Схема одноступенчатого цементирования. Динамика давлений на устье и в скважине в процессе цементирования.
Одноступенчатый способ цементирования является наиболее распространенным.
Сущность его заключается в том, что необходимый объем тампонажного раствора цементировочными агрегатами (ЦА) через цементировочную головку закачивают в обсадную колонну. Вслед за тампонажным раствором закачивают продавочную жидкость. В качестве продавочной жидкости используют буровой раствор или техническую воду. По мере закачки продавочной жидкости тампонажный раствор выдавливается через башмак и башмачный патрубок в затрубное пространство обсадной колонны.
На границах столба тампонажного раствора по обсадной колонне движутся разделительные пробки, которые предотвращают его перемешивание с буровым и продавочным растворами. Предварительно разделительные пробки закрепляются в цементировочной головке или закладываются в обсадную колонну.
При посадке нижней разделительной пробки на упорное кольцо или обратный клапан возникает импульс давления, под действием которого прорывается (прорезается) диафрагма, перекрывающая до этого проходное отверстие в пробке. После этого тампонажный раствор беспрепятственно через обратный клапан и отверстие башмака и направляющей пробки выдавливается в затрубное пространство.
В момент посадки верхней разделительной пробки на упорное кольцо или обратный клапан также возникает импульс давления, который фиксируется на поверхности, и который свидетельствует об окончании процесса цементирования. Посадку верхней пробки на «стоп» кольцо проводят плавно для предотвращения гидравлического удара (последние 1-2 м3 расчетного объема продавочной жидкости закачивают 1-2 ЦА на минимальной скорости).
|
|
|
После посадки верхней пробки цементировочные агрегаты выключают и плавно стравливают давление в обсадной колонне. Если обратный клапан работает, то цементный раствор обратно в обсадную колонну не поступает, а выход небольшого объема продавочной жидкости из обсадной колонны объясняется ее сжимаемостью.
При неисправности обратного клапана из обсадной колонны может выйти значительный объем продавочной жидкости. В этом случае эту продавочную жидкость снова закачивают в обсадную колонну и оставляют ее на ОЗЦ под давлением.
В процессе ОЗЦ контролируют давление в обсадной колонне. В случае его роста (за счет повышения температуры при твердении цемента) выше допустимого для обсадной колонны производят стравливание давления открытием кранов на цементировочной головке и выпуском части продавочной жидкости.
Схема прямого одноступенчатого цементирования обсадных колонн является наиболее технологичной в сравнении с другими, затраты на которую в 1,3 – 2,2 раза меньше, чем при схемах обратного и ступенчатого цементирования.
|
|
|
Недостатки:
- ограниченная высота подъема цементного раствора в условиях, осложненных поглощениями и гидроразрывами горных пород;
- высокие давления на насосах в конце операции продавливания цементного раствора, величина которых может превышать допустимые для применяемой техники;
- более длительный период проявления эффекта гравитационного движения тампонажного раствора в колонне и скважине, сопровождающегося разрывом сплошности потока и неконтролируемым ростом гидравлических сопротивлений в кольцевом пространстве.
Двухступенчатое цементирование ОК, разновидности. Область использования. Достоинства, недостатки.
Двухступенчатое цементирование обсадных колонн используют в тех случаях, когда в разрезе скважины имеются пласты с низкими давлениями гидроразрыва, зоны с АВПД, когда используют различные (несовместимые) типы тампонажных материалов или когда нет достаточного для одноступенчатого метода количества цементировочной техники. Ступенчатое цементирование может осуществляться как с разрывом, так и без разрыва во времени.
|
|
|
Сущность двухступенчатого метода цементирования заключается в том, что тампонажный раствор для цементирования первой ступени выдавливается в затрубное пространство через башмак обсадной колонны, а тампонажный раствор для цементирования второй (верхней) ступени попадает в кольцевое пространство через специальную цементировочную муфту или специальный пакер - ПДМ.
Осуществление этого метода цементирования проводится в следующей последовательности. Закачивают в обсадную колонну рассчитанный объем тампонажного раствора для заполнения затрубного пространства обсадной колонны от башмака до цементировочной муфты.
На границах столба этого тампонажного раствора движутся эластичные разделительные пробки, которые свободно проходят через цементировочную муфту и останавливаются на упорном кольце или обратном клапане.
Вслед за первой порцией тампонажного раствора закачивается порция продавочной жидкости объемом равным объему колонны на участке от упорного кольца (обратного клапана) до цементировочной муфты.
На верхней границе этой порции продавочной жидкости движется разделительная пробка, которая, садясь на нижнюю втулку цементировочной муфты, сдвигает ее вниз и открывает боковые отверстия.
|
|
|
Есть вариант цементирования, при котором продавочная жидкость закачивается в полном объеме колонны, а затем в нее сбрасывается шар, который под собственным весом садится на нижнюю втулку и при создании избыточного внутреннего давления сдвигает ее вниз и открывает боковые отверстия в муфте. Через эти отверстия скважина промывается от излишков тампонажного раствора. И если предусмотрен разрыв во времени цементирования ступеней - нижняя часть колонны оставляется на время ожидания загустевания или схватывания цемента, а верхняя промывается буровым раствором.
Вторая порция тампонажного раствора закачивается в колонну и выходит в затрубное пространство через открытые отверстия в цементировочной муфте. На границе этой части тампонажного раствора и второй порции продавочной жидкости движется разделительная пробка (большего размера), которая садится на верхнюю втулку цементировочной муфты, сдвигает ее вниз и закрывает боковые отверстия. При закрытии этих отверстий давление в колонне резко повышается, что свидетельствует об окончании цементирования второй ступени.
Место установки муфты ступенчатого цементирования (пакера ПДМ) определяется в зависимости от причины выбора этого способа цементирования, конкретных геолого-технических условий крепления скважины. В тех случаях, когда в разрезе скважины имеются поглощающие пласты, продуктивные пласты с низкими давлениями гидроразрыва, муфты и пакеры устанавливают выше кровли этих пластов (на расстоянии до 200 м). Во всех случаях цементировочные муфты следует размещать против устойчивых непроницаемых пород.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 269; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!