.The disadvantage of this method is that it is designed for wells drilled with water-based drilling fluid, since the spacer fluids used are prepared on a water basis and may not be compatible with the drilling fluid, the displacement of the drilling fluid by the cement will be partial - the quality of cementation will be low.
Наиболее близким является способ подготовки к цементированию скважин, пробуренных на инвертно-эмульсионном буровом растворе (патент RU № 2452849, МПК Е21В 33/13, С09К 8/40, С09К 8/467, опубл. 10.06.2012), включающий спуск в скважину колонны обсадных труб и промывку их инвертно-эмульсионным буровым раствором, последовательную закачку в скважину четырех буферных жидкостей: разделительно-вытесняющей, растворяющей, отмывающей и вытесняющей, и последующую продавку их в заколонное пространство тампонажным цементным раствором и продавочной жидкостью с полным вытеснением их из скважины и установкой тампонажного цементного раствора в заколонном пространстве в необходимом интервале, при этом в качестве разделительно-вытесняющей буферной жидкости используют смесь инвертно-эмульсионного бурового раствора с пластовой водой и с органическим растворителем в объемном соотношении (4-6):(2,5-5,5):(0,5-1,5) соответственно, в качестве растворяющей буферной жидкости - смесь органического растворителя, талового масла и 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия в объемном соотношении (9,0-9,6):(0,2-0,5):(0,2-0,5) соответственно, в качестве отмывающей буферной жидкости - водный раствор моющего средства, дополнительно обладающий свойствами деэмульгатора, 0,5-4%-ной массовой концентрации, в качестве вытесняющей буферной жидкости - облегченный цементный раствор плотностью 1,35-1,45 г/см3, причем реологические характеристики: пластическая вязкость и динамическое напряжение сдвига, растворяющей буферной жидкости превышают реологические характеристики предыдущей - разделительно-вытесняющей, и последующей - отмывающей буферных жидкостей, а плотность и реологические характеристики вытесняющей буферной жидкости превышают эти показатели предыдущей - отмывающей буферной жидкости.The closest method is the preparation for cementing of wells drilled with invert-emulsion drilling mud (patent RU No. 2452849, IPC E21B 33/13, C09K 8/40, C09K 8/467, published 10.06.2012), which includes lowering a casing string into the well and flushing it with invert-emulsion drilling mud, sequentially pumping four spacer fluids into the well: separating-displacing, dissolving, washing and displacing, and subsequent squeezing them into the annular space with a cement slurry and squeezing fluid with their complete displacement from the well and installation of the cement slurry in the annular space in the required interval, while a mixture of invert-emulsion drilling mud with formation water and with an organic solvent in a volume ratio of (4-6):(2.5-5.5):(0.5-1.5), respectively, as a dissolving spacer fluid - a mixture of an organic solvent, tall oil and a 40% aqueous solution of sodium hydroxide in a volume ratio of (9.0-9.6):(0.2-0.5):(0.2-0.5), respectively, as a washing spacer fluid - an aqueous solution of a detergent, additionally possessing the properties of a demulsifier, 0.5-4% mass concentration, as a displacing spacer fluid - lightweight cement mortar with a density of 1.35-1.45 g / cm 3 , wherein the rheological characteristics: plastic viscosity and dynamic shear stress, of the dissolving spacer fluid exceed the rheological characteristics of the previous - separating-displacing, and the subsequent - washing spacer fluids, and the density and the rheological characteristics of the displacing buffer liquid exceed those of the previous one - the washing buffer liquid.
Недостатками данного способа являются многокомпонентность состава и необходимость его приготовления на буровой площадке. Также недостатками являются небольшая отмывающая способность – 75,8%, что является недостаточным для эффективного удаления остатков бурового раствора на углеводородной основе со стенок скважины и обсадной колонны и недостаточно большая адгезия цементного камня к металлу/горной породе после применения данных буферных жидкостей – 1,2/0,65 МПа, что является недостаточным для создания герметичности.The disadvantages of this method are the multi-component composition and the need to prepare it at the drilling site. Other disadvantages include low cleaning capacity - 75.8%, which is insufficient for effective removal of hydrocarbon-based drilling mud residues from the well walls and casing, and insufficient adhesion of cement stone to metal/rock after using these spacer fluids - 1.2/0.65 MPa, which is insufficient to create a seal.
Техническим результатом является увеличение объема плотного контакта цементного камня с вмещающими поверхностями: обсадная колонна – цементный камень, цементный камень – горная порода в скважинах, пробуренных на буровых растворах на углеводородной основе, за счет полного вытеснения буровых растворов на углеводородной основе и достижения максимальной адгезии цементного камня с горной породой и обсадной колонной из скважины.The technical result is an increase in the volume of tight contact of the cement stone with the enclosing surfaces: casing column - cement stone, cement stone - rock in wells drilled with hydrocarbon-based drilling fluids, due to the complete displacement of hydrocarbon-based drilling fluids and the achievement of maximum adhesion of the cement stone with the rock and the casing column from the well.
Технический результат достигается способом подготовки к цементированию скважин, пробуренных на буровом растворе на углеводородной основе, включающим спуск в скважину колонны обсадных труб, промывку их буровым раствором, последовательную закачку в скважину буферных жидкостей, продавку их в заколонное пространство тампонажным раствором и продавочной жидкостью с полным вытеснением их из скважины и установкой тампонажного раствора в заколонном пространстве в необходимом интервале.The technical result is achieved by a method of preparing wells drilled with hydrocarbon-based drilling mud for cementing, including lowering a string of casing pipes into the well, flushing them with drilling mud, sequentially pumping spacer fluids into the well, squeezing them into the annular space with cementing mud and squeezing fluid with their complete displacement from the well and installing cementing mud in the annular space at the required interval.
Новым является то, что после спуска колонны обсадных труб и промывки буровым раствором на углеводородной основе в скважину закачивают последовательно три буферные жидкости: растворяющую, вытесняющую и отмывающую, при этом в качестве растворяющей жидкости используют дизельное топливо или 29-31% водный раствор WellFix Spacer OBM, состоящий из концентрата WellFix Spacer OBM и воды технической в объемном соотношении концентрата к воде технической (0,29-0,31):(0,69-0,71) в объеме 3-5 м3, в качестве вытесняющей буферной жидкости используют водный раствор смеси буферной порошкообразной СБП-3 в массовом соотношении порошка к воде 1:(0,85-0,89) или абразиво-содержащий цементный раствор АСЦР, состоящий из кварцевого песка, портландцемента тампонажного бездобавочного повышенной сульфатостойкости ПЦТ-I-G-CC-1 и воды технической в массовом соотношении кварцевого песка, портландцемента тампонажного и воды технической (0,97-1,03):(9,97-10,03):(7,67-7,73) или глинистый буровой раствор, состоящий из бентонитового глинопорошка, кальцинированной соды и воды технической в массовом соотношении (1,97-2,03):(0,022-0,028):(7,97-8,03) в объеме 3-5 м3, в качестве отмывающей буферной жидкости – 9-11% водный раствор Winclean OBM 1, состоящий из концентрата Winclean OBM 1 и воды технической в объемном соотношении концентрата к воде (0,09-0,11):(0,89-0,91) или 4-6% водный раствор сульфонола в массовом соотношении сульфонола и воды (0,04-0,06):(0,94-0,96) в объеме 3-5 м3. What is new is that after lowering the casing string and flushing with hydrocarbon-based drilling mud, three spacer fluids are pumped sequentially into the well: dissolving, displacing and washing, while diesel fuel or a 29-31% aqueous solution of WellFix Spacer OBM is used as the dissolving liquid, consisting of WellFix Spacer OBM concentrate and industrial water in a volume ratio of concentrate to industrial water (0.29-0.31): (0.69-0.71) in a volume of 3-5 m 3 , an aqueous solution of a mixture of SBP-3 powdered buffer in a weight ratio of powder to water of 1: (0.85-0.89) or an abrasive-containing cement mortar ASCR, consisting of quartz sand, Portland cement without additives of increased sulfate resistance PCT-IG-CC-1 is used as the displacing spacer fluid. and industrial water in a mass ratio of quartz sand, plugging portland cement and industrial water (0.97-1.03):(9.97-10.03):(7.67-7.73) or clay drilling mud consisting of bentonite clay powder, soda ash and industrial water in a mass ratio of (1.97-2.03):(0.022-0.028):(7.97-8.03) in a volume of 3-5 m3 , as a washing spacer fluid - 9-11% aqueous solution of Winclean OBM 1, consisting of Winclean OBM 1 concentrate and industrial water in a volume ratio of concentrate to water (0.09-0.11):(0.89-0.91) or 4-6% aqueous solution of sulfonol in a mass ratio of sulfonol and water (0.04-0.06):(0.94-0.96) in a volume of 3-5 m3 .
Для осуществления способа применяют:To implement the method, use:
Буровой раствор на углеводородной основе, соответствующий требованиям ГОСТ 33697-2015;Hydrocarbon-based drilling fluid that meets the requirements of GOST 33697-2015;
Дизельное топливо по ГОСТ 305-2013;Diesel fuel according to GOST 305-2013;
WellFix Spacer OBM, представляет собой композицию углеводородный растворителей на основе терпенов ТУ 20.59.59-272-14023401-2020;WellFix Spacer OBM is a composition of hydrocarbon solvents based on terpenes TU 20.59.59-272-14023401-2020;
Смесь буферную порошкообразную СБП-3, представляет собой смесь структурообразователя, утяжелителя, регулятора вязкости, понизителя вязкости и красителя по ТУ 5717-008-80338612-2007;Buffer powder mixture SBP-3 is a mixture of a structure-forming agent, weighting agent, viscosity regulator, viscosity reducer and dye according to TU 5717-008-80338612-2007;
Абразиво-содержащий цементный раствор (АСЦР), состоящий из кварцевого песка, производимого по ГОСТ 22551-2019, и портландцемента тампонажного бездобавочного повышенной сульфатостойкости (ПЦТ-I-G-CC-1, далее - портландцемент), производимого по ГОСТ 1581-2019;Abrasive-containing cement mortar (ACCM), consisting of quartz sand produced in accordance with GOST 22551-2019, and Portland cement without additives with increased sulfate resistance (PTsT-I-G-CC-1, hereinafter referred to as Portland cement), produced in accordance with GOST 1581-2019;
Глинистый буровой раствор, состоящий из бентонитового глинопорошка, кальцинированной соды и воды технической.Clay drilling mud consisting of bentonite clay powder, soda ash and industrial water.
Соду кальцинированную по ГОСТ 5100-85;Soda ash according to GOST 5100-85;
Бентонитовый глинопорошок по ТУ 2164-005-01424676-2014;Bentonite clay powder according to TU 2164-005-01424676-2014;
Winclean OBM 1 представляет собой композицию из анионных и неионногенных ПАВ, моно и полигликолевых спиртов по ТУ 20.59.59-001-65607606-2023;Winclean OBM 1 is a composition of anionic and non-ionic surfactants, mono- and polyglycol alcohols according to TU 20.59.59-001-65607606-2023;
Сульфонол представляет из себя смесь изомеров натриевых солей алкилбензолсульфокислот по ТУ 20.41.20-135-07510508-2020;Sulfonol is a mixture of isomers of sodium salts of alkylbenzene sulfonic acids according to TU 20.41.20-135-07510508-2020;
В качестве тампонажного раствора используют водный раствор портландцемента по ГОСТ 1581-2019.An aqueous solution of Portland cement according to GOST 1581-2019 is used as a cement slurry.
Воду техническую плотностью 1-1,05 г/см3.Technical water with a density of 1-1.05 g/ cm3 .
Способ подготовки к цементированию скважин, пробуренных на буровом растворе на углеводородной основе, осуществляют следующим образом.The method of preparing wells drilled with hydrocarbon-based drilling mud for cementing is carried out as follows.
По способу осуществляют спуск в скважину колонны обсадных труб, промывку их буровым раствором на углеводородной основе (РУО). После промывки в скважину закачивают последовательно заранее приготовленные буферные жидкости: растворяющую, вытесняющую и отмывающую. После закачки буферных жидкостей осуществляют их продавку в заколонное пространство закачиванием тампонажного раствора и продавочной жидкости с полным вытеснением их из скважины и установкой тампонажного раствора в заколонном пространстве.The method involves lowering a string of casing pipes into the well and flushing them with hydrocarbon-based drilling fluid (HBD). After flushing, pre-prepared buffer fluids are pumped into the well sequentially: dissolving, displacing and washing. After pumping the buffer fluids, they are squeezed into the annular space by pumping in the cement slurry and the displacement fluid, completely displacing them from the well and installing the cement slurry in the annular space.
В качестве растворяющей жидкости используют дизельное топливо или 29-31% водный раствор WellFix Spacer OBM, состоящий из концентрата WellFix Spacer OBM и воды технической в объемном соотношении концентрата к воде технической (0,29-0,31):(0,69-0,71) в объеме 3-5 м3. Дизельное топливо и водный раствор WellFix Spacer OBM являются углеводородными растворителями, применение которых позволяет деструктурировать углеводородные связи в РУО, разжижать РУО и эффективно удалять РУО со стенок обсадной колонны и горной породы.Diesel fuel or a 29-31% aqueous solution of WellFix Spacer OBM, consisting of WellFix Spacer OBM concentrate and industrial water in a volume ratio of concentrate to industrial water (0.29-0.31):(0.69-0.71) in a volume of 3-5 m3 , are used as a dissolving liquid. Diesel fuel and WellFix Spacer OBM aqueous solution are hydrocarbon solvents, the use of which allows for the destruction of hydrocarbon bonds in OBM, liquefaction of OBM and effective removal of OBM from the walls of the casing and rock.
В качестве вытесняющей буферной жидкости используют водный раствор смеси буферной порошкообразной (СБП-3) плотностью 1,3±0,03 г/см3 в массовом соотношении порошка к воде 1:(0,85-0,89) или абразиво-содержащий цементный раствор (АСЦР) плотностью 1,47±0,03 г/см3, состоящий из кварцевого песка, портландцемента и воды технической в массовом соотношении кварцевого песка, портландцемента и воды технической (0,97-1,03):(9,97-10,03):(7,67-7,73) соответственно или глинистый буровой раствор плотностью 1,27±0,03 г/см3, состоящий из бентонитового глинопорошка, кальцинированной соды и воды технической в массовом соотношении (1,97-2,03):(0,022-0,028):(7,97-8,03) соответственно в объеме 3-5 м3. СБП-3 имеет пластическую вязкость (35-37 мПа·с) и динамическое напряжение сдвига (ДНС) (95-98 дПа), водный раствор АСЦР имеет пластическую взять (39-41 мПа·с) и динамическое напряжение сдвига (105-107 дПа), глинистый буровой раствор имеет пластическую взять (33-35 мПа·с) и динамическое напряжение сдвига (92 дПа), что выше пластической вязкости (30,7 мПа·с) и ДНС (87 дПа) используемого бурового раствора на углеводородной основе, что позволяет эффективно вытеснять РУО и растворяющую буферную жидкость.An aqueous solution of a powdered buffer mixture (SBP-3) with a density of 1.3±0.03 g/ cm3 in a powder to water weight ratio of 1:(0.85-0.89) or an abrasive-containing cement mortar (ACCM) with a density of 1.47±0.03 g/ cm3 consisting of quartz sand, Portland cement and industrial water in a weight ratio of quartz sand, Portland cement and industrial water (0.97-1.03):(9.97-10.03):(7.67-7.73), respectively, or a clay drilling mud with a density of 1.27±0.03 g/ cm3 consisting of bentonite clay powder, soda ash and industrial water in a weight ratio of (1.97-2.03):(0.022-0.028):(7.97-8.03), respectively, in a volume of 3-5 m3 . SBP-3 has a plastic viscosity of (35-37 mPa s) and dynamic shear stress (DSS) (95-98 dPa), an aqueous solution of ASCR has a plastic viscosity of (39-41 mPa s) and dynamic shear stress (105-107 dPa), a clay drilling fluid has a plastic viscosity of (33-35 mPa s) and dynamic shear stress (92 dPa), which is higher than the plastic viscosity (30.7 mPa s) and DSS (87 dPa) of the hydrocarbon-based drilling fluid used, which allows for the effective displacement of OBM and dissolving spacer fluid.
В качестве отмывающей буферной жидкости – 9-11% водный раствор Winclean OBM 1, состоящий из Winclean OBM 1 и воды технической в объемном соотношении концентрата к воде (0,09-0,11):(0,89-0,91) или 4-6% водный раствор сульфонола в массовом соотношении сульфонола и воды (0,04-0,06):(0,94-0,96) в объеме 3-5 м3. Winclean OBM 1 состоит из анионных и неионногенных ПАВ, моно и полигликолевых спиртов; сульфонол представляет из себя смесь изомеров натриевых солей алкилбензолсульфокислот, обладающий смачивающими, моющими и эмульгирующими свойствами. Данные компоненты позволяют эффективно удалить масляную пленку РУО и остатки предыдущих буферных жидкостей.As a cleaning buffer liquid – 9-11% aqueous solution of Winclean OBM 1, consisting of Winclean OBM 1 and industrial water in a volume ratio of concentrate to water (0.09-0.11):(0.89-0.91) or 4-6% aqueous solution of sulfonol in a weight ratio of sulfonol and water (0.04-0.06):(0.94-0.96) in a volume of 3-5 m3 . Winclean OBM 1 consists of anionic and non-ionic surfactants, mono- and polyglycol alcohols; sulfonol is a mixture of isomers of sodium salts of alkylbenzene sulfonic acids, which has wetting, washing and emulsifying properties. These components allow to effectively remove the oil film of the OBM and the remains of previous buffer liquids.
После закачки буферных жидкостей осуществляют их продавку в заколонное пространство закачиванием тампонажного раствора и продавочной жидкости с полным вытеснением их из скважины и установкой тампонажного раствора в заколонном пространстве.After pumping in the buffer fluids, they are forced into the annular space by pumping in the cement slurry and the displacement fluid, completely displacing them from the well and installing the cement slurry in the annular space.
В качестве тампонажного раствора используют водный раствор портландцемента изготавливаемого по ГОСТ 1581-2019 в массовом соотношении портландцемента к воде (1-0,43):(1-0,45). В качестве продавочной жидкости закачивают воду техническую плотностью от 1,0 г/см3 до 1,05 г/см3. An aqueous solution of Portland cement manufactured according to GOST 1581-2019 in a mass ratio of Portland cement to water (1-0.43):(1-0.45) is used as a plugging solution. Water with a technical density of 1.0 g/ cm3 to 1.05 g/ cm3 is pumped in as a squeezing fluid.
Благодаря такой совокупности операций, их последовательности и определенной рецептуре используемых буферных жидкостей обеспечивается максимальное вытеснение РУО из скважины, удаление масляной пленки с контактирующих поверхностей, достигается плотный контакт цементного камня с поверхностями обсадных труб и горной породы, обеспечивается высокая адгезия цемент-камень, цемент-порода и минимизируется риск возникновения заколонной циркуляции.Thanks to such a set of operations, their sequence and a specific formulation of the used buffer fluids, maximum displacement of the OBM from the well is ensured, the oil film is removed from the contacting surfaces, tight contact of the cement stone with the surfaces of the casing pipes and the rock is achieved, high adhesion of cement-rock, cement-rock is ensured and the risk of behind-the-casing circulation is minimized.
Отмывающая способность растворяющей, вытесняющей и отмывающей буферных жидкостей была определена по следующей методике. Взвешивают сухой и чистый цилиндр от вискозиметра Ofite 800 (таким образом определяют массу сухого и чистого цилиндра). Далее цилиндр помещают в РУО (свойства РУО представлены в табл. 1) и вращают в течение 10 минут с частотой вращения 200 об/мин, оставляют стекать в течение 2 мин. Взвешивают цилиндр с пленкой РУО (таким образом определяют массу цилиндра с пленкой РУО). После этого цилиндр вискозиметра помещают в растворяющую буферную жидкость на 5 мин при частоте вращения цилиндра 200 об/мин, затем помещают в вытесняющую буферную жидкость на 5 мин при частоте вращения цилиндра 200 об/мин, после этого цилиндр помещают в отмывающую буферную жидкость на 5 мин при частоте вращения цилиндра 200 об/мин, остатки буферных жидкостей стекают 2 мин. Затем взвешивают (определяют массу остатков РУО с цилиндром). По разнице масс чистого цилиндра, цилиндра с пленкой РУО и отмытого цилиндра определяют отмывающую способность буферных жидкостей в процентах.The washing capacity of the dissolving, displacing and washing buffer liquids was determined using the following method. A dry and clean cylinder from the Ofite 800 viscometer is weighed (the mass of the dry and clean cylinder is thus determined). Then the cylinder is placed in the OCB (the OCB properties are presented in Table 1) and rotated for 10 minutes at a rotation speed of 200 rpm, and left to drain for 2 minutes. The cylinder with the OCB film is weighed (the mass of the cylinder with the OCB film is thus determined). After this, the viscometer cylinder is placed in the dissolving buffer liquid for 5 min at a cylinder rotation speed of 200 rpm, then placed in the displacing buffer liquid for 5 min at a cylinder rotation speed of 200 rpm, after which the cylinder is placed in the washing buffer liquid for 5 min at a cylinder rotation speed of 200 rpm, the remainder of the buffer liquids drains for 2 min. Then it is weighed (the mass of the OBM residues with the cylinder is determined). The washing capacity of the buffer liquids in percent is determined by the difference in the masses of the clean cylinder, the cylinder with the OBM film and the washed cylinder.
Адгезию цементного камня к металлу определяют по следующей методике. Чистый и сухой патрубок (диаметр внутренний 50 мм, высота 100 мм) погружают на 1 час в РУО, который перемешивают при помощи мешалки, вращающейся со скоростью 350 об/мин, имитируя циркуляцию РУО в скважине. Затем патрубок металлическими щипцами извлекают из РУО и выдерживают 2 мин в покое для стекания РУО с металла. Далее патрубок помещают в растворяющую буферную жидкость, которую перемешивают с помощью мешалки, вращающейся со скоростью 350 об/мин, имитируя циркуляцию буферного состава в скважине. После 5 мин перемешивания патрубок извлекают из растворяющей буферной жидкости и на 5 мин помещают в вытесняющую буферную жидкость, также с созданием циркуляции при помощи мешалки с частотой 350 об/мин, далее патрубок помещают в отмывающую буферную жидкость с созданием циркуляции при помощи мешалки со скоростью 350 об/мин. После этого к нижней части патрубка прикрепляют дно и в патрубок заливают портландцемент. Далее патрубок помещают в камеру влажного хранения на 48 час. После этого дно у патрубка убирают и патрубок устанавливают на гидравлический пресс на специальные проставки (снизу) и устанавливают пуансон (сверху) таким образом, чтобы воздействие гидравлического пресса приходилось на цементный камень. При работе гидравлического пресса при страгивании цементного камня с металла фиксируют максимальную силу страгивания. Величину адгезии рассчитывают как соотношение максимальной силы страгивания к площади контакта цементного камня с поверхностью патрубка. The adhesion of cement stone to metal is determined using the following method. A clean and dry pipe (inner diameter 50 mm, height 100 mm) is immersed in the OBM for 1 hour, which is mixed using a stirrer rotating at 350 rpm, simulating the circulation of the OBM in the well. Then the pipe is removed from the OBM with metal tongs and kept still for 2 minutes to allow the OBM to drain from the metal. Then the pipe is placed in a dissolving buffer liquid, which is mixed using a stirrer rotating at 350 rpm, simulating the circulation of the buffer composition in the well. After 5 minutes of mixing, the branch pipe is removed from the dissolving buffer liquid and placed in the displacing buffer liquid for 5 minutes, also with circulation created using a stirrer at a frequency of 350 rpm, then the branch pipe is placed in the washing buffer liquid with circulation created using a stirrer at a speed of 350 rpm. After this, the bottom is attached to the lower part of the branch pipe and Portland cement is poured into the branch pipe. Then the branch pipe is placed in a wet storage chamber for 48 hours. After this, the bottom of the branch pipe is removed and the branch pipe is installed on a hydraulic press on special spacers (from below) and a punch is installed (from above) so that the effect of the hydraulic press falls on the cement stone. During operation of the hydraulic press, when breaking the cement stone from the metal, the maximum breaking force is recorded. The adhesion value is calculated as the ratio of the maximum breaking force to the contact area of the cement stone with the branch pipe surface.
Адгезию цементного камня к горной породе определяют по следующей методике. Подготавливают образец горной породы цилиндрической формы (диаметр – 30 мм, высота – 60 мм). Образец горной породы погружают на 1 час в РУО, который перемешивают с помощью мешалки, вращающейся со скоростью 350 об/мин, имитируя циркуляцию РУО в скважине. Затем образец металлическими щипцами извлекают из РУО и выдерживают 2 минуты в покое для стекания РУО. Далее образец помещают в растворяющую буферную жидкость, которую перемешивают с помощью мешалки, вращающейся со скоростью 350 об/мин, имитируя циркуляцию буферного состава в скважине. После 5 мин перемешивания образец извлекают из растворяющей буферной жидкости и на 5 мин помещают в вытесняющую буферную жидкость, также с созданием циркуляции при помощи мешалки с частотой 350 об/мин, далее образец помещают в отмывающую буферную жидкость с созданием циркуляции при помощи мешалки со скоростью 350 об/мин. После этого образец горной породы помещают в цилиндрический сосуд, смазанный маслом и заполнят портландцементом таким образом, чтобы с каждой стороны цилиндрического образца был цементным камень на расстоянии 1-1,5 см на всю длину образца. Торцы образца горной породы должны быть чистыми и не иметь контакта с портландцементом. Далее образец помещают в камеру влажного хранения на 48 час. После этого образец с цементным камнем извлекают из цилиндрического сосуда. Далее образец с цементным камнем устанавливают на гидравлический пресс на специальные проставки (снизу) и устанавливают пуансон (сверху) таким образом, что цементный камень упирается на проставки, а воздействие пуансона приходится на образец горной породы. При работе гидравлического пресса при страгивании цементного камня с образца горной породы фиксируют максимальную силу страгивания. Величину адгезии рассчитывают, как соотношение максимальной силы страгивания к площади контакта цементного камня с поверхностью образца. The adhesion of cement stone to rock is determined using the following method. A cylindrical rock sample (diameter 30 mm, height 60 mm) is prepared. The rock sample is immersed for 1 hour in the OBM, which is stirred using a stirrer rotating at 350 rpm, simulating the circulation of the OBM in the well. The sample is then removed from the OBM with metal tongs and left at rest for 2 minutes to allow the OBM to drain. The sample is then placed in a dissolving buffer liquid, which is stirred using a stirrer rotating at 350 rpm, simulating the circulation of the buffer composition in the well. After 5 minutes of stirring, the sample is removed from the dissolving buffer liquid and placed in the displacing buffer liquid for 5 minutes, also with circulation created using a stirrer at a frequency of 350 rpm, then the sample is placed in the washing buffer liquid with circulation created using a stirrer at a speed of 350 rpm. After that, the rock sample is placed in a cylindrical vessel, lubricated with oil and filled with Portland cement so that on each side of the cylindrical sample there is cement stone at a distance of 1-1.5 cm along the entire length of the sample. The ends of the rock sample must be clean and have no contact with Portland cement. Then the sample is placed in a wet storage chamber for 48 hours. After that, the sample with the cement stone is removed from the cylindrical vessel. Next, the sample with the cement stone is placed on a hydraulic press on special spacers (from below) and a punch is installed (from above) in such a way that the cement stone rests on the spacers, and the punch impacts the rock sample. When the hydraulic press is operating, when the cement stone is pulled off the rock sample, the maximum breaking force is recorded. The adhesion value is calculated as the ratio of the maximum breaking force to the contact area of the cement stone with the surface of the sample.
Для проведения испытаний используют буровой раствор на углеводородной основе, свойства которого представлены в табл. 1. В табл. 2 представлены результаты лабораторных испытаний растворяющей, вытесняющей и отмывающей буферных жидкостей. For testing, a hydrocarbon-based drilling fluid is used, the properties of which are presented in Table 1. Table 2 presents the results of laboratory tests of dissolving, displacing and washing buffer fluids.
Таблица 1 – Свойства РУОTable 1 – OBM properties
Таблица 2 – Отмывающая способность и величина адгезии к металлу и горной породе предлагаемых буферных жидкостейTable 2 – Cleaning ability and adhesion value to metal and rock of the proposed buffer liquids
Как видно из таблицы, показатели по адгезии цементного камня к металлу изменяются в пределах 1,44-1,53 МПа, показатели по адгезии цементного камня к горной породе изменяются в пределах 0,75-0,85 МПа, что значительно превышает показатель по адгезии способа по наиболее близкому аналогу (показатель по адгезии наиболее близкого аналога – 1,2/0,65 МПа). Результаты испытаний также показывают, что значения отмывающей способности меняются от 89,95% до 96,88%, что значительно превышает показатель отмывающей способности по наиболее близкому аналогу (отмывающая способность наиболее близкого аналога – 75,8%). As can be seen from the table, the adhesion values of cement stone to metal vary within 1.44-1.53 MPa, the adhesion values of cement stone to rock vary within 0.75-0.85 MPa, which significantly exceeds the adhesion value of the method according to the closest analogue (the adhesion value of the closest analogue is 1.2/0.65 MPa). The test results also show that the values of the washing capacity vary from 89.95% to 96.88%, which significantly exceeds the washing capacity value of the closest analogue (the washing capacity of the closest analogue is 75.8%).
Увеличивается сила сцепления цементного камня с вмещающими поверхностями: обсадная колонна – цементный камень, цементный камень – горная порода, за счет полного вытеснения бурового раствора на углеводородной основе и отмывания маслянистой пленки. В результате достигается герметичность цементной крепи и минимизируется риск возникновения заколонной циркуляции.The adhesive force of the cement stone with the enclosing surfaces increases: casing column – cement stone, cement stone – rock, due to the complete displacement of hydrocarbon-based drilling mud and washing away of the oily film. As a result, the tightness of the cement lining is achieved and the risk of behind-the-casing circulation is minimized.
Буферные жидкости, используемые при реализации предлагаемого способа в промысловых условиях, приготавливают в емкостях цементировочных агрегатов следующим образом:The buffer liquids used in the implementation of the proposed method in field conditions are prepared in the tanks of cementing units as follows:
Для приготовления растворяющей буферной жидкости в емкость цементировочного агрегата набирают расчетное количество воды и добавляют концентрат WellFix Spacer OBM в необходимом объеме. При использовании в качестве растворяющей буферной жидкости дизельного топлива, дизельное топливо перекачивают в цементировочный агрегат из бензовоза.To prepare the dissolving buffer liquid, the calculated amount of water is collected in the cementing unit tank and WellFix Spacer OBM concentrate is added in the required volume. When using diesel fuel as a dissolving buffer liquid, diesel fuel is pumped into the cementing unit from a fuel tanker.
Для приготовления вытесняющей буферной жидкости в емкость цементировочного агрегата набирают расчетное количество воды и при помощи цементно-смесительной машины подают порошок СБП-3 или АСЦР расчетной массы. При использовании глинистого бурового раствора используют блок приготовления бурового раствора буровой площадки или растворного узла, в который набирают расчетное воды технической, вводят последовательно расчетную массу соды кальцинированной и бентонитового глинопорошка. При помощи верхнеприводных мешалок и гидроворонки происходит перемешивание компонентов в течение 1-1,5 часа. Перед закачкой в скважину расчетный объем глинистого бурового раствора перекачивают в емкость цементировочного агрегата.To prepare the displacing spacer fluid, the calculated amount of water is collected in the cementing unit tank and the calculated mass of SBP-3 or ASCR powder is fed using a cement mixing machine. When using clay drilling mud, a drilling mud preparation unit of the drilling site or a mud unit is used, into which the calculated amount of technical water is collected, the calculated mass of soda ash and bentonite clay powder is introduced sequentially. Using top-drive mixers and a hydraulic funnel, the components are mixed for 1-1.5 hours. Before pumping into the well, the calculated volume of clay drilling mud is pumped into the cementing unit tank.
Для приготовления отмывающей буферной жидкости в емкость цементировочного агрегата набирают расчетный объем технической воды и добавляют концентрат WinClean OBM 1 или порошок сульфонола расчетной массы.To prepare the cleaning buffer liquid, the calculated volume of process water is collected in the cementing unit tank and WinClean OBM 1 concentrate or sulfonol powder of the calculated mass is added.
Примеры практического примененияExamples of practical application
1. После бурения интервала в 1000 м долотом диаметром 146 мм и спуска в скважину колонны обсадных труб наружным диаметром 102 мм с толщиной стенки 6,5 мм, скважина заполнена буровым раствором на углеводородной основе (плотность – 1300 кг/м3, отношение углеводородной фазе к водной фазе – 65/35) в объеме – 12,08 м3. Произвели промывку скважины в 2 цикла, что соответствует закачке в скважину бурового раствора объемом 24,16 м3. После этого в скважину закачали приготовленные буферные жидкости - растворяющую, вытесняющую и отмывающую, каждая из которых выполняет свое назначение. Сначала закачали растворяющую буферную жидкость в объеме 3 м3, состоящую из WellFix Spacer OBM и воды технической в объемном соотношении (0,29:0,71) соответственно. Для приготовления 3 м3 растворяющей буферной жидкости смешали 0,87 м3 WellFix Spacer OBM и 2,13 м3 воды технической. Далее закачали вытесняющую буферную жидкость – глинистый буровой раствор в объеме 3 м3, состоящий из бентонитового глинопорошка, кальцинированной соды и воды технической в массовом соотношении (1,97:0,022:8,03) соответственно. Для приготовления 3 м3 вытесняющей буферной жидкости смешали 650 кг бентонитового глинопорошка, 7 кг соды кальцинированной и 2,67 м3 воды технической. После вытесняющей буферной жидкости закачали 3 м3 отмывающей буферной жидкости, состоящей из технической воды и Winclean OBM 1 в объемном соотношении (0,91:0,09) соответственно. Для приготовления 3 м3 отмывающей буферной жидкости использовали 2,73 м3 воды технической и 0,27 м3 Winclean OBM 1. Вслед за этим закачали 8,17 м3 тампонажного раствора, состоящего из портландцемента и воды технической в массовом соотношении (1:0,45). Для приготовления 8,57 м3 тампонажного раствора использовали 12240 кг портландцемента и 5,5 м3 воды технической. После этого закачали продавочную жидкость в объеме 6,21 м3 состоящую из воды технической для вытеснения буферных жидкостей из затрубного пространства и размещения портландцемента в затрубном пространстве.1. After drilling a 1000 m interval with a 146 mm diameter bit and lowering a casing string with an outside diameter of 102 mm and a wall thickness of 6.5 mm into the well, the well was filled with hydrocarbon-based drilling fluid (density - 1300 kg/ m3 , ratio of the hydrocarbon phase to the water phase - 65/35) in a volume of 12.08 m3 . The well was flushed in 2 cycles, which corresponds to pumping 24.16 m3 of drilling fluid into the well. After that, prepared spacer fluids were pumped into the well - dissolving, displacing and washing, each of which performs its own purpose. First, 3 m3 of dissolving spacer fluid was injected, consisting of WellFix Spacer OBM and industrial water in a volume ratio of (0.29:0.71), respectively. To prepare 3 m3 of dissolving spacer fluid, 0.87 m3 of WellFix Spacer OBM and 2.13 m3 of industrial water were mixed. Then, 3 m3 of displacing spacer fluid was injected - clay drilling mud, consisting of bentonite clay powder, soda ash and industrial water in a mass ratio of (1.97:0.022:8.03), respectively. To prepare 3 m3 of displacing spacer fluid, 650 kg of bentonite clay powder, 7 kg of soda ash and 2.67 m3 of industrial water were mixed. After the displacing spacer fluid, 3 m3 of flushing spacer fluid consisting of service water and Winclean OBM 1 in a volume ratio of (0.91:0.09), respectively, were injected. To prepare 3 m3 of flushing spacer fluid, 2.73 m3 of service water and 0.27 m3 of Winclean OBM 1 were used. Following this, 8.17 m3 of cement slurry consisting of Portland cement and service water in a mass ratio of (1:0.45) were injected. 12240 kg of Portland cement and 5.5 m3 of service water were used to prepare 8.57 m3 of cement slurry. After this, 6.21 m3 of squeezing fluid consisting of service water was injected to displace the spacer fluids from the annulus and place Portland cement in the annulus.
2. После бурения интервала в 2000 м долотом диаметром 146 мм и спуска в скважину колонны обсадных труб наружным диаметром 114 мм с толщиной стенки 6 мм, скважина заполнена буровым раствором на углеводородной основе (плотность – 1300 кг/м3, отношение углеводородной фазе к водной фазе – 65/35) в объеме – 29,39 м3. Произвели промывку скважины в 2 цикла, что соответствует закачке в скважину бурового раствора объемом 58,78 м3. После этого в скважину закачали приготовленные буферные жидкости - растворяющую, вытесняющую и отмывающую, каждая из которых выполняет свое назначение. Сначала закачали растворяющую буферную жидкость, состоящую из дизельного топлива в объеме 4 м3. Далее закачали вытесняющую буферную жидкость в объеме 4 м3, состоящую из кварцевого песка, портландцемента и технической воды в массовом соотношении (1:10:7,7) соответственно. Для приготовления 4 м3 вытесняющей буферной жидкости смешали 3,08 м3 воды технической, 400 кг кварцевого песка и 4000 кг портландцемента. После вытесняющей буферной жидкости закачали 4 м3 отмывающей буферной жидкости, состоящей из технической воды и Winclean OBM 1 в объемном соотношении (0,9:0,1) соответственно. Для приготовления 4 м3 отмывающей буферной жидкости использовали 3,6 м3 воды технической и 0,4 м3 Winclean OBM 1. Вслед за этим закачали 22,9 м3 тампонажного раствора, состоящего из портандцемента и воды технической в массовом соотношении (1:0,44). Для приготовления 13,06 м3 тампонажного раствора использовали 18650 кг портландцемента и 8,2 м3 воды технической. После этого закачали продавочную жидкость в объеме 16,33 м3 состоящую из воды технической для вытеснения буферных жидкостей из затрубного пространства и размещения портландцемента в затрубном пространстве.2. After drilling a 2000 m interval with a 146 mm diameter bit and lowering a casing string with an outside diameter of 114 mm and a wall thickness of 6 mm into the well, the well was filled with hydrocarbon-based drilling fluid (density - 1300 kg/ m3 , the ratio of the hydrocarbon phase to the water phase is 65/35) in a volume of 29.39 m3 . The well was flushed in 2 cycles, which corresponds to pumping 58.78 m3 of drilling fluid into the well. After that, the prepared spacer fluids were injected into the well - dissolving, displacing and washing, each of which performs its own purpose. First, the dissolving spacer fluid was injected, consisting of diesel fuel in a volume of 4 m3 . Next, 4 m3 of displacement spacer fluid was pumped in, consisting of quartz sand, Portland cement and industrial water in a mass ratio of (1:10:7.7), respectively. To prepare 4 m3 of displacement spacer fluid, 3.08 m3 of industrial water, 400 kg of quartz sand and 4000 kg of Portland cement were mixed. After the displacement spacer fluid, 4 m3 of flushing spacer fluid was pumped, consisting of industrial water and Winclean OBM 1 in a volume ratio of (0.9:0.1), respectively. To prepare 4 m3 of the flushing spacer fluid, 3.6 m3 of technical water and 0.4 m3 of Winclean OBM 1 were used. Following this, 22.9 m3 of the cement slurry consisting of Portland cement and technical water in a weight ratio of (1:0.44) were pumped in. To prepare 13.06 m3 of the cement slurry, 18,650 kg of Portland cement and 8.2 m3 of technical water were used. After this, 16.33 m3 of the squeezing fluid consisting of technical water was pumped in to displace the spacer fluids from the annular space and place Portland cement in the annular space.
3. После бурения интервала в 2500 м долотом диаметром 215 мм и спуска в скважину колонны обсадных труб наружным диаметром 178 мм с толщиной стенки 8 мм, скважина заполнена буровым раствором на углеводородной основе (плотность – 1300 кг/м3, отношение углеводородной фазе к водной фазе – 65/35) в объеме – 80,05 м3. Произвели промывку скважины в 2 цикла, что соответствует закачке в скважину бурового раствора объемом 160,1 м3. После этого в скважину закачали приготовленные буферные жидкости - растворяющую, вытесняющую и отмывающую, каждая из которых выполняет свое назначение. Сначала закачали растворяющую буферную жидкость, состоящую из дизельного топлива в объеме 5 м3. Далее закачали вытесняющую буферную жидкость в объеме 5 м3, состоящую из СБП-3 и технической воды в массовом соотношении порошка к воде (1:0,85) соответственно. Для приготовления 5 м3 вытесняющей буферной жидкости смешали 4000 кг СБП-3 и 3,4 м3 воды технической. После вытесняющей буферной жидкости закачали 4 м3 отмывающей буферной жидкости, состоящей из технической воды и сульфонола в массовом соотношении (0,94:0,06) соответственно. Для приготовления 5 м3 отмывающей буферной жидкости использовали 5 м3 воды технической и 319 кг сульфонола. Вслед за этим закачали 28,55 м3 тампонажного раствора, состоящего из портандцемента и воды технической в массовом соотношении (1:0,43). Для приготовления 28,55 м3 тампонажного раствора использовали 40780 кг портландцемента и 17,54 м3 воды технической. После этого закачали продавочную жидкость в объеме 51,5 м3 состоящую из воды технической для вытеснения буферных жидкостей из затрубного пространства и размещения портландцемента в затрубном пространстве.3. After drilling a 2500 m interval with a 215 mm diameter bit and lowering a casing string with an outside diameter of 178 mm and a wall thickness of 8 mm into the well, the well was filled with hydrocarbon-based drilling fluid (density - 1300 kg/ m3 , hydrocarbon phase to water phase ratio - 65/35) in a volume of 80.05 m3 . The well was flushed in 2 cycles, which corresponds to pumping 160.1 m3 of drilling fluid into the well. After that, the prepared spacer fluids were injected into the well - dissolving, displacing and washing, each of which performs its own purpose. First, the dissolving spacer fluid was injected, consisting of diesel fuel in a volume of 5 m3 . Then, 5 m3 of the displacing spacer fluid was injected, consisting of SBP-3 and process water in a powder to water weight ratio of (1:0.85), respectively. To prepare 5 m3 of the displacing spacer fluid, 4000 kg of SBP-3 and 3.4 m3 of process water were mixed. After the displacing spacer fluid, 4 m3 of the flushing spacer fluid was injected, consisting of process water and sulfonol in a weight ratio of (0.94:0.06), respectively. To prepare 5 m3 of the flushing spacer fluid, 5 m3 of process water and 319 kg of sulfonol were used. Following this, 28.55 m3 of the cement slurry, consisting of Portand cement and process water in a weight ratio of (1:0.43), were injected. To prepare 28.55 m3 of cement slurry, 40,780 kg of Portland cement and 17.54 m3 of technical water were used. After that, 51.5 m3 of displacement fluid consisting of technical water was pumped in to displace the buffer fluids from the annular space and place Portland cement in the annular space.
Таким образом предлагаемый способ позволяет увеличить объем плотного контакта цементного камня с вмещающими поверхностями: обсадная колонна – цементный камень, цементный камень – горная порода в скважинах, пробуренных на буровых растворах на углеводородной основе, за счет полного вытеснения буровых растворов на углеводородной основе и достижения максимальной адгезии цементного камня с горной породой и обсадной колонной из скважины.Thus, the proposed method allows increasing the volume of tight contact of the cement stone with the enclosing surfaces: casing column - cement stone, cement stone - rock in wells drilled with hydrocarbon-based drilling fluids, due to the complete displacement of hydrocarbon-based drilling fluids and achieving maximum adhesion of the cement stone with the rock and the casing column from the well.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2836208C1 true RU2836208C1 (en) | 2025-03-11 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3565176A (en) * | 1969-09-08 | 1971-02-23 | Clifford V Wittenwyler | Consolidation of earth formation using epoxy-modified resins |
US4031958A (en) * | 1975-06-13 | 1977-06-28 | Union Oil Company Of California | Plugging of water-producing zones in a subterranean formation |
SU1472645A1 (en) * | 1987-03-23 | 1989-04-15 | Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья | Method of preparing well to cementing |
RU2137906C1 (en) * | 1999-01-18 | 1999-09-20 | Открытое акционерное общество "ПермНИПИнефть" | Method of preparing wells to cementation |
RU2398095C1 (en) * | 2009-02-17 | 2010-08-27 | Ирек Сулейманович Катеев | Method for string cementing in well using cement mortar with erosion properties |
RU2452849C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of preparation for cementing of wells drilled using invert-emulsion drilling mud |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3565176A (en) * | 1969-09-08 | 1971-02-23 | Clifford V Wittenwyler | Consolidation of earth formation using epoxy-modified resins |
US4031958A (en) * | 1975-06-13 | 1977-06-28 | Union Oil Company Of California | Plugging of water-producing zones in a subterranean formation |
SU1472645A1 (en) * | 1987-03-23 | 1989-04-15 | Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья | Method of preparing well to cementing |
RU2137906C1 (en) * | 1999-01-18 | 1999-09-20 | Открытое акционерное общество "ПермНИПИнефть" | Method of preparing wells to cementation |
RU2398095C1 (en) * | 2009-02-17 | 2010-08-27 | Ирек Сулейманович Катеев | Method for string cementing in well using cement mortar with erosion properties |
RU2452849C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of preparation for cementing of wells drilled using invert-emulsion drilling mud |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Инструкция по креплению нефтяных и газовых скважин, РД 30-00147001-767-2000. "АКТУАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ", N 7(86), 2022 г., с. 19-26. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4953620A (en) | Accelerating set of retarded cement | |
US5476144A (en) | Conversion of oil-base mud to oil mud-cement | |
US5382290A (en) | Conversion of oil-base mud to oil mud-cement | |
US20060254770A1 (en) | Method and composition for cleaning a well bore prior to cementing | |
EA011139B1 (en) | In-situ solidification of invert emulsion fluids to form gas tight annular barrier | |
CN104011170A (en) | Cement oil-based mud spacer formulation | |
CA2388771C (en) | Surfactant compositions for well cleaning | |
CN107474814A (en) | A kind of emulsion-type oil base mud cleans liquid and preparation method thereof | |
CA2366355C (en) | Method of cleaning a well bore prior to installing a water based fluid system | |
RU2196798C2 (en) | Modified multicomponent mixtures used to expose ground | |
RU2836208C1 (en) | Method for preparation for cementing of wells drilled on drilling mud on hydrocarbon basis | |
CN110452673A (en) | A kind of efficient displacement of reservoir oil cleaning solution used under suitable oil base drilling fluid environment | |
Hao | Cleaning functional spacer for improving sealing integrity and zonal isolation of cement sheath in shale gas wells: laboratory study and field application | |
EA009065B1 (en) | Delayed phase changing agent for invert emulsion drilling fluid | |
RU2082878C1 (en) | Method of production of well killing fluid | |
CN1908111A (en) | High-temperature resistant water-base mud washing fluid | |
RU2452849C1 (en) | Method of preparation for cementing of wells drilled using invert-emulsion drilling mud | |
CN106367050B (en) | Ultra-high temperature resistant flushing fluid for high-density oil-based drilling fluid and preparation method thereof | |
CN107267131B (en) | Flushing fluid for oil-based drilling fluid well cementation and resource recycling method and application thereof | |
RU2137906C1 (en) | Method of preparing wells to cementation | |
EP1391580A2 (en) | Removal of water-based drilling fluids from downhole surfaces | |
RU2382172C1 (en) | Well cementing method | |
RU2164598C2 (en) | Compound for insulation of inflow of stratal water | |
Rejepovich | RECOMMENDATIONS FOR THE USE OF HYDROCARBON-BASED DRILLING MUD | |
SU1745748A1 (en) | Wash emulsion liquid |