Цементаж скважин: Цементирование скважин: способы и технологии тампонажа

Цементирование скважин — способы + технология проведения работ

На завершающем этапе буровых работ проводится цементирование скважин. От качества проведения данной операции зависит жизнеспособность всего сооружения. Главная цель, которая преследуется во время этого процесса, заключается в полном замещении бурового раствора цементным, который называют иначе тампонажным. Введенный раствор должен затвердеть в течение определенного временного интервала и превратиться в цементный камень. Разработано несколько методов осуществления цементирования скважин, при этом самому распространенному из них уже более ста лет. Способ прямого одноциклового цементирования обсадной колонны был разработан в 1905 году инженером А.А. Богушевским, проживающим в г. Баку. До сих пор данная технология с небольшими усовершенствованиями используется буровиками.

В данном видеоролике наглядно представлена схема сплошного цементирования затрубного пространства через башмак:

Составляющие технологического процесса

Процесс цементирования скважин состоит из пяти основных видов работ:

• подготовка тампонажного раствора;
• закачка подготовленного раствора в скважину;

• подача цементного раствора выбранным способом в затрубное пространство;
• период затвердения закачанного тампонажного раствора;
• проверка качества проведения цементировочных работ доступными методами.

Важно! Перед началом работ  составляется программа их проведения, которая опирается на технический расчет цементирования скважины. При этом учитываются горно-геологические условия, величина протяженности интервала, нуждающегося в укреплении, особенности конструкции ствола скважины и его состояния. При расчете опираются на опыт проведения подобных работ в данном районе, если таковой имеется.

Схемы подачи тампонажного раствора в затрубное пространство

Существующие способы цементирования скважин отличаются друг от друга методом подачи цементного (тампонажного) раствора в затрубное пространство, а также особенностями используемых для этого приспособлений. Существует два варианта организации  подачи подготовленного раствора:

• прямая схема, которая подразумевает закачку раствора внутрь обсадной колонны с дальнейшим его прохождением до башмака и последующим поступлением в затрубное пространство, заполняющимся снизу вверх;
• обратная схема характеризуется подачей тампонажного раствора с поверхности в  затрубное пространство, при этом закачиваемая смесь перемещается сверху вниз.

При бурении скважин в промышленных масштабах чаще всего применяется способ цементирования, осуществляемый по прямой схеме. При этом процесс цементирования может проводиться в один цикл, во время которого весь объем необходимого для тампонирования раствора продавливается сразу.

Схематичное изображение процесса одноступенчатого цементирования скважины:

I.  Начало процесса подачи цементного раствора в ствол скважины.

II. Подача порции раствора, закачанного в скважину, вниз по обсадной колонне.

III. Начало процесса продавливания тампонажного материала в затрубное пространство.

IV. Завершение процесса продавливания тампонажного материала.

Схема одноступенчатого (одноциклового) цементирования скважин: 1 — Манометр для контроля давления; 2 — Головка цементировочная; 3 — Пробка верхняя; 4 -Пробка нижняя; 5 — Цементируемая обсадная колонна; 6 — Стены скважины; 7 — Стоп-кольцо; 8 — Жидкость для продавливания тампонажного материала; 9 — Раствор буровой; 10 — Цементный раствор

В очень глубоких скважинах прибегают к двухступенчатому цементированию. Весь фронт работ делится на интервалы, которые заполняются с помощью специального оборудования поочередно.

Наряду с перечисленными вариантами цементирования обсадных колонн существует также манжетный способ, при использовании которого часть ствола защищается от проникновения тампонажного раствора. С помощью манжеты происходит изоляция участка, расположенного в интервале продуктивного пласта.

Важно! Все способы цементирования преследуют одну цель, заключающуюся в вытеснении из затрубного пространства скважины бурового раствора с помощью тампонажного раствора, который необходимо поднять на заданную высоту, согласно проведенным расчетам.

 Выбранная технология цементирования должна обеспечить:

• заполнение тампонажным раствором всего интервала ствола по всей длине его протяженности;
• полное вытеснение промывочной жидкости цементным раствором в рамках цементируемого интервала;
• защиту тампонажного раствора от попадания промывочной жидкости;
• получение прочного цементного камня, обладающего высокой стойкостью к механическим и химическим воздействиям, способного к выдерживанию высоких нагрузок, которые испытывают стенки ствола на глубине;
• хорошее сцепление затвердевшего цементного камня со стенками скважины и с поверхностью обсадной колонны.

Важно! Обеспечение качественного проведения процесса цементирования обсадных колонн позволяет заметно увеличить долговечность данных глубинных сооружений и срок добычи  посредством их эксплуатации нужной продукции.

Виды оборудования которое может понадобиться

В перечень технического обеспечения проведения работ включают следующее оборудование для цементирования скважин:

• цементировочные агрегаты, необходимые для затворения цемента и его продавливания в скважину под давлением;
• цементно-смесительные машины используют в тех же целях, что и цементировочные агрегаты;
• цементировочная головка необходима для проведения промывки скважинного ствола и последующего цементирования его стенок;
• заливочные пробки применяются в том случае, если выбирается двухступенчатое цементирование скважин;

• другие виды мелкого оборудования, включая краны высокого давления, гибкие металлические шланги, устройства для распределения раствора и др.

Оборудование, необходимое для цементирования скважин, может быть установлено на грузовых автомобилях

Важно! Чтобы обеспечить качество выполнения сложной инженерной задачи, необходимо неукоснительно следовать требованиям технологического регламента, разработанного специалистами для крепления скважинных стволов. Также тампонажная бригада, в состав которой входят лишь квалифицированные рабочие, должна соблюдать технологическую дисциплину. Большое внимание уделяют и качеству используемых тампонажных материалов.

Как видите, процесс цементирования скважин зависит от профессионализма людей, задействованных в работах, и от материалов, используемых для выполнения поставленной задачи.

Технология затрубной цементации скважин. Как цементируют скважины

Некоторые конструкции скважин и условия бурения требуют цементации скважин, точнее затрубного пространства между обсадной колонной и грунтовой стенкой скважины. Цементация призвана укрепить скважину, повысить уровень герметизации, в результате — продлить срок службы водозаборной системы.

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

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.

Как тампонажный раствор попадает в скважину?

Цементировочная смесь может быть доставлена в затрубное пространство скважины несколькими способами, для чего используется различное оборудование.

Прямая подача

Тампонажный раствор подается непосредственно внутрь обсадной колонны. Далее смесь через нижнюю часть скважины — так называемый башмак — проникает в затрубное пространство и заполняет его, поднимаясь между внешней поверхностью обсадной колонны и грунтовой стенкой выработки. Чаще всего используется прямая подача цементировочной смеси.

цементация скважины с двумя пробками

Для контроля положения массы тампонажного раствора применяют две пробки. Находясь между этими пробками раствор опускается внутри обсадной колонны до нижней части скважины. Затем в колонну под давлением закачивается жидкость, которая давит на верхнюю пробку, которая в свою очередь как поршень передает давление тампонажному раствору и раствор через нижнюю часть скважины попадает в затрубное пространство. Существует более простой вариант затрубной цементации скважины с использованием одной пробки. Давление жидкости контролируется по манометру.

цементация затрубного пространства завершена

Обратная подача

При обратной подаче тампонажный раствор сначала попадает в затрубное пространство, опускаясь снаружи вдоль обсадной колонны.

Одноступенчатое цементирование

При одноступенчатом цементировании весь объем тампонажного раствора доставляется за один цикл. Например, так происходит при цементировании скважины с помощью одной или двух пробок с прямой подачей раствора.

Одноступенчатое цементирование

При одноступенчатом цементировании весь объем тампонажного раствора доставляется за один цикл. Например, так происходит при цементировании скважины с помощью двух пробок с прямой подачей раствора.

Двухступенчатое цементирование

пакеры для двухступенчатого и манжетного цементирования

Данный вид цементирования сложнее в реализации и применяется при большой глубине скважины. Большая глубина увеличивает сопротивление, что затрудняет продавливание вязкого тампонажного раствора вдоль всей скважины за один проход. Потребовалось бы слишком высокое давление, что не всегда можно использовать без риска нарушить конструкцию скважины или характеристики геологических слоев в результате поглощения цементирующего раствора. Для компенсации большой глубины скважины используется метод манжетного цементирования. Манжеты ограничивают продвижение тампонажной смеси, организуя отдельные цементные кольца в затрубном пространстве, защищают продуктовый пласт от попадания смеси, позволяют цементировать скважину отдельными участками.

Оборудование для цементирования скважины

Какое оборудование понадобится для проведения цементации скважины?

• смесительная установка для приготовления тампонажного раствора и других технологических жидкостей
• цементировочный насос, задача которого нагнетать тампонажную смесь в скважину и продавить ее при определенном давлении
• насосная установка для нагнетания в скважину рабочих жидкостей
• цементировочная головка
• муфта ступенчатого цементирования
• гибкие стальные шланги

оборудование для затрубной цементации скважины

Советы буровиков

Состав тампонажного раствора подбирается в зависимости от структуры и свойств геологических слоев, в которых пробурена скважина. Плотность затрубной цементации можно повысить, если использовать раствор, который увеличивается в объеме. Если порода пористая, с высоким коэффициентом поглощения, то обычный раствор использовать нельзя, так как неизбежен его перерасход. Вместо заполнения затрубного пространства тампонажная смесь под давлением будет уходить в стороны от скважины. В такой ситуации рекомендуется применять тампонажный раствор с волокнистым наполнителем. В качестве наполнителя могут выступать многие натуральные или искусственные волокносодержащие материалы.

Перед цементацией затрубного пространства скважины не только выбирается тампонажный раствор и метод цементации, но также проверяется все оборудование в условиях максимального рабочего давления и производительности при подаче смеси.

Предварительно скважина и затрубное пространство должны быть промыты водой для очистки от шлама, оставшегося после бурения. Без промывки крупные куски породы, оставшиеся после бурения, помешают равномерному заполнению объема тампонажным раствором, что в будущем может привести к повреждению конструкции скважины.

Цементирование обсадной колонны скважины и тампонаж — Что такое Цементирование обсадной колонны скважины и тампонаж?

Рис 1. Схема этапов выполнения 1- циклового цементирования обсадной колонны:I — начало подачи цементного раствора в скважину, II — подача закачанной порции цементного раствора по обсадной колонне, III — начало продавки в затрубное пространство, IV — окончание продавки; 
1 — манометр,  2 — цементировочная головка, 3 — верхняя пробка,  4 — нижняя пробка,  5 — цементируемая обсадная колонна,  6 — стенки скважины,  7 — стоп-кольцо, 8 — продавочная жидкость, 9 — буровой раствор, 10 — цементный раствор.

• колонну обсадных труб периодически расхаживают,
• непрерывно промывают скважину для предотвращения прихвата колонны, 
• башмак ее устанавливают на 1-2 м выше забоя, 
• устье оборудуют цементировочной головкой,
• закачивают расчетный объем цементного раствора.

Многоступенчатое цементирование
Многоступенчатое цементирование — цементирование нескольких горизонтов (интервалов) пласта за обсадной колонной скважины с использованием соединений с отверстиями.
При этом, обсадная колонна на разных уровнях оснащена дополнительными приспособлениями (заливочными муфтами), позволяющими подавать тампонажный раствор в затрубное пространство поинтервально на разной глубине. 

Распространено 2-ступенчатое цементирование — раздельное последовательное цементирование 2^х интервалов в стволе скважины (нижнего и верхнего).
 
Преимущества в сравнении с 1 — ступенчатым:

• позволяет снизить гидростатическое давление на пласт при высоких уровнях подъема цемента, 
• существенно увеличить высоту подъема цементного раствора в затрубном пространстве без значительного роста давления нагнетания; 
• уменьшить загрязнение цементного раствора от смешения его с промывочной жидкостью в затрубном пространстве; 
• избежать воздействия высоких температур на свойства цементного раствора, используемого в верхнем интервале, что позволяет эффективнее подбирать цементный раствор по условиям цементируемого интервала. 

Рис. 2 Заливочная муфта для ступенчатого цементирования: 
а — при цементировании первой ступени,  б — при цементировании второй ступени; 
1 — корпус, 2 — верхнее седло, 3 — верхняя втулка, 4 — заливочные отверстия, 5 — нижнее седло, 6 — нижняя втулка

Для проведения 2-ступенчатого цементирования в обсадной, колонне на уровне, соответствующем низу верхнего интервала, устанавливают специальную заливочную муфту (рис. 2).

Подготовку скважины аналогична 1- ступенчатому цементированию. 
После промывки скважины и установки на колонну цементировочной головки приступают к закачке 1^й порции цементного раствора, соответствующей цементируемому объему 1^й ступени. Закачав нужный объем цементного раствора, в колонну вводят верхнюю пробку 1^й ступени, которая проходит через заливочную муфту (рис. 2, а). 
Продавочной жидкостью вытесняют раствор в затрубное пространство.

После закачки объема продавочной жидкости, равного внутреннему объему обсадной колонны в интервале между заливочной муфтой и упорным кольцом, освобождают находящуюся в цементировочной головке нижнюю пробку 2^й ступени. 
По достижении заливочной муфты, пробка садится во втулку, резко понижая давление нагнетания, но под давлением смещает ее вниз, открывая сквозные отверстия в муфте (рис. 2, б). .

При использовании способа непрерывного цементирования, тампонажный раствор для цементирования второй ступени закачивают тотчас за нижней пробкой второй ступени.
2-ступенчатое цементирование с разрывом — после открытия отверстий в заливочной муфте возобновляют циркуляцию бурового раствора, а тампонажный раствор 2^й ступени подают в скважину спустя некоторое время, к примеру, после схватывания раствора 1^й порции.

Тампонаж
Тампонирование (цементирование) скважин  — технологический процесс упрочнения затрубного пространства и обсадной колонны от разрушающего действия горных пород и грунтовых вод.
В процессе цементирования заданный интервал заполняется раствором вяжущих материалов (цемента), который в состоянии покоя превращается в прочный непроницаемый камень.
Используется специальный тампонажный цемент — модификацию портландце­мента с повышенными требованиями к минералогическому составу клинкера.
В состав цемента введены добавки, замедляющие его застывание. 

Технология цементирование включает 5 операций:

Цементирование скважин позволяет резко увеличить долговечность скважин и срок добычи безводной продукции.

Технология цементирования регламентируется:

При цементировании необходимо учитывать конкретные факторы:

Наиболее полное замещение промывочной жидкости происходит при турбулентном режиме — 98%, худшие показатели — при структурном режиме — 42% .

Способы повышения полноты замещения промывочной жидкости:

Цементирование скважины: способы, оборудование, цементаж затрубного пространства

Завершающим этапом строительства скважин является укрепление обсадного ствола.

Чтобы предотвратить возможное повреждение конструкции вследствие негативного воздействия подземных вод, солей металлов и коррозий, предусмотрено цементирование скважин. В этом случае качество проведенных работ может повлиять на общий срок службы готового сооружения.

Необходимость цементирования скважин

Цементация скважины – технологический процесс, направленный на замещение бурового состава заполняющим цементным раствором. Для этого он вводится в затрубное пространство скважины, превращаясь в монолит после полного затвердения.

Технология цементирования требует наличия особых знаний, навыков и привлечения специализированной техники. Частные скважины можно тампонировать самостоятельно, это позволит сэкономить семейный бюджет и получить необходимый практический опыт.

Цементирование гидросооружения позволяет решить следующие задачи:

• обеспечить износостойкость и долговечность конструктивных элементов скважины,
• защитить водозаборный ствол от негативного воздействия подземных вод и верховодок,
• укрепить колонну, защитить от разрушения и коррозии, увеличить срок службы источника,
• удалить образовавшиеся пустоты, зазоры и трещины, через которые в воду могут проникать загрязняющие элементы,
• заполнить пространство вокруг колонны тампонажным укрепляющим раствором.

Качество водного источника и технические особенности гидросооружения напрямую зависят от того, насколько правильно был проведен цементаж.

Технологический процесс цементирования гидросооружений

Цементирование скважины предусматривает поэтапное выполнение следующих работ:

• замешивание раствора для тампонажа затрубного пространства,
• подача состава к гидросооружению,
• закачивание смеси в пространство вокруг обсадной трубы,
• затвердевание заполняющего раствора,
• проверка полученного результата после завершения работ.

До начала проведения тампонажных работ рекомендуется выполнить все необходимые расчеты на основе геологических изысканий, учитывая протяженность ствола, который требует цементирования, эксплуатационные параметры конструкции, а также ее техническое состояние.

Кроме того, каждый отдельный этап работ требует применения специализированной техники и оборудования.

Типы спецоборудования для проведения тампонажа

В основной перечень технического оснащения для проведения работ включено следующее оборудование для цементирования скважин:

• устройства для подачи цементного состава и его проталкивания в гидросооружение под высоким давлением,
• агрегаты для замешивания цементной смеси,
• головка для прочистки водозаборного ствола с последующим цементированием стен,
• пробивные пробки для заливки цемента (используются при двухступенчатой системе тампонажа),
• крановые установки высокого давления,
• металлические шланги на гибкой основе,
• агрегаты для распределения цементной смеси.

Доступные способы цементирования скважин предусматривают единый принцип работы – подачу и распределение заполняющего раствора в затрубном пространстве. Правильный выбор технологии тампонажа определяется типом почвы, глубиной сооружения, материалом труб для обсадной колонны, климатическими и геодезическими условиями местности.

Цементация скважины проводится следующими способами:

• одноступенчатым (сплошным),
• двухступенчатым,
• манжетным.

Одноступенчатая (сплошная) система цементирования

Для быстрого и надежного укрепления обсадных стволов частных гидросооружений применяется сплошная система подачи смеси. Одноступенчатое цементирование скважин предусматривает закачку цементного состава в пространство вокруг трубы под высоким давлением при помощи спецоборудования, установленного на основу автосредства или вблизи сооружения.

Раствор для тампонажа под собственным весом направляется к башмачному основанию колонны, тем самым заполняя все имеющиеся полости.

Перед началом работ осуществляется тщательная промывка водозаборного ствола, далее устанавливается специальная пробка – ограничитель. Бетононасос осуществляет подачу смеси, под тяжестью которой пробка опускается на башмачное основание.

После завершения закачки цемента закладывается еще одна пробка и выполняется трамбовка смеси до тех пор, пока обе пробки не упрутся друг в друга. Это гарантирует полное заполнение раствором пространства вокруг трубы.

Для трамбовки смеси используется бетононасос, оснащенный вибропрессом. Полное затвердение цемента наступает через 48 часов.

Сплошное цементирование используется для мелких скважин правильной конфигурации. Недостатком можно считать сложность проведения контроля над качеством трамбовки залитой цементной смеси.

Система двухступенчатого цементирования

Подобная система разработана для глубоких скважин, используемых в тяжелой промышленности. Она требует применения специализированного и дорогостоящего оборудования (мощных бетономешалок и насосов), для обустройства частных питьевых скважин используется редко.

Двухступенчатое цементирование скважин применяется:

• когда цементная смесь застывает достаточно быстро, что не позволяет выполнить тампонаж за один рабочий цикл,
• когда необходимо заполнить два отдельных участка в пространстве за обсадной трубой, расположенных на значительном расстоянии друг от друга,
• когда скважина глубокая и все работы по тампонажу невозможно выполнить за один рабочий цикл.

При других условиях использование двухступенчатой системы тампонажа нерационально и экономически не обосновано.

Принцип работы заключается в подаче цементной смеси в обсадную колонну в два этапа. Первая часть цемента закачивается и сразу проталкивается, воздействуя на нижнюю пробку. Вторая часть подается только после полного застывания первой части.

Цементирование с использованием манжета

Подобный способ тампонажа гидросооружений применяется в случае, когда требуется укрепление верхней части конструкции. При этом следует определить, какой высоты должен быть цементный стакан – пространство в обсадной колонне, подвергающееся цементированию.

Подобный уровень определяется монтажом манжета, когда нижняя часть конструкции защищается специальной вставкой, чтобы предотвратить проникновение раствора вглубь. Закачка цемента проводится по схеме, аналогичной сплошному цементированию.

Манжетное тампонирование применяется для скважин, верхняя часть конструкции которых обустроена в песчаниках, а нижняя – в глинистых почвах.

Важно! Чтобы регулировать показатели пластичности и сроки застывания смеси для тампонажа, при замешивании рекомендуется добавлять в состав пластификаторы и прочие корректирующие элементы. Это упростит заполнение затрубного пространства и сократит время на тампонаж скважины.

Цементирование гидросооружения напрямую зависит от качества материалов, оборудования и квалификации специалистов, привлеченных для решения подобной задачи.

Технология цементирования скважины

При бурении скважин на воду в Волгограде иногда применяется цементирование скважины, а именно бетонирование места между стенкой скважины и обсадной колонной. Основная задача такого действия – сделать скважину более крепкой, увеличив срок ее работы на долгие годы.

Как цементируют скважину

Чтобы начать укрепление скважины, нам понадобится тампонажный раствор. В отличии от других растворов, он имеет свойство превращаться в твердую массу. Это свойство позволяет прикрепится обсадной колонне прямо к стенке скважины. Именно это значительно помогает сделать всю конструкцию гораздо прочнее. Весь процесс создания и заливания цемента можно условно разделить на такие части:

• подготовка к созданию тампонажного раствора
• заливка готовой смеси в затрубное пространство
• ожидание, когда смесь затвердеет
• оценка результата работы и качества.

Весь процесс цементирования довольно таки сложный. Чтобы правильно все сделать, нужно для начала иметь схему всех последовательных работ. Она создается в зависимости от того, какое строение скважин и прилегающей земли. Такие факторы, как величина участка тампонирования, название и марка раствора также влияют на весь процесс работы. Все эти характеристики должны быть в обязательном порядке проверены инженерным расчётом, потому что цепочка неправильных действий может повредить скважину и тогда придется все удалять и делать дополнительные превентивные меры по очистке скважины. В этом деле очень важно располагать не только теоретическим знанием, а еще и достаточным опытом проведения похожих видов работ.

Суть цементирования состоит еще в том, чтобы не только упрочнять скважину, но еще также позволяет успешно удалить буровой раствор и промывочные жидкости из затрубного пространства.

Как тампонажный раствор попадает в скважину

Существует несколько основных способов подачи раствора в затрубное пространство. Если тампонажный раствор подается прямо внутрь обсадной колонны — этот метод называется прямым. После чего идет медленное заполнение нижней части скважины, которая переходит в затрубное пространство, заполняя его. Именно этот вид подачи чаще всего используется. Чтобы проверять количество массы тампонажного раствора, используют две специальные пробки. Суть работы этих пробок в том, что когда подается раствор, то под определенным давлением закачивается еще дополнительно жидкость, давящая на верхнюю пробку. После чего она давит на раствор и нижнюю часть скважины. Бывает и более простой способ с применением всего одной пробки. Чтобы измерять давление жидкости, используют обычно манометр. Существует также и обратная подача раствора, при которой он попадает в затрубное пространство, но потом опускается через обсадную колонну.

Также бывает такой вид цементирования, как цементирование в одну ступень. При его использовании, практически вся порция раствора проходит в один прием. В этом виде также используют одну или две пробки с элементами прямой подачи.

При цементировании в две ступени, нужен немного больший опыт и слаженность действий. Этот вариант немного сложнее и его частично используют для больших глубин. На таких глубинах сопротивление возрастает, поэтому очень сложно сделать все в один прием, как в методах, описанных выше. Чтобы хоть как-то компенсировать такую глубину, применяют метод манжетного цементирования. Эти манжеты, образовывают некие кольца, которые постепенно ограничивают продвижение раствора. Такой метод позволяет осуществить постепенное цементирование отдельных участков скважины.

Оборудование для цементирования скважины

• бетономешалка или любая другая установка для создания раствора
• насос, который будет выдувать смесь внутрь скважины
• насос для подачи рабочих жидкостей
• головка цементировочная
• ступенчатая муфта
• стальные шланги, которые могут изгибаться

Советы буровиков

Весь состав смеси индивидуально выбирается в зависимости от многих причин. Это могут быть причины, в основном связанные со слоями земли и ее типов. Повышение объема и плотности, при цементировании, можно добиться путем использования специального раствора, который увеличивается в объеме. При породе земли, у которой очень высокое поглощение и его процент — использовать обычный раствор нельзя. Такая смесь будет просто вылезать в разные стороны, неэффективно заполняя затрубное пространство. Именно с этой целью как раз используют только тампонажный раствор. Практикуют также добавление к нему специальных волокнистых наполнителей.

Перед началом работы, обязательно нужно проверить не только готовность раствора, а еще — всего оборудования и нужного давления для совершения работ. Перед этим рекомендовано, прочистить и промыть все затрубное пространство водой, потому что остатки земли и породы будут в дальнейшем мешать проведению всей работы по заполнению раствором или даже поломать строение скважины.

Стоит запомнить тот факт, что такие работы рекомендуется выполнять только тем лицам, у которых есть соответствующие навыки и немалый опыт работы в такой отрасли. Неправильные действия могут только усугубить весь процесс работы и привести к нехорошим последствиям. Именно поэтому, нужно стараться максимально прислушиваться ко мнению опытных бурильщиков и мастеров по цементированию. Или, как вариант, воспользоваться их помощью на практике.

Наши телефоны +7(937)532-77-37, +7(8442)50-18-61

Цементирование буровых газовых и нефтяных скважин

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).

Центр цементирования скважин

О компании

История создания предприятия уходит в далёкий 1971 год, когда на базе Полярной, Вынгапуровской, Уренгойской экспедиций глубокого бурения был создан Тампонажный цех.

С увеличением роста объемов буровых работ на севере Тюменской области 21.09.1981 на основании приказа Министерства газовой промышленности СССР в составе производственного объединения «Тюменбургаз» была организована Тампонажная контора. В 1989 г. она получила статус Тампонажного управления в составе производственного объединения по бурению «Тюменбургаз», вошедшего в Государственный газовый концерн «Газпром».

Согласно приказу РАО «Газпром» в апреле 1997 года Буровое предприятие «Тюменбургаз» реорганизовано в филиал «Тюменбургаз» ДООО «Бургаз» (в дальнейшем — ООО «Газпром бурение»).

В 2007 году на базе Тампонажного управления филиала «Тюменбургаз» образован самостоятельный филиал «Центр цементирования скважин» ООО «Газпром бурение» с присоединением к нему тампонажных цехов других филиалов буровой компании.

В 2012 году было создано Общество с ограниченной ответственностью «Центр цементирования скважин», которое начало работу в качестве самостоятельного юридического лица. В 2014 году Общество вошло в состав ООО «Национальный буровой сервис».

В 2019 году компания вошла в состав ООО «РусГазБурение».

Технологии

В технологическом портфеле компании присутствуют как традиционные цементные растворы, так и высокотехнологичные:

• облегченные цементы плотностью от 0,9:
  • повышенной прочности,
  • с микроцементами;
• гипсовые цементы для зон ММП;
• смеси, устойчивые к коррозии в условиях высокой минерализации пластовых вод;
• самовосстанавливающиеся составы.

Сложные проекты

В процессе производственной деятельности «Центр Цементирования Скважин» успешно реализовал ряд сложных проектов, а именно, цементирование:

• скважин с большими отходами;
• растворами с плотностями 2,3 и выше;
• глубоких скважин с АВПД; скважин с солевыми отложениями, рапопроявлениями, скважин с сероводородной агрессией;
• на офшорных проектах.

Цементирование скважин — повторная публикация в Википедии // WIKI 2

Цементирование скважины — это процесс введения цемента в кольцевое пространство между стволом скважины и обсадной колонной или в кольцевое пространство между двумя последовательными обсадными колоннами. ^[1] Персонал, выполняющий эту работу, называется «цементниками».

Энциклопедия YouTube

• ✪ Обзор обсадных труб и цемента для нефтяных и газовых скважин YouTube

• ✪ Цементирование и ГРП

• ✪ Нефтегазовая обсадная колонна и цементирование. Часть 5. Процесс цементирования на буровых установках.

Содержание

Принцип цементирования

1. Для поддержки вертикальных и радиальных нагрузок, приложенных к обсадной колонне
2. Изолировать пористые образования от пластов продуктивной зоны
3. Исключить нежелательные подповерхностные флюиды из продуктивного интервала
4. Защитить корпус от коррозии
5. Устойчивость к химическому разрушению цемента
6. Ограничить аномальное поровое давление
7. Для увеличения вероятности поражения цели

Цемент вводится в скважину с помощью цементировочной головки.Это помогает перекачивать цемент между спуском верхней и нижней пробок.

Самая важная функция цементирования — достижение зональной изоляции. Еще одна цель цементирования — добиться хорошего сцепления цемента с трубой. Слишком низкое эффективное ограничивающее давление может привести к тому, что цемент станет пластичным.

Что касается цемента, следует отметить, что нет корреляции между прочностью на сдвиг и прочность на сжатие. Еще один факт, который следует отметить, заключается в том, что прочность цемента находится в диапазоне от 1000 до 1800 фунтов на квадратный дюйм и для пластовых давлений> 1000 фунтов на квадратный дюйм; это означает, что сначала выйдет из строя цементное соединение трубы.Это привело бы к развитию микрокольцевиков вдоль трубы. ^[2]

Классы цемента

A. 0–6000 футов используется, когда не требуются специальные свойства.

B. 0–6000 футов используется, когда условия требуют от умеренной до высокой стойкости к сульфатам

C. 0–6000 футов используется, когда условия требуют высокой начальной прочности

D. 6000–10000 футов, используется при умеренно высоких температурах и давлениях

E. 10000–14000 футов используется в условиях высоких температур и давлений

Ф.10000–16000 футов используются в условиях чрезвычайно высоких температур и давлений

G. 0–8000 футов могут использоваться с ускорителями и замедлителями схватывания для покрытия широкого диапазона глубин и температур скважин.

H. 0–8000 футов можно использовать с ускорителями и замедлителями схватывания, чтобы охватить широкий диапазон глубин и температур скважин.

J. 12000–16000 футов можно использовать в условиях чрезвычайно высоких температур и давлений или можно смешивать с ускорителями и замедлителями схватывания, чтобы охватить диапазон глубины и температур скважины.

Цемент API марок A, B и C соответствует типу I, II и III ASTM.

Параметры цемента

Учитывая множество параметров цемента, лучший, наиболее тщательный и практичный метод создания цементной смеси — это лабораторные испытания.

Испытания должны проводиться на образце цемента, который будет использоваться на строительной площадке.

Добавки и механизм действия

Есть 8 общих категорий добавок.

1. Ускорители сокращают время схватывания и увеличивают скорость набора прочности на сжатие.
2. Замедлители увеличивают время схватывания.
3. Разбавители понижающие плотность ^[3]
4. Утяжелители увеличивают плотность. ^[4]
5. Диспергаторы снижают вязкость.
6. Средства контроля водоотдачи .
7. Агенты по борьбе с потерей циркуляции .
8. Специальные агенты . ^[5]

Ускорители

Может быть добавлен для сокращения времени схватывания или для ускорения процесса отверждения.

Хлорид кальция в правильных условиях имеет тенденцию к повышению прочности на сжатие и значительно сокращает время загустевания и схватывания. Используется в концентрациях до 4,0%. Механизм этого процесса обсуждается, но выдвигаются четыре основные теории.

1. Он влияет на фазу гидратации по одной из следующих теорий:
   1. Ионы хлора (Cl-) усиливают образование эттингита (кристаллического) Tenoutasse 1978.
   2. Повышает гидратацию системы алюминатная фаза / гипс.Traettenber & Gratten Bellow 1975.
   3. Ускоряет гидратацию C3S. Штейн 1961
2. Изменяет структуру C-S-H.
   1. Управляет диффузией воды и ионных частиц.
   2. Гель C-S-H имеет большую площадь и быстрее реагирует.
3. Диффузия хлорид-ионов;
   1. Ионы Cl ^— диффундируют в гель C-S-H быстрее, и этот процесс быстрее вызывает осаждение портландита.
   2. Меньший размер ионов Cl ^— вызывает большую тенденцию к диффузии в мембрану C-S-H.В конце концов, мембрана C-S-H лопается, и процесс гидратации ускоряется.
   3. Изменяет состав водной фазы.

Хлорид кальция также выделяет большое количество тепла во время гидратации. Это тепло может ускорить процесс гидратации.

Это тепло вызывает расширение и сжатие корпуса при его рассеивании. Различная скорость расширения и сжатия может привести к отрыву обсадной колонны от цемента и образованию микроколец.Он также может влиять на реологию цемента, развитие прочности на сжатие, вызывать усадку на 10-15%, со временем увеличивает проницаемость и снижает сульфатостойкость.

Замедлители

Они работают по одной из 4 основных теорий;

1. Теория адсорбции: замедлитель схватывания адсорбируется и препятствует содержанию воды.
2. Теория осаждения: реагирует с водной фазой с образованием непроницаемого и нерастворимого слоя вокруг зерен цемента.
3. Теория нуклеации: замедлитель схватывания отравляет продукт гидратации и предотвращает рост в будущем.
4. Теория комплексообразования: ионы Ca + хелатируются замедлителем схватывания. Ядро не может быть сформировано должным образом.

Лигносульфонаты : Полимеры, полученные из древесной массы. Эффективен для всех портландцементов и добавляется в концентрациях от 0,1% до 1,5% BWOC. Он впитывается в гель C-S-H и вызывает изменение морфологии на более непроницаемую структуру.

Гидроксикарбоновые кислоты — в их молекулярной структуре есть гидроксильные карбоксильные группы. Ниже 93 ° C они могут вызвать чрезмерное замедление.Они работоспособны до температуры 150 ° C. Одна кислота, используемая в лимонной кислоте, с эффективной концентрацией от 0,1% до 0,3% BWOC.

Сахаридные соединения : сахара являются отличными замедлителями схватывания портландцемента. Такие соединения обычно не используются из-за того, что степень замедления очень чувствительна к изменению концентрации. Это также зависит от чувствительности соединения к щелочному гидролизу.

Производные целлюлозы : Полисахариды, полученные из древесины или растительного сырья, устойчивые к щелочным условиям цементного раствора.

Органофосфаты : Алкиленфосфоновые кислоты.

Неорганические соединения :

Кислоты и сопутствующие соли

Хлорид натрия, используемый в концентрациях до 5,0% и при температурах на забое скважины ниже 160 ° F. Он улучшает прочность на сжатие и сокращает время загустевания и схватывания.

Оксиды цинка и свинца.

Удлинители

Снижение плотности раствора — снижает гидростатическое давление во время цементирования.Увеличивает выход раствора — уменьшает количество цемента, необходимое для производства заданного объема.

Разбавители воды — Позволяют / облегчают добавление воды для увеличения объема цементной смеси / раствора.

Заполнители низкой плотности — Материалы с плотностью меньше портландцемента (3,15 г / см3)

Полые стеклянные микросферы — спроектированные высокопрочные (одноклеточные) низкоплотные (средняя истинная плотность всего 0,3 г / куб.см для версий средней прочности), непористые полые стеклянные сферы, обычно со средним размером частиц менее 40 мкм, позволяют гидравлические цементные растворы от 8 фунтов на галлон (960 кг / м ^ 3)

Газообразные расширители — Для приготовления пены можно использовать азот или воздух.

Глины — Силикаты алюминия водные. Наиболее распространенным является бентонит (85% минеральной глины смектита). Может использоваться для получения цемента плотностью от 11,5 до 15,0 ppg с концентрацией до 20%. Используется с соотношением API 5,3% воды к 1,0% бентонита.

Бентонит — добавляется вместе с дополнительной водой, используется для контроля удельного веса, но делает цемент плохим.

Пуццолан — тонко измельченная пемза летучей золы. Пуццолан стоит очень мало, но не позволяет значительно снизить вес суспензии.

Диатомовая земля — также требует добавления воды. Свойства аналогичны свойствам бентонита.

Кремнезем — α-кварц и конденсированный микрокремнезем. α-кварц применяется для предотвращения падения прочности в термальных скважинах. Пары кремнезема (микрочастицы) обладают высокой реакционной способностью и считаются наиболее эффективным из имеющихся пуццолановых материалов. Большая площадь поверхности увеличивает потребность в воде для получения перекачиваемой суспензии. Из такой смеси можно получить цементный раствор до 11.0 стр.

Нормальная концентрация = 15% BWOC, но может достигать 28% BWOC. Иногда может использоваться для предотвращения кольцевой миграции жидкости.

Expanded Perlite — Используется для уменьшения веса при добавлении воды. Без бентонита перлит отделяется и всплывает в верхнюю часть шлама. Может использоваться для получения суспензии всего 12,0 pg. Бентонит в концентрации 2–4% также добавляется для предотвращения сегрегации частиц и шлама.

Гильсонит — используется для получения суспензии массой всего 12.0ppg. При высоких концентрациях смешивание является проблемой.

Порошковый уголь — Может использоваться для получения суспензии с плотностью от 11,9 pgg, обычно добавляется 12,5-25 фунтов на мешок.

Твердые частицы

Использует латексные добавки для достижения водоотдачи. Эмульсионные полимеры поставляются в виде суспензий полимерных частиц. Они содержат около 50% твердых веществ. Такие частицы могут физически закупорить поры фильтрационной корки.

Водорастворимые полимеры

Они увеличивают вязкость водной фазы и уменьшают проницаемость фильтрационной корки.

Производные целлюлозы

Органические белки (полипептиды). Не используется при температуре выше 93 ° C.

Неионогенные синтетические полимеры Может снизить скорость потери жидкости с 500 мл / 30 мин до 20 мл / 30 мин.

Существуют также анионные синтетические полимеры и катионные полимеры.

Неионные синтетические полимеры

Может снизить скорость потери жидкости с 500 мл / 30 мин до 20 мл / 30 мин.

Существуют также анионные синтетические полимеры и катионные полимеры. Нельсон, Э. Б., Барет, Дж. Ф. и Мишо, М. (1993). Добавки и механизмы действия . Шугар Лэнд, Техас: Образовательные услуги Schlumberger.

• Marca, C. (1990). Ремонтное цементирование . Шугар Лэнд, Техас: Образовательные услуги Schlumberger.
• Нельсон, Э. Б. (1990). Цементирование скважин . (Э. Б. Нельсон, ред.) Шугар Лэнд Техас 77478: Образовательные услуги Шлюмберже.
• Рэй, П. (1990). Проектирование цементных работ .Шугар Лэнд, Техас: Образовательные услуги Schulumberger.

Внешние ссылки

Цементирование — PetroWiki

Цемент используется для удержания обсадной колонны на месте и предотвращения миграции жидкости между подземными формациями. Цементирование можно разделить на две большие категории: первичное цементирование и восстановительное цементирование.

Первичное цементирование

Целью первичного цементирования является изоляция зон. Цементирование — это процесс смешивания суспензии из цемента, добавок к цементу и воды и закачки ее через обсадную колонну в критические точки в кольцевом пространстве вокруг обсадной колонны или в открытом стволе под обсадной колонной.Две основные функции процесса цементирования:

• Для ограничения движения жидкости между пластами
• Для крепления и поддержки обсадной колонны

Если это будет достигнуто эффективно, будут выполнены другие требования, предъявляемые в течение срока службы скважины, в том числе:

• Экономический
• Ответственность
• Безопасность
• Постановления правительства

Зональная изоляция

Зональная изоляция напрямую не связана с производством; однако эта необходимая задача должна выполняться эффективно, чтобы можно было проводить операции по добыче или стимуляции.Успех колодца зависит от этой основной операции. Помимо изоляции зон нефте-, газо- и водоотдачи, цемент также способствует

• Защита корпуса от коррозии
• Предотвращение выбросов за счет быстрого образования уплотнения
• Защита обсадной колонны от ударных нагрузок при более глубоком бурении
• Герметизация зон потери циркуляции или зоны поглощения

Восстановительное цементирование

Восстановительное цементирование обычно выполняется для устранения проблем, связанных с первичным цементированием.Самый успешный и экономичный подход к восстановительному цементированию — избежать его путем тщательного планирования, проектирования и выполнения всех операций бурения, первичного цементирования и заканчивания. Необходимость восстановительного цементирования для восстановления работы скважины указывает на то, что первичное оперативное планирование и выполнение были неэффективными, что привело к дорогостоящим ремонтным работам. Операции восстановительного цементирования делятся на две большие категории:

Процедуры укладки цемента

В целом, для успешной укладки цемента и достижения поставленных целей необходимо выполнить пять шагов.

1. Проанализировать параметры скважины; определить потребности скважины, а затем разработать методы размещения и жидкости для удовлетворения потребностей в течение срока службы скважины. Свойства жидкости, механика жидкости и химический состав влияют на конструкцию скважины.
2. Рассчитайте состав жидкости (суспензии) и проведите лабораторные испытания жидкостей, разработанных на этапе Step 1 , чтобы убедиться, что они соответствуют потребностям.
3. Используйте необходимое оборудование для реализации проекта в Step 1 ; рассчитать объем перекачиваемой жидкости (шлама); и смешивать, смешивать и закачивать жидкости в затрубное пространство.
4. Наблюдать за лечением в реальном времени; сравните с Шаг 1 и при необходимости внесите изменения.
5. Оцените результаты; сравните с проектом Шаг 1 и внесите необходимые изменения для будущих работ.

Параметры скважины

Наряду с опорой обсадной колонны в стволе скважины, цемент предназначен для изоляции зон, что означает, что он предотвращает сообщение каждой из зон проникновения и их флюидов с другими зонами. Чтобы зоны изолированы, очень важно учитывать ствол скважины и его свойства при проектировании цементных работ.

Глубина

Глубина скважины влияет на конструкцию цементного раствора, так как она влияет на следующие факторы:

Количество задействованных скважинных флюидов Объем скважинных флюидов Давления трения Гидростатические давления Температура

Глубина ствола скважины также определяет размер ствола скважины и обсадной колонны. Очень глубокие скважины имеют свои собственные проблемы проектирования из-за:

• Высокие температуры
• Высокое давление
• Коррозионные жидкости

Геометрия ствола скважины

Геометрия ствола скважины важна для определения количества цемента, необходимого для операции цементирования.Размеры отверстия можно измерить различными методами, в том числе:

• Штангенциркуль
• Штангенциркуль с электроприводом
• Штангенциркуль

Геометрия открытого ствола может указывать на неблагоприятные (нежелательные) условия, такие как промывки. Геометрия ствола скважины и размеры обсадной колонны определяют кольцевой объем и необходимое количество жидкости.

Форма отверстия также определяет зазор между обсадной колонной и стволом скважины. Это кольцевое пространство влияет на эффективность вытеснения бурового раствора.Рекомендуется минимальное кольцевое пространство от 0,75 до 1,5 дюйма (диаметр отверстия на 2–3 дюйма больше диаметра обсадной колонны). Меньшие кольцевые зазоры ограничивают характеристики потока и, как правило, затрудняют вытеснение жидкости.

Другой аспект геометрии отверстия — угол отклонения. Угол отклонения влияет на истинную вертикальную глубину и температуру. Сильно наклоненные стволы скважины могут быть проблематичными, поскольку обсадная колонна вряд ли будет центрирована в стволе скважины, и вытеснение жидкости становится затруднительным.

Проблемы, связанные с изменением геометрии, можно решить, добавив центраторы в обсадную колонну. Центраторы помогают центрировать обсадную колонну внутри отверстия, оставляя равное кольцевое пространство вокруг обсадной колонны.

Температура

Температура ствола скважины имеет решающее значение при проектировании цементных работ. Следует учитывать три основных температуры:

• Забойная температура циркуляции (BHCT)
• Статическая температура забоя (BHST)
• Разница температур (разница температур между верхом и низом укладки цемента)

BHCT — это температура, которой будет подвергаться цемент, когда он циркулирует мимо нижней части обсадной колонны.BHCT контролирует время, необходимое для схватывания цемента (время загустевания). BHCT можно измерить с помощью датчиков температуры, циркулирующих с буровым раствором. Если фактическая температура в стволе скважины не может быть определена, BHCT можно оценить, используя температурные графики American Petroleum Inst. (API) RP10B.1 BHST учитывает неподвижное состояние, при котором жидкости не циркулируют и не охлаждают ствол скважины. BHST играет жизненно важную роль в развитии прочности затвердевшего цемента.

Разница температур становится существенным фактором, когда цемент размещается в большом интервале и есть значительная разница температур между верхним и нижним местоположениями цемента. Обычно из-за разных температур могут быть разработаны два разных цементных раствора, чтобы лучше приспособиться к разнице температур.

Температура циркуляции забоя влияет на следующее:

• Время загустения пульпы
• Реология
• Потеря жидкости
• Устойчивость (оседание)
• Время схватывания

BHST влияет на увеличение прочности на сжатие и целостность цемента в течение всего срока службы скважины.Знание фактической температуры, с которой цемент столкнется во время укладки, позволяет операторам оптимизировать конструкцию раствора. Тенденция к завышению количества материалов, необходимых для поддержания цемента в жидком состоянии для перекачивания, и количества времени перекачки, необходимого для работы, часто приводит к ненужным затратам и проблемам с контролем скважины. Большинство цементных работ выполняются менее чем за 90 минут.

Для оптимизации затрат и эффективности вытеснения рекомендуются следующие рекомендации.

• Спроектируйте работу на основе фактических циркуляционных температур в стволе скважины.

• Для измерения температуры циркуляции в скважине можно использовать субрегистратор температуры в скважине. Дополнительный регистратор — это записывающее устройство с памятью, которое может быть либо опущено на кабеле, либо опущено в бурильную трубу и измеряет температуру в скважине во время операции циркуляции перед цементированием. Затем запоминающее устройство извлекается из бурильной трубы и измеряется BHCT.Это позволяет точно определять скважинную температуру.

• Если определение фактической температуры циркуляции в стволе скважины невозможно, используйте API RP10B для оценки BHCT. ^[1]
• Не допускайте «затухания» фактических измеренных скважинных температур и не превышайте количество диспергаторов, замедлителей схватывания и т.д., рекомендованное для температуры ствола скважины. При определении количества замедлителя схватывания, необходимого для конкретного применения, учитывайте скорость, с которой будет нагреваться суспензия.

Давление пласта

При бурении скважины естественное состояние пластов нарушается. Ствол скважины создает нарушение там, где раньше существовали только пласты и их естественные силы. На этапах планирования цементных работ необходимо знать определенную информацию о формации:

Обычно эти факторы определяются во время бурения. Плотность буровых растворов при правильно сбалансированной операции бурения может быть хорошим показателем ограничений ствола скважины.

Для поддержания целостности ствола скважины гидростатическое давление, оказываемое цементом, буровым раствором и т. Д., Не должно превышать давление гидроразрыва самого слабого пласта. Давление разрыва — это верхнее безопасное ограничение давления в пласте до разрушения пласта (давление, необходимое для расширения трещин в пласте). Гидростатические давления флюидов в стволе скважины, наряду с давлениями трения, создаваемыми движением флюидов, не могут превышать давление гидроразрыва, иначе формация разрушится.Если формация разрушается, формация больше не контролируется и возникает потеря циркуляции. Для успешного первичного цементирования необходимо контролировать потерю циркуляции или потерю жидкости. Давление, испытываемое в стволе скважины, также влияет на рост прочности цемента.

Характеристики пласта

Состав формаций может вызвать проблемы совместимости. Сланцевые образования чувствительны к пресной воде и могут отслоиться, если не будут приняты специальные меры, такие как повышение солености воды.Следует принимать во внимание другие факторы образования и химического состава, такие как набухающие глины и жидкости с высоким pH. Некоторые формации могут также содержать такие элементы, как:

• Текущие жидкости
• Жидкости высокого давления
• Агрессивные газы
• Другие сложные функции, требующие особого внимания

Ссылки

1. ↑ API RP 10B, Рекомендуемая практика для испытания цемента для скважин, 22-е издание. 1997. Вашингтон, округ Колумбия: API.

Интересные статьи в OnePetro

Интернет-мультимедиа

Стайлз, Дэвид.2012. Проблемы с оценкой цемента: что мы знаем и чего не знаем. https://webevents.spe.org/products/challenges-with-cement-evaluation-what-we-know-and-what-we-don’t

Внешние ссылки

См. Также

Проект размещения первичного цементирования

Время контакта при цементировании

Восстановительное цементирование

PEH: Цементирование

Объем рынка услуг по цементированию скважин

Переключить навигацию

• Отчеты
  • • Потребительские товары »
    • Красота и личная гигиена
    • Одежда, обувь и аксессуары
    • Потребительские продукты и напитки
    • Электронное и электрическое оборудование
    • Уход за домом и декор
  • • Полупроводники и электроника »
    • Технологии отображения
    • Электронные системы безопасности
    • Электронные устройства
    • Полупроводники
    • Датчики и органы управления
  • • Специальные и тонкие химикаты »
    • Катализаторы и ферменты
    • Пищевые добавки и нутрикосметика
    • Возобновляемые химические вещества
    • Специальные полимеры и полимеры на биологической основе
  • • Продукты питания и напитки »
    • Корм ​​для животных и кормовые добавки
    • Безопасность пищевых продуктов и обработка
    • Биологически активные добавки и функциональные продукты
    • Обработанные и замороженные продукты
  • • Дополнительные материалы »
    • Продвинутые внутренние материалы
    • Зеленые строительные материалы
    • Микроформовки и микросферы
    • Наночастицы
    • Умный текстиль
    • Стекло, керамика и волокна
  • • Здравоохранение »
    • Биотехнологии
    • Клиническая диагностика
    • ИТ в сфере здравоохранения
    • Медицинское оборудование
    • Медицинская визуализация
    • Фармацевтические препараты
    • Здоровье животных
  • • Технологии »
    • Автомобилестроение и транспорт
    • Инфраструктура связи
    • Услуги связи
    • Цифровые медиа
    • HVAC & Строительство
    • Сетевая безопасность
    • Технологии нового поколения
  • • Массовые химикаты »
    • Агрохимикаты и удобрения
    • Дезинфицирующие и консерванты
    • Оборудование для бурения и добычи
    • Органические химические вещества
    • Краски, покрытия и чернила для печати
    • Личная гигиена и косметика
    • Нефтехимия
    • Пластмассы, полимеры и смолы
    • Очистка воды и осадка
• Услуги
  • • Консультационные услуги
    • Отчеты об исследованиях рынка
    • Работа на полную ставку
    • Услуги таможенного исследования
    • Мониторинг рынка
    • Подписка
    • Компас
• О нас
  • • Кто мы
    • Почему выбирают нас
    • Методология исследования
    • Отзывы клиентов
    • Конференции
    • Ссылки в СМИ
• Аналитика
  • • Research Insights
    • Текущие отчеты
    • Примеры из практики
    • Пресс-центр
• Контакты
• Логин