Тампонажные материалы и технология цементирования скважин Технология

Тампонажные материалы и технология цементирования скважин

Технология цементирования скважин

Цели крепления и цементирования скважин q q q Создать надежный и долговечный канал для транспортирования жидкости (газа) от эксплуатационных горизонтов к дневной поверхности или в противоположном направлении; Укрепить неустойчивые породы, изолировать скрытые пласты и предотвратить водогазопроявление и перетоки жидкости или газа из одного горизонта в другой; Предотвратить коррозию обсадных труб; Предохранить колонну обсадных труб от смятия; Закрепить при необходимости колонну обсадных труб на любом расстоянии от забоя.

Конструкция скважины - состав и взаимное расположение ее частей: q глубина скважины; q количество ОК, спускаемых в скважину, глубина их спуска, длина (протяженность), номинальный диаметр ОК и интервалы их цементирования; q диаметр ствола скважины под каждую ОК.

Оснастка обсадной колонны Обратный клапан Турбулизаторы Башмачный патрубок Центраторы Башмак Скребки

Одноступенчатое цементирование С двумя цементировочными пробками

Двухступенчатое цементирование

Манжетное цементирование

Муфта ступенчатого цементирования

Муфта ступенчатого цементирования Срезные штифты верхней втулки Вторая управляющая пробка Верхняя втулка Цементировочное отверстие Нижняя втулка Срезные штифты нижней втулки Первая управляющая пробка МСЦ в рабочем положении Открытие цементировочных отверстий Закрытие цементировочных отверстий

Физические свойства порошкообразных тампонажных материалов qотносительная плотность qстепень дисперсности/удельная поверхность qобъемная (насыпная) масса

Определение относительной плотности порошкообразных материалов Волюметр Ле-Шателье - Кандло

Определение удельной поверхности 1 – U-образная стеклянная трубка; 2 – резиновая груша; 3 – кювета; 4 – плунжер; 5 – линейка.

Определение объемной (насыпной) массы 1 - воронка; 2 - трубка с задвижкой; 3 - сито; 4 - сосуд-кружка.

Расчет количества материалов для одноступенчатого цементирования

Составляющие расчета Расчет заключается в определении: q Объема цементного раствора, буферной жидкости, продавочной жидкости и количества материалов для их приготовления; q Режима закачивания цементного раствора и продавочной жидкости; q Необходимых параметров насосного оборудования; q Числа смесительных машин и цементировочных агрегатов; q Продолжительности процесса цементирования.

Объем цементного раствора • • • В формулу введены следующие обозначения: K 1 – коэффициент заполнения каверн (K 1 = 1, 15); D – диаметр скважины; d 1 – наружный диаметр обсадной колонны; d 2 – внутренний диаметр обсадной колонны; Hц – длина интервала цементирования; h – расстояние от башмака колонн до посадочного седла нижней пробки. Схема цементирования обсадной колонны

Масса сухого тампонажного цемента В формулу введены следующие обозначения: • m – водоцементное отношение; • K 2 – коэффициент, учитывающий потери цемента при затворении его в смесительных машинах и приготовление цементного раствора (K 2 = 1, 05) • ρц – плотность цементного раствора. Схема цементирования обсадной колонны

Объем воды для приготовления раствора В формулу введены следующие обозначения: • qв – единичный расход воды на 1 т сухого цемента; Схема цементирования обсадной колонны

Объем буферной жидкости В формулу введены следующие обозначения: • hб – длина столба буферной жидкости в затрубном пространстве Схема цементирования обсадной колонны

Объем продавочной жидкости В формулу введены следующие обозначения: • ∆ - коэффициент сжимаемости бурового раствора (∆ = 1, 04) • Vм - вместимость манифольда (Vм = 0, 8 м 3) Схема цементирования обсадной колонны

Свойства цементного камня q q Механическая прочность Проницаемость Объемные изменения Коррозионная устойчивость в агрессивных средах q Термостойкость (морозоустойчивость) q Хорошее сцепление с металлом (высокая адгезия) обсадных колонн q Хорошее сцепление с породой

Свойства цементного раствора и приборы, используемые для их определения

Основные свойства цементного раствора q Плотность q Подвижность (растекаемость + консистенция) q Сроки схватывания q Время загустевания q Водоотдача q Седиментационная устойчивость q Структурная вязкость q Динамическое сопротивление сдвигу

Регуляторы свойств цементного раствора q. Ускорители схватывания q. Замедлители схватывания q. Понизители водоотдачи q. Пластификаторы q. Повышение изоляционных свойств цементного камня q. Ингибиторы коррозии

Приборы, используемые для определения основных свойств цементного раствора

Конус Аз. НИИ 1 - форма–конус; 2 - измерительный столик

Прибор ВИКА 1 - указатель; 2 - шкала с делениями; 3 - зажимной винт; 5 - дополнительный груз; 6 - цилиндрический металлический стержень; 7 - обойма станины; 8 - коническое кольцо.

Консистометр КЦ-5

Кривая загустевания по данным консистометра КЦ-5

Консистометр высокого давления

Ареометр 1 – поплавок, в верхней части имеющий шкалу плотности; 2 - стакан; 3 - груз

Прибор ВМ-6

Определение предела прочности при изгибе

Определение предела прочности при сжатии

Неразрушающие испытания ультразвуком Принцип работы ультразвукового анализатора прочности цемента

Ультразвуковой анализатор цемента (UCA) OFITE