Как цементировать?

Цементирование буровых скважин является завершающим этапом их подготовки к эксплуатации и служит, прежде всего, для обеспечения максимальной долговечности всей конструкции. Производится цементирование колонны скважин путем применения технологии (прообраз которой впервые появился в далеком 1905 году на бакинских промыслах Российской империи), направленной на полное вытеснение специальным цементным раствором буровых жидкостей. Поскольку итогом цементирования становится образование непроницаемой «пробки» (или «тампона») – заливаемая смесь также носит название тампонажной.

Причины необходимости цементирования скважин

Главными среди них следует назвать три:

  • необходимость значительного повышения общей конструктивной прочности (цементирование нефтяных скважин, а также цементирование газовых скважин нивелирует влияние на обсадные трубы сил, возникающих при подвижках грунтов)
  • цементирование скважин позволяет защитить металлическую трубную поверхность от коррозии, вызываемой подпочвенной влагой
  • кроме того, скважина, соединяющая собой различные нефте-, газо- и водоносные горизонты при цементировании вновь надежно изолирует их друг от друга, предотвращая смешивание

Технология цементирования скважин

Современная технология цементирования скважин существенно отличается от своей «прабабушки» столетней давности – как компьютеризированными технологическими расчетами нужного водоцементного соотношения для цементных растворов (учитывающими десятки различных геологических, климатических, технических и прочих параметров), так и использующимися для них же специализированными добавками.

В число последних входят:

  • кварцевый песок (позволяющий минимизировать усадку и максимально увеличить прочность)
  • волокнистая целлюлоза (не допускающей утечки жидкого цемента даже в самую пористую породу)
  • «грунтующие» полимеры (при застывании расширяющиеся и уплотняющие прилежащий грунт)
  • «пуццоланы» (крошка сверхлегких минералов вулканического происхождения – водостойких и не боящихся агрессивных химикатов)

Кроме того, в процессе цементирования нефтяных скважин (а также цементирования газовых скважин) производится многоступенчатый контроль качества получаемого тампонажа.

Качество цементирования скважин оценивается с помощью следующих процедур:

  • термической (необходимой для определения уровня поднятия цемента)
  • акустической (позволяющей в 100% случаев обнаружить внутренние пустоты в цементе за счет разной скорости прохождения звуковой волны)
  • радиологической (своеобразного «рентгена» при цементировании скважин)

Способы цементирования скважин

На сегодняшний день используют 4 основных способа цементирования скважин:

  • одноступенчатое, или сплошное (после заливки цементной смеси в обсадную колонну, последняя заглушается пробкой, на которую под избыточным давлением подают промывочный раствор – в результате чего происходит вытеснение цемента в затрубное пространство)
  • двухступенчатое (технологически идентичное первому способу, но производящееся последовательно и отдельно для нижней части, а затем для верхней – при этом оба отдела разделяются специальным кольцом)
  • манжетное (также использующее сплошное кольцо-манжету – но уже для возможности провести цементирование скважин только в их верхней части)
  • обратное (единственный метод с заливкой раствора не в колонну, а сразу в затрубное пространство – с вытеснением буровых либо очистных растворов в колонную полость)

Процесс цементирования скважин

Сам процесс цементирования скважин происходит в 5 последовательных этапов:

  • в бетономешалках готовится тампонажная цементная смесь с необходимым водоцементным соотношением и количеством добавок
  • готовый к заливке раствор подается в скважину
  • запускается та или иная процедура его вытеснения в пространство между трубами и стенами шахты
  • ожидается окончание периода полного застывания
  • производится контроль качества (вышеописанными в предыдущих разделах методами)

Для удобства работы оборудование для цементирования скважин устанавливается на шасси одного из видов грузовиков (КАМАЗ, УРАЛ и пр.). Это удобно сразу по двум причинам – отсутствия необходимости каждый раз привлекать сторонние транспортные средства для перевозки комплексов конвейерного, смесительного, нагнетающего и прочего цементирующего оборудования, и возможности стационарно запитать данные системы от автомобильных двигателей.

В результате процесс подготовки раствора принимает следующий вид – все составляющие части дозируются и соединяются в бетономешалке, посредством добавления воды замешиваются до получения полностью однородной массы и закачиваются насосами в скважину (давление при этом достигает 30-35 МПа).

Как цементируют скважину?

Для цементации скважины используется тампонажный раствор. В отличие от бурового раствора, облегчающего процесс бурения, тампонажный раствор превращается в твердое тело. Благодаря этому обсадная колонна крепится к стенка скважины. Такое техническое решение делает во много раз прочнее всю конструкцию.

Известно несколько методов цементации, каждый из которых содержит следующие основные этапы:

  • приготовление тампонажного раствора
  • подача раствора в затрубное пространство одним из способов
  • твердение тампонажной смеси
  • проверка качества тампонажа

тампонажный цемент

Учитывая важность и высокую сложность предстоящего процесса, перед началом тампонирования обязательно составляется схема будущих работ. Схема составляется с учетом конструкции скважины, характеристик грунта, в котором было произведено бурение, протяженности участка тампонирования, марка тампонажного раствора и многое другое. Все параметры обязательно проверяются инженерным расчетом, так как неправильно сделанное тампонирование способно навсегда вывести скважину из строя и тогда уже придется применять ликвидационное тампонирование, цель которого защита водоносного горизонта от загрязнений с поверхности и из промежуточных геологических слоев. Кроме теоретических расчетов всегда учитывается опыт тампонирования скважин, проведенный в сходных условиях. Кроме упрочнения и герметизации скважины цементация позволяет удалить буровой раствор, смесь раствора с буровым шламом и другие жидкости (например, промывочную жидкость) из затрубного пространства.

Ни для кого не секрет, что бурение скважин на воду относится к строительным работам. Поэтому, как и в строительстве при бурении используются свои технологии, отступать от которых можно только при бурении не глубоких скважин, скважин на первый водоносный горизонт, глубина которых не превышает 60 метров, и если при бурении такой скважин вскрывается только одна водоносная прослойка. Если же производится бурение артезианских скважин, и вскрываются напорные воды, то технология должна обязательно выдерживаться. Но в последнее время, многие буровые компании, стали отступать от технологии, и упростили некоторые операции и даже исключили их. Поэтому сегодня мы решили Вам рассказать о цементации затрубного пространства. Данное мероприятие позволяет исключить возможность попадания сточных и грунтовых вод в скважину, что приводит к загрязнению водоносного горизонта, и обеспечивает нормальное функционирование Вашей скважины в течение многих лет. Почему же компании не производят цементацию при бурении артезианских скважин в Ленинградской области. Данная операция не требует больших капиталовложений, но достаточно трудоемкая и требует производство технологической паузы в течение 72 часов, необходимых для затвердевания цементного раствора. Так как проходка за один день бурения может составлять 70-80 метров, а это уже большая часть скважины, то буровые компании терпят убытки из-за вынужденного простоя.

Наша буровая компания «Водорезерв» при бурении артезианских скважин в Ленинградской области не смотря на трудности цементации, никогда не исключает данную операцию из технологического процесса, и все скважины, переданные нашим заказчикам, соответствуют требованиям всех нормативных документов.

Разбуривание — цементный стакан

Cтраница 1

Разбуривание цементного стакана практически не отразилось на свойствах раствора. При вскрытии гипсосод зржащих отложений было решено провести поэтапно четыре обработки хлористым барием. Первая обработка произведена при глубине 6218 — 6223 м без остановки процесса бурения.  

Разбуривание цементных стаканов и элементов технологической оснастки в колонне без установленного противовыбросового оборудования и при несоответствии параметров бурового раствора ГТН запрещается.  

После разбуривания цементного стакана демонтируют превенторное оборудование, на верхний фланец колонной головки устанавливают фонтанную арматуру и осваивают скважину.  

После разбуривания цементного стакана и бурения 3 — 5 м пород под башмаком кондуктора этот разрез скважины вместе с цементным кольцом кондуктора ( ЦКК) испытывается водой с избыточным давлением. Давление опрессовки установлено 2 5 МПа для скважин УКПГ-1С и 1 5 МПа для скважин УКПГ-2С и ЗС.  

После разбуривания цементного стакана и выхода из-под башмака на 1 — 2 м кондуктор или промежуточную колонну вместе с установленным на них противовыбросовым оборудованием необходимо вторично опрессовать для проверки герметичности затрубного цементного кольца при спущенной бурильной колонне с закачкой воды на забой. Конец бурильных труб устанавливают на 200 м выше уровня воды.  

После разбуривания цементного стакана внутри обсадной колонны продуктивный интервал перфорируют сквозь пакер и проводят дальнейшее оборудование забоя обычными методами.  

К разбуриванию цементного стакана приступают через: 24 ч после цементирования.  

Схема оборудования скважины при РИР с применением пено-цементных растворов.| Схема закачки пеноцемент-ного раствора.  

Цементирование с разбуриванием цементного стакана рекомендуется использовать при низкой приемистости пласта, когда давление нагнетания быстро повышается, и при отдаче пластом воды, закачанной при испытании его на приемистость.  

Наблюдения при разбуривании цементных стаканов и формировании гельцементного камня на устье скважины показывают, что процесс схватывания и твердения растворов при соблюдении указанных выше условий происходит снизу вверх.  

После монтажа, до разбуривания цементного стакана, превенторная установка до концевых задвижек манифольдов высокого давления должна быть спрессована водой, азотом или воздухом на давление опрессовки обсадной колонны.  

Восстановление технологических показателей раствора после разбуривания цементного стакана действием гидродинамического излучателя в сочетании с химической обработкой было осуществлено на скв.  

Часты нарушения обсадных колонн в процессе разбуривания цементного стакана и элементов низа обсадной колонны, а именно: продавочных пробок, стоп-кольца, обратного клапана и направляющей пробки.  

Часты нарушения обсадных колонн в процессе разбуривания цементного стакана и элементов низа обсадной колонны; про-давочных пробок, стоп-кольца, обратного клапана и направляющей пробки.  

Малогабаритными превенторами ППМ 125×250 оборудуют устье при разбуривании цементных стаканов бурильными трубами диаметрами 73 и 89 мм, а также при растеплении скважин с помощью насосно-компрессорных труб. Использование превенторов обеспечивает надежность и удобство в эксплуатации.  

About the author

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *