способ цементирования обсадных колонн

Формула изобретения

Способ цементирования обсадных колонн, включающий цементирование нижней части промежуточной и эксплуатационной обсадных колонн при предварительно спущенном и зацементированном кондукторе путем закачивания в промежуточную и эксплуатационную обсадные колонны и последующей продавки в заколонное пространство тампонажного раствора, выдержку до затвердевания тампонажного раствора, гидроразрыв пласта, цементирование верхней части промежуточной и эксплуатационной обсадных колонн путем закачивания тампонажного раствора в заколонное пространство, отличающийся тем, что при цементировании нижней части промежуточной и эксплуатационной обсадных колонн тампонажный раствор поднимают выше башмака предыдущей колонны, а гидроразрыв пласта под башмаком предыдущей обсадной колонны и цементирование верхней части промежуточной и эксплуатационной обсадных колонн производят в период от начала загустевания до начала схватывания тампонажного раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к цементированию обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах.

Известен способ ступенчатого цементирования скважин, включающий цементирование первой ступени путем закачки цемента в обсадную колонну и последующей его продавки, цементирование второй ступени путем закачки цемента в заколонное пространство и ожидание затвердевания цемента [1]. Недостатками этого способа являются возможность разрывов цементного камня за колонной за счет образования воздушных поясов, продолжительное время ожидания затвердевания цементного раствора при обратном цементировании.

Наиболее близким по технической сущности и назначению является способ цементирования обсадных колонн, включающий цементирование нижней части обсадных колонн путем закачивания в обсадную колонну и последующей продавки в заколонное пространство тампонажного раствора, ожидание затвердевания тампонажного раствора, гидроразрыв пласта и цементирование верхней части обсадных колонн путем закачивания тампонажного раствора в заколонное пространство [2] . Однако и этому способу свойственны недостатки, а именно: не обеспечивается схождение тампонажного раствора, закачиваемого в верхней части цементируемых обсадных колонн, с цементным кольцом от цементирования нижней части обсадных колонн, что не позволяет получить сплошной и герметичный цементный камень.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества цементирования скважин.

Технический результат, на который направлено предлагаемое изобретение, - получение сплошного и герметичного цементного кольца по всей длине колонны.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в способе цементирования обсадных колонн, включающем цементирование нижней части промежуточной и эксплуатационной обсадных колонн при предварительно спущенном и зацементированном кондукторе путем закачивания в промежуточную и эксплуатационную обсадные колонны и последующей продавки в заколонное пространство тампонажного раствора, выдержку до затвердевания тампонажного раствора, гидроразрыв пласта, цементирование верхней части промежуточной и эксплуатационной обсадных колонн путем закачивания тампонажного раствора в заколонное пространство, цементирование нижней части промежуточной и эксплуатационной обсадных колонн, тампонажный раствор поднимают выше башмака предыдущей колонны, а гидроразрыв пласта под башмаком предыдущей обсадной колонны и цементирование верхней части промежуточной и эксплуатационной обсадных колонн производят в период от начала загустевания до начала схватывания тампонажного раствора.

На фиг. 1 изображена схема прямого цементирования; на фиг. 2 - схема обратного цементирования.

После цементирования кондуктора продолжают бурение и в скважину спускается промежуточная колонна 1. Эксплуатационную колонну 2 спускают одной секцией до забоя скважины. Цементирование ее производят в два этапа для обеспечения подъема тампонажного раствора до устья.

Вначале цементируют нижнюю часть обсадной колонны 2 путем закачивания в нее и последующей продавки в заколонное пространство выше башмака предыдущей колонны 1 тампонажного раствора. Продавливание тампонажного раствора производится буровым раствором 5. Ожидают затвердевание тампонажного раствора. Во время ожидания затвердевания тампонажного раствора в период от начала загустевания его до начала схватывания под башмаком предыдущей колонны 1 производят гидроразрыв пласта под давлением за счет закачки бурового раствора 5. Буровой раствор 5 (фиг. 1) и излишки тампонажного раствора из межколонного пространства колонн 1 и 2 вытесняют в поглощающий пласт ниже башмака предыдущей колонны 1 (фиг. 2), после чего осуществляют цементирование верхней части обсадной колонны 2 путем закачивания в заколонное пространство тампонажного раствора 4 (фиг. 2).

Рассмотренный способ цементирования распространяется не только на эксплуатационную, но и на промежуточную колонну при наличии кондуктора в верхней части разреза.

Пример 1. Промежуточная колонна диаметром 245 мм спущена на глубину 1350 м. Башмак кондуктора имеет диаметр 324 мм - 550 м. Нижняя часть промежуточной колонны (забой - 500 м) зацементирована прямым способом тампонажным раствором плотностью 1,83 г/см³, приготовленном на растворе хлорида кальция плотностью 1,83 г/см³. Начало схватывания 4 ч 20 мин, конец схватывания 5 ч 05 мин, время загустевания 3 ч 30 мин. Время закачки и продавки тампонажного раствора при прямом цементировании составило 2 ч 40 мин. После обвязки манифольдной линии для обратного цементирования через 50 мин после окончания прямого цементирования в момент начала загустевания тампонажного раствора в башмаке кондуктора начинают обратное цементирование. Осуществляют гидроразрыв пород под башмаком кондуктора и закачивают расчетный объем тампонажного раствора плотностью 1,83 г/см³, приготовленного на растворе хлорида кальция плотностью 1,03 г/см³. После закачки раствора - ожидание затвердевания тампонажного раствора составляет 24 ч. Затем производят обвязку колонной головки.

Пример 2. Эксплуатационная колонная диаметром 168 мм спущена на глубину 2600 м, промежуточная колонная диаметром 245 мм - на 1500 м. Нижняя часть эксплуатационной колонны (забой - 1450 м от устья) зацементирована тампонажным раствором плотностью 1,83 г/см³. Начало схватывания 4 ч 20 мин, время загустевания 3 ч 30 мин. Время закачки и продавки тампонажного раствора при прямом цементировании составило 2 ч 30 мин. После обвязки манифольдной линии для обратного цементирования через 1 ч после окончания прямого цементирования в момент начала загустевания тампонажного раствора в башмаке промежуточной колонны начинают обратное цементирование. При этом производят гидроразрыв пород под башмаком промежуточной колонны и закачивают расчетный объем тампонажного раствора плотностью 1,83 г/см³, приготовленного на растворе хлорида кальция плотностью 1,03 г/см³. После закачки тампонажного раствора ожидают затвердевание раствора. Затем производят обвязку колонной головки.