Конспект_ТС

Таблица 7 - Основные типы тампонажных растворов для ликвидационного тампонирования

8. ТАМПОНИРОВАНИЕ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

8.1 Схемы тампонирования разведочных скважин

Спущенные в скважину обсадные колонны тампонируют (цементируют) для того, чтобы предотвратить выход жидкости и песка из-за труб и исключить размывание перекрытых трубами пород промывочной жидкостью. Колонны могут цементироваться полностью или только в нижней части. В первом случае надежность изоляции повышается, но трубы не могут быть извлечены для повторного использования или утилизации. Во втором – незацементированная часть колонны может быть отрезана труборезом выше цементного камня и извлечена из скважины по окончании бурения.

Без цементирования обсадная колонна может быть применена только для перекрытия непоглощающих, но сильно трещиноватых скальных (не размываемых) пород при условии, что башмак колонны размещен в нижележащих монолитных породах.

Для тампонирования обсадных колонн используют различные способы, показанные на рис. 4.

Направляющую колонну, которая имеет небольшую длину, тампонируют по схеме а. В скважину заливают тампонажный раствор. Колонну труб, закрытую снизу деревянной пробкой опускают в скважину, заполняя промывочной жидкостью. Тампонажный раствор выдавливается в за-

трубное пространство. При необходимости колонну догружают гидравликой станка. При большой длине колонны такой способ неприемлем, т.к. время спуска колонны может оказаться больше времени начала схватывания цемента.

По схеме б тампонируют нижнюю часть обсадных колон. Тампонажный состав доставляется в призабойную зону в колонковых трубах или закачивается через бурильные трубы, после чего предварительно опущенная и подвешенная над забоем обсадная колонна устанавливается на свое место. По истечении заданного времени тампонажный

37

камень в трубах разбуривают. Длина зацементированной части обычно не менее 3 – 5 м.

Длинные колонны обсадных труб тампонируются по схеме в. Для этого в нижней части колонны устанавливают пакер, в скважину через пакер закачивают буферную жидкость, затем расчетное количество тампонажного раствора и буферной продавочной жидкости. Ниже пакера обязательно должно находиться некоторое количество буферной жидкости, т.к. пакер остается в трубах до окончания схватывания цемента.

При тампонировании по схеме г нижняя часть колонны снабжается втулкой из легкоразбуриваемого материала с обратным клапаном. Бурильная колонна соединяться со втулкой на левой резьбе. Колонну труб опускают в скважину, подливая в нее промывочную жидкость. Затем внутрь опускают бурильную колонну и соединяет ее со втулкой. Закачивают расчетное количество тампонажного раствора и продавочной жидкости, после чего отсоединяют и промывают и извлекают бурильную колонну.

Повышению эффективности тампонирования способствует увеличение кольцевого зазора и повышение скорости вытеснения тампонажного раствора, улучшающее распространение раствора по всему зазору. При значительной длине колонны обсадных труб и наличии в разрезе пористых проницаемых пород необходимо использовать тампонажные растворы с пониженным водоотделением.

Для изоляционных работ на больших глубинах с целью экономии труб применяют потайные колонны. Длина колонны должна быть такой, чтобы ее низ и верх находились в устойчивых породах. Потайную колонну спускают в скважину на колонне бурильных труб с переходником на левой резьбе. На расстоянии 3 – 5 м от забоя закачивают тампонажный раствор и погружают колонну до забоя по схеме б на рис. 4.

При перекрытии слабопроницаемых зон расчет количества раствора ведется для закрепления колонны на всю длину. При перекрытии зон полного поглощения закачку раствора ведут из расчета закрепления нижней части колонны, а верх колонны изолируют отдельно.

Для предотвращения утечки раствора в проницаемую зону в верхней части потайной колонны устанавливают утолщенные ниппели, укрепляют пружинящие пластины для задержки наполнителя тампонажного раствора. Достаточно эффективным является установка специального ниппеля с недовернутой резьбой, на котором одета резиновая манжета. При вращении труб резьба доворачивается, а манжета сжимается и перекрывает зазор.

После рассоединения обсадной и бурильной колон на верхнюю часть потайной колонны устанавливают деревянную пробку. В скважине устанавливается пакер и в затрубное пространство под давлением закачивают тампонирующую смесь с наполнителями. После выдержки, необходимой для затвердевания смеси, деревянную пробку

38

разбуривают. Верхний конец труб развальцовывают специальной конусной фрезой, чтобы избежать повреждений труб при спуске бурового снаряда.

8.2 Схемы цементирования нефтегазовых скважин

В зависимости от геологических условий и принятого проектом бурения способа заканчивания скважин применяются различные методы цементирования, основными из которых являются одноступенчатый, многоступенчатый, манжетный метод, цементирование хвостовиков и секций обсадных колонн.

Наиболее распространенным является самый простой в техни-

ческом исполнении метод одноступенчатого цементирования

через башмак обсадной колонны с разделительными пробками. После окончания промывки скважины в обсадную колонну встав-

ляют нижнюю разделительную пробку, навинчивают цементировочную головку, боковые отводы которой с помощью трубопроводов соединяют с цементировочными насосами, и внутрь колонны закачивают тампонажный (цементный) раствор, приготовленный с помощью цемент- но-смесительных машин.

Цементный раствор, закачиваемый через нижние боковые отводы 2 (рис. 5, а) цементировочной головки 1, проталкивает разделительную пробку 4 вниз по колонне. Закачав в колонну порцию цементного раствора в объеме, необходимом для заполнения заданного интервала кольцевого пространства и участка обсадной колонны ниже упорного кольца, закрывают краны 9 и промывают водой линии обвязки цементировочных насосов. Затем освобождают верхнюю - разделительную пробку 10, подвешенную в цементировочной головке, открывают кран 8 на верхнем боковом отводе и закачивают в колонну продавочную жидкость (рис. 5, б). Когда верхняя пробка войдет в обсадную колонну, открывают краны 9 и закачивают продавочную жидкость также через нижние боковые отводы.

Нижняя пробка, дойдя до упорного кольца 6 в колонне, останавливается. Так как закачка жидкости продолжается, давление в колонне возрастает, диафрагма в нижней пробке под влиянием разности давлений в колонне и в кольцевом пространстве разрушается, и цементный раствор устремляется в кольцевое пространство между колонной и стенками скважины (рис. 5, в).

Плотность цементного раствора почти всегда выше плотности промывочной жидкости в скважине, поэтому по мере того, как колонна заполняется цементным раствором, разность давлений столбов жидкости в ней и кольцевом пространстве возрастает, а давление в цементировочных насосах и цементировочной головке уменьшается. С того момента, как цементный раствор начнет выходить в кольцевое

39