39. Технология цементации скважин

Существует ряд методов цементирования скважин: одно- и двухступенчатое, манжетное, цементирование хвостовиков, цементирование под давлением. В зависимости от условий залегания пластов, литологического состава и проницаемости применяют тот или иной метод.

Наиболее распространенным является метод одноступенчатого цементирования скважин, заключающийся в следующем. После спуска обсадной колонны на неё навинчивают цементировочную головку и приступают к промывке затрубного пространства. Промывку производят до тех пор, пока буровой раствор не перестанет выносить взвешенные частицы породы.

Вначале в колонну закачивают некоторый объем буферной жидкости (растворы солей, щелочей или ПАВ) для снижения вязкости бурового раствора, после чего в колонну опускают нижнюю разделительную пробку.

Затем при помощи цементировочных агрегатов в колонну закачивают расчетный объем цементного раствора и опускают верхнюю разделительную пробку. Далее приступают к продавливанию цементного раствора вниз с помощью закачиваемой в колонну жидкости. В процессе цементирования рекомендуется производить расхаживание обсадной колонны, если этому не препятствует наличие перегибов ствола.

Цементный раствор, заключенный между двумя пробками, в процессе продавливания опускается к башмаку колонны до посадки нижней пробки на упорное кольцо или на муфту с обратным клапаном (рис. 28.4). При дальнейшем продавливании цементный раствор поступает из-под башмака в затрубное пространство до момента схождения верхней и нижней пробок. Этот момент фиксируется резким повышением давления на манометре (стоп-ударом). На этом процесс цементирования заканчивается, и скважина оставляется в покое на срок, необходимый для схватывания и твердения цементного раствора – обычно на это требуется 8–12 часов. Затем цементировочные пробки, направляющий башмак и образовавшийся на забое цементный камень удаляют.

Многоступенчатое цементирование применяется при использовании длинных обсадных колонн, когда требуется слишком высокое давление нагнетания раствора. В таком случае отдельно цементируют две или более секции, начиная с самой глубокой. При проведении двухступенчатого или манжетного цементирования обсадных колонн используются заколонные пакеры. Затрубное пространство пакеруют перед цементированием второй ступени раздуванием уплотнительного элемента пакера жидкостью из обсадной колонны. При манжетном цементировании скважины пакеровку осуществляют промывочной жидкостью или порцией тампонажного раствора.

Цементирование хвостовиков осуществляется с разделительной цементировочной пробкой или без неё. При этом хвостовик спускается на бурильных трубах с помощью специальных переводников.

Продолжительность затвердевания цементных растворов устанавливается с учетом температуры в стволе: для кондукторов – до 16 ч, для остальных колонн – до 24 ч. По истечении срока затвердевания раствора в скважину опускают термодатчик для определения фактической высоты подъема цементного раствора в затрубном пространстве. Тведение цемента является экзотермическим процессом, поэтому верхнюю границу зацементированной области определяют по скачку температурной кривой.

После завершения обвязки устья скважины в обсадную колонну опускают пикообразное долото и приступают к разбуриванию остатков затвердевшего цементного раствора и деталей низа обсадной колонны. Если предполагается разбурить только заливочные разделительные пробки и упорное кольцо до обратного клапана, то устье скважины можно не оборудовать противовыбросовой арматурой.

Далее обсадные колонны испытываются водой на герметичность. Давление опрессовки должно на 20% превосходить максимальное устьевое давление, которое может возникнуть при эксплуатации. Колонна считается герметичной, если при давлении опрессовки 7 МПа за 30 мин испытания давление снижается не более чем на 0,4 МПа.