Robototehnika-info.ru

Робототехника Инфо
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Некоторые трудности, возникающие при подъеме цементного раствора на большие высоты в глубоких скважинах, а также повышенный расход тампонажных материалов окупаются возможностью более длительной и безаварийной работы скважины.  [32]

До наших исследований считалось, что подъем цементного раствора в затрубном пространстве ниже расчетной высоты связан, с наличием больших каверн. Однако следует учесть, что вследствие неполного вытеснения глинистого раствора цементным фактическая высота подъема цементного раствора должна быть всегда выше расчетной. Также следует заметить, что при определении необходимого количества цемента учитывается наличие каверн в стволе скважины путем введения коэффициента запаса. Поэтому, естественно, утверждать, что причиной подъема цементного раствора за колонной ниже проектной высоты является вытеснение цементного раствора в трещины, расширенные под действием гидродинамического давления при цементировании обсадных колонн.  [33]

Ограничения метода: невозможность определения высоты подъема цементного раствора после его затвердевания, низка эффективность применения при использовании для цементирования скважин облегченных тампонажных материалов, не выделяющих при твердении достаточного количества тепла, а также в высокотемпературных скважинах. Кроме того, по данным одноразовой термометрии скважины, в процессе ОЗЦ затруднительно получить дополнительную информацию о характере распределения цементной массы за колонной, кроме высоты ее подъема.  [34]

Метод термометрии применяется для определения высоты подъема цементного раствора ( камня) за обсадной колонной, а также ориентировочного определения интервалов затрубной циркуляции.  [35]

Крепление кондуктора выполняется портландцементом арктическим с подъемом цементного раствора до устья.  [36]

Нормы времени на цементирование затрубного пространства предусматривают подъем цементного раствора на всю глубину скважины до устья. В случае подъема цементного раствора до заданной глубины следует применять установленную норму времени при глубине скважины, равной высоте подъема цементного раствора.  [37]

Температурные измерения используются также для определения высоты подъема цементного раствора за колоннами после их цементирования. На термограмме интервалы, заполненные цементным раствором, отмечаются повышенными показателями температуры по сравнению с геотермой скважины, так как затвердевание цементного раствора сопровождается выделением тепла. Самая верхняя граница цементного раствора отбивается по резкой положительной аномалии температуры. Чем меньше проходит времени после окончания цементирования, тем качественнее результаты температурных измерений.  [38]

При наличии резко различающихся температур в зоне подъема цементного раствора , вызывающих быстрое его схватывание.  [40]

Оборудование устья скважин производится после определения высоты подъема цементного раствора в заколон-ном пространстве. Обсадные трубы подвешивают на колонной головке, герметизирующей также затрубное пространство.  [41]

Продуктивный горизонт представлен прочными породами; высота подъема цементного раствора за колонной 1500 м от забоя.  [42]

Этот способ цементирования применяется в случае необходимости подъема цементного раствора на большую высоту, при которой может произойти гидравлический разрыв пластов, в случае высоких забойных температур, а также для предотвращения затрубных проявлений во время ОЗЦ в скважинах с аномально высокими пластовыми давлениями. Двухступенчатое цементирование применяется и тогда, когда в затрубном пространстве предусматривается создание прерывистого кольца.  [43]

При таком зазоре трудно обеспечить высокую скорость подъема цементного раствора в затрубном пространстве. Это обстоятельство наряду с тем, что глинистый раствор часто приходится утяжелять до удельного веса 1 6 — 1 8 г / см3, также отрицательно влияет на качество цементирования.  [44]

Оборудование устья скважин производится после определения высоты подъема цементного раствора в за кол окном пространстве. Обсадные трубы подвешивают на колонной головке, герметизирующей также затрубное пространство.  [45]

Расчет одноступенчатого цементирования скважин

Пример 11.5 . Провести расчет одноступенчатого цементирования при следующих условиях: обсадная колонна диаметром 273 мм спущена на глубину Н=2000 м; диамеф скважины D скв =320 мм; высота подъема цементного раствора за колонной Н ц =1500 м; плотность бурового раствора ρ р =1350 кг/м; плотность цементного раствора ρ цр =1860кг/м3; упорное кольцо установлено на высоте 20 м от башмака колонны, т.е. высота цементного стакана h=20 м; объем цементного стакана V ц.с = 1,04м3. Пластовое давление продуктивного горизонта p пл =25 МПа; расстояние от продуктивного горизонта z пл =1900 м.

Читайте так же:
Силикофосфатный цемент для эстетического пломбирования

Решение . Определяем высоту столба буферной жидкости по формуле (11.14 ), предварительно найдя коэффициент аномальности по формуле (11.15 ):

В качестве буферной жидкости принимаем водный раствор солей NaCI плотностью 1080 кг/м3, тогда

Определяем высоту столба бурового раствора за колонной ( см.формулу 11.17 )

hр = 2000 — (1500 + 210) = 290м.

Находим требуемый объем цементного раствора по формуле (11.18)

Требуемая масса сухого цемента по уравнению (11.19)

Gц = 38,4 ·1860·1 /(1 + 0.5)1,05 = 50000 кг = 50 т.

Количество воды для приготовления расчетного объема цементного раствора по формуле (11.21 )

Требуемый объем продавочного раствора; приняв вместимость манифольда, Vм=0,9 м3.

Vпр= 1,04·0,8·0.255 2 (2000 — 20)+ 0,8 = 108.0 м3

Определяем максимальное давление перед посадкой верхней пробки на упорное

р1 =0.01[290·1350 + 210·1080+1500·1860-(2000-20)·1350-20·1860] = = 7,0 МПа,
р2 = 0,001·2000 + 0,8 = 2.8МПа .

где р1 — давление, создаваемое за счет разности плотности жидкости в затрубном пространстве и в трубах; р2 — давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений.

Окончательно рмах=7,0+2,8=9,8 МПа.

Принимаем vв= 1,8 м/с и находим требуемую подачу цементировочных агрегатов для обеспечения этой скорости: [ см. формулы (11.26) и (11.27) ]

Тогда Q=0,024·1,8=0,044 м3/с=44 дм3/с.

Для цементировочного агрегата ЦА-320М производительность на III скорости QIII=8,7 дм3/с при диаметре втулки 125 мм, а давление pIII=10,7 МПа, т.е. заданный режим (по давлению) обеспечится при использовании этого цементировочного агрегата.

Число требуемых цементировочных агрегатов по формуле (11.28)

Принимаем шесть агрегатов ЦА-320 М.

Находим необходимое число цементосмесительных машин,

Определяем число цементировочных агрегатов при закачке буферной жидкости объемом

V6 =0,8(0,32 2 -0.273 2 )·210 = 5.04м3.

Вместимость одного мерного бака ЦА-320М составляет 6,4 м3. Поэтому для закачки буферной жидкости принимаем один цементировочный агрегат (n1=1).

Число цементировочных агрегатов при закачке цементного раствора n2=2m=2·3=6.

Так как Vц<Vпр, то гидравлические сопротивления будут меньше расчетных (рмах=9,8 МПа).

Тогда для обеспечения производительности 44 дм3/с можно взять (QIV=13,3 дм3/с. Суммарная производительность смесительных машин обеспечит полученную подачу агрегатов.

Предусматриваем закачивание 0,98 объема продавочного раствора с помощью n-1=6-1=5 агрегатов (ЦА-320М) при подаче QIII=8,7 дм3/с. Оставшиеся 0,02 объема продавочного раствора будут закачиваться одним агрегатом при QIII=8,7 дм3/с, что необходимо для ловли момента «стоп» — момента посадки верхней разделительной пробки на упорное кольцо.

Продолжительность цементирования по формуле (11.30)

Выбираем тампонажный цементный раствор для цементирования обсадной колонны, характеризующийся началом загустевания:

Принимаем тампонажный раствор на основе портландцемента по ГОСТ 1581-78 со следующими показателями: растекаемость (при водоцементном отношении m=0,5) 18 см; начало схватывания — не ранее 2 ч; конец схватывания — не позднее 10 ч.

Практическая часть

Поинтервальная оценка качества цементирования обсадных колонн в скважинах и боковых стволах скважин

Оценка качества цементирования обсадных колонн в скважинах и боковых стволах скважин производится следующими геофизическими методами:

· ОЦК — определение высоты подъема цементного раствора за колонной;

Читайте так же:
Рентгеноконтрастный усиленный стеклоиономерный фиксирующий цемент

· АКЦ — акустическая цементометрия, определяется “сцепление” (плотность контакта) цементного камня с колонной и породой, а также высоту подъема цемента;

· ГГК (СГДТ) — определяет плотность цементного камня за колонной, эксцентриситета колонны, характера заполнения затрубного пространства цементным раствором-камнем, мест размещения технологической оснастки по колонне — центраторов, МСЦ, турбулизаторов.

ОЦК проводится на момент конца схватывания цементного раствора в точке его проектного подъема. Высота подъема цементного раствора определяется по аномалии температуры. Дополнительная информация — распределение температуры по стволу скважины. Если при цементировании обсадной колонны применяется облегченный цементный раствор, высота подъема цементного раствора уточняется по данным АКЦ ввиду того, что облегченные цементные растворы не дают четкой температурной аномалии, вызванной гидратацией цемента.

АКЦ-метрия проводится при достижении прочности цементного камня при изгибе не менее 1 МПа. Время проведения АКЦ — не ранее 3 суток после цементирования обсадной колонны или проведения РИР. АКЦ-метрия в зоне размещения облегченного цементного камня должна проводиться с помощью приборов, отрегулированных на фиксацию низкопрочного цементного камня — ниже 1,0 МПа при изгибе.

Характеристика контакта цементного камня проводится отдельно для “сцепления” цементного камня с колонной и породой.

Качественная градация “сцепления” цементного камня с колонной: “хорошее”, “частичное”, “плохое”, “отсутствует”.

Градация сцепления цементного камня с породой: “хорошее” (“плотное”, “жесткое”), “частичное” (“неопределенное”), “отсутствует”.

Коэффициент качества сцепления цементного камня с колонной К к:

где А, В, С, Д — соответственно длины интервалов в м с “хорошим”, “частичным”, “плохим” и “отсутствием” сцепления цементного камня с колонной.

Коэффициент качества сцепления цементного камня с породой К п:

где А, В, Д — соответственно длины интервалов в м. с “хорошим” (“плотным”, “жестким”), “частичным (“неопределенным”) и “отсутствием” сцепления цементного камня с породой.

Общий коэффициент качества цементирования обсадной колонны в заданном интервале по АКЦ:

где длины интервалов в м. со сцеплением цементного камня

“с колонной” — “ с породой”:

§ А — “хорошее” — “хорошее”;

§ В — “хорошее” — “частичное” или “частичное” — “хорошее”;

§ С — “частичное” — “плохое”;

§ L ц — общий интервал цементирования в заданном интервале.

Качество цементирования по К оценивается по следующей шкале:

§ 1,00 К > 0,80 — хорошее;

§ 0,80 К > 0,63 — удовлетворительное;

§ 0,63 К > 0,20 — плохое;

§ 0,20 К > 0 — очень плохое.

Шкала оценки качества цементирования К базируется на шкале функции “желательности” при обработке экспериментальных данных, разработанной ОАО НПО “Бурение” (ВНИИКРнефть).

По данным АКЦ окончательно устанавливается высота подъема цемента.

СГДТ проводится в те же сроки, что и АКЦ-метрия. СГДТ дает удовлетворительные результаты по плотности цементного камня в том случае, если разность плотностей тампонажного раствора и бурового не менее 0,5 г/см 3 . Как правило, разность между плотностью цементного камня и цементного раствора за счет седиментационных процессов и гидратации цемента составляет 0,05 г/см 3 . Большая разность плотностей свидетельствует о смешении бурового и тампонажного растворов. По СГДТ устанавливают также высоту подъема цемента и величину зоны смешения бурового раствора и тампонажного в том случае, если разность их исходных плотностей более 0,5 г/см 3 .

По СГДТ определяется эксцентриситет колонны по стволу скважины. Считается центрирование колонны удовлетворительным, если эксцентриситет колонны не превышает значения 0,5.

Оценку качества центрирования обсадных колонн рекомендуется проводить по значению эксцентриситета колонны Е:

§ 0,0 Е 0,3 — хорошо;

Читайте так же:
Цементная ваза для цветов

§ 0,3 < Е 0,5 — удовлетворительно;

§ 0,5 < Е 0,7 — плохо;

§ 0,7 < Е 1,0 — очень плохо.

Дополнительно по СГДТ определяется фактическое размещение технологической оснастки по длине колонны.

Определение высоты подъема цементного раствора

  • Виртуальный тур
  • Оставить отзыв

Метод гамма-гамма цементометрии обсаженных скважин основан на регистрации рассеянного гамма-излучения. Метод применяется для оценки качества цементирования обсадной колонны и основан на зависимости интенсивности рассеянного гамма-излучения от плотности вещества основных сред, слагающих скважину. Основными средами являются жидкость, находящаяся внутри обсадной колонны; стальная колонна обсадных труб; тампонажный или буровой раствор в затрубном пространстве; горные породы, слагающие разрез скважины. Вертикальная разрешающая способность метода — 40 см, горизонтальная разрешающая способность метода – 15 см.

Типовые условия применения метода:

Применяется в обсаженных скважинах, заполненных любым типом раствора (при условии, что различия в плотностях цементной смеси и промывочной жидкости составляет не менее 0,3 г/см 3 ).

  • определение высоты подъема цемента в затрубном пространстве;
  • определение плотности вещества в затрубном пространстве: интегральной, селективной, максимальной и минимальной;
  • оценка однородности заполнения затрубья тампонажной смесью;
  • определение эксцентриситета колонны в скважине;
  • определение средней по периметру толщины стенки труб обсадной колонны;
  • определение местоположения соединительных муфт, центрирующих фонарей, пакеров и т.п.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ:

  • содержат компенсированные зонды, позволяющие исключить влияние ближней зоны на показания метода;
  • диапазоны измерения плотности вещества в затрубном пространстве 1 – 2 г/см 3 .
  • имеет четырехканальный центрированный зонд;
  • диапазоны измерения плотности вещества в затрубном пространстве 1 – 2 г/см 3 .
  • за один спуско-подъем регистрируют 8 диаграмм: толщинограмму, 6 селективных цементограмм и диаграмму гамма-каротажа;
  • исследования можно проводить в обсадной колонне диаметром от 146 до 178 мм с максимальным углом наклона до 50°;
  • диапазоны измерения: толщины стенки обсадной колонны 5 – 12 мм, плотности вещества в 3 затрубном пространстве 1 – 2 г/см 3 .
  • за один спуско-подъем регистрируют 10 диаграмм: толщинограмму, 8 селективных цементограмм и диаграмму гамма-каротажа;
  • исследования можно проводить в обсадной колонне диаметром от 178 до 194 мм с максимальным углом наклона до 50°;
  • диапазоны измерения: толщины стенки обсадной колонны 5 – 12 мм, плотности вещества в 3 затрубном пространстве 1 – 2 г/см 3 .

Обозначение прибора:
ЦМ – гамма-гамма цементомер
СГДТ – скважинный гамма-дефектомер-толщиномер

Регистрируемые параметры:
Независимые кривые рассеянного гамма-излучения
Интенсивность рассеянного гамма-излучения по периметру колонны
Интегральная кривая
Толщина стенки колонны

Единицы измерения:
имп./мин
имп./мин
имп./мин
мм

«ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ В НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. РД 08-200-98» (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 09.04.98 N 24)

2.6.1. Конструкция скважины в части надежности, технологичности и безопасности должна обеспечивать:

— максимально возможное использование пластовой энергии продуктивных горизонтов в процессе эксплуатации за счет выбора оптимальных конструкций забоя и диаметра эксплуатационной колонны;

— применение эффективного оборудования, оптимальных способов и режимов эксплуатации, поддержания пластового давления, теплового воздействия и других методов повышения нефтеотдачи пластов;

— условия безопасного ведения работ без аварий и осложнений на всех этапах строительства и эксплуатации скважины;

— получение необходимой горно — геологической информации по вскрываемому разрезу;

— условия охраны недр и окружающей среды, в первую очередь, за счет прочности и долговечности крепи скважины, герметичности обсадных колонн и кольцевых пространств, а также изоляции флюидосодержащих горизонтов друг от друга, от проницаемых пород и дневной поверхности;

— максимальную унификацию по типоразмерам обсадных труб и ствола скважины.

2.6.2. Оптимальное число обсадных колонн и глубины установки их башмаков при проектировании конструкции скважин определяются количеством зон с несовместимыми условиями проводки ствола по градиентам пластовых (поровых) давлений и давлений гидроразрыва (поглощения) пластов, прочности и устойчивости пород.

Читайте так же:
Расширяющийся цемент инструкция по применению

Башмак обсадной колонны, перекрывающей породы, склонные к текучести, следует устанавливать ниже их подошвы или в плотных пропластках.

До вскрытия продуктивных и напорных водоносных горизонтов должен предусматриваться спуск минимум одной технической колонны или кондуктора до глубины, исключающей возможность разрыва пород после полного замещения бурового раствора в скважине пластовым флюидом или смесью флюидов различных горизонтов и герметизации устья скважины.

2.6.3. Необходимая разность диаметров скважин и муфт обсадных колонн должна выбираться исходя из оптимальных величин, установленных практикой бурения и максимально обеспечивающих беспрепятственный спуск каждой колонны до проектной глубины, а также качественное их цементирование.

Минимально допустимая разность диаметров муфт обсадных труб и скважин приведена ниже:

номинальный диаметр обсадных труб:
114140168273324
127146178299340
194351
219377
245426
разность диаметров <*>, мм:
1520253539 — 45

<*> Отклонения от указанных величин должны быть обоснованы в проекте.

2.6.4. Выбор обсадных труб и расчет обсадных колонн на прочность проводятся с учетом максимальных ожидаемых избыточных наружных и внутренних давлений при полном замещении раствора пластовым флюидом или газожидкостной смесью, снижении уровня, а также осевых нагрузок на трубы и агрессивности флюида на стадиях строительства и эксплуатации скважины на основании "Инструкции по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин" [32], Госгортехнадзор России, 12.03.97.

Прочность технической колонны и установленного противовыбросового оборудования должна обеспечить:

— герметизацию устья скважины в случаях газонефтеводопроявлений, выбросов и открытого фонтанирования с учетом дополнительного давления, необходимого для их ликвидации;

— противостояние воздействию давления гидростатического столба бурового раствора максимальной плотности;

— противостояние воздействию максимальных сминающих нагрузок в случаях открытого фонтанирования или поглощения с падением уровня бурового раствора, а также в интервале пород, склонных к текучести.

2.6.5. Стандарты и технические условия на обсадные трубы, а также коэффициенты запаса прочности для расчета обсадных колонн подлежат согласованию с Госгортехнадзором России.

2.6.6. Направления и кондукторы цементируются до устья. В нижележащей части стратиграфического разреза цементированию подлежат:

— продуктивные горизонты, кроме запроектированных к эксплуатации открытым забоем;

— продуктивные горизонты, не подлежащие эксплуатации, в т.ч. с непромышленными запасами;

— водоносные проницаемые горизонты;

— горизонты вторичных (техногенных) залежей нефти и газа;

— интервалы, сложенные пластичными породами, склонными к деформации;

— интервалы, породы которых или продукты их насыщения способны вызывать ускоренную коррозию обсадных труб.

2.6.7. Высота подъема тампонажного раствора над кровлей продуктивных горизонтов, а также устройством ступенчатого цементирования или узлом соединения верхних секций обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах должна составлять соответственно не менее 150 — 300 м и 500 м.

2.6.8. Все выбранные с учетом требований п. п. 2.6.6 и 2.6.7 настоящих Правил интервалы цементирования объединяются в один общий. При этом проектная высота подъема тампонажного раствора за обсадными колоннами должна предусматривать:

— превышение гидростатических давлений составного столба бурового раствора и жидкости затворения цемента над пластовыми давлениями перекрываемых флюидосодержащих горизонтов;

— исключение гидроразрыва пород или развитие интенсивного поглощения раствора;

— возможность разгрузки обсадной колонны на цементное кольцо для установки колонной головки.

При ступенчатом цементировании, спуске колонн секциями нижние и промежуточные ступени обсадных колонн, а также потайные колонны должны быть зацементированы по всей длине.

Разрыв сплошности цементного кольца по высоте за обсадными колоннами (за исключением случаев, предусмотренных п. 2.6.9 настоящих Правил) не допускается.

2.6.9. При перекрытии кондуктором или технической колонной зон поглощения, пройденных без выхода циркуляции, допускается подъем тампонажных растворов до подошвы поглощающего пласта с последующим (после ОЗЦ) проведением встречного цементирования через межколонное пространство. Запрещается приступать к спуску технических и эксплуатационных колонн в скважину, осложненную поглощениями бурового раствора с одновременным флюидопроявлением, осыпями, обвалами, затяжками и посадками бурильной колонны, до ликвидации осложнений.

2.6.10. Обсадные колонны в пределах интервала цементирования должны оснащаться элементами технологической оснастки, номенклатура и количество которых определяются проектом на строительство скважины, а места установки уточняются в рабочем плане на спуск колонны.

2.6.11. Режим спуска обсадных колонн и гидравлическая программа цементирования должны рассчитываться и осуществляться таким образом, чтобы обеспечить минимально возможную репрессию на продуктивные горизонты и не допускать осложнений, связанных с гидроразрывом пород и поглощением. В процессе цементирования должна обеспечиваться регистрация параметров, характеризующих этот процесс.

2.6.12. Выбор тампонажных материалов и растворов на их основе должен осуществляться с учетом следующих требований:

— тампонажный материал и сформированный из него камень должны соответствовать диапазону статических температур в скважине по всему интервалу цементирования;

— рецептура тампонажного раствора подбирается по динамической температуре и давлению, ожидаемым в цементируемом интервале скважины;

— плотность тампонажного раствора должна быть, как правило, не ниже плотности бурового раствора. Ограничением верхнего предела плотности тампонажного раствора при прочих равных условиях является условие недопущения разрыва пород под действием гидродинамического давления в процессе цементирования.

Цементный камень при наличии в цементируемом интервале агрессивных сред должен быть коррозионностойким к этим средам.

2.6.13. В целях сохранения природной проницаемости пористых и пористо — трещиноватых коллекторов необходимо применять тампонажные растворы с минимально возможной фильтрацией и общей минерализацией, приближающейся к минерализации бурового раствора, применяющегося при вскрытии этих горизонтов.

2.6.14. Применение цемента без проведения лабораторного анализа для условий предстоящего цементирования колонны запрещается.

2.6.15. Расчетная продолжительность цементирования колонны не должна превышать 75% от времени начала загустевания тампонажного раствора.

2.6.16. Спуск и цементирование обсадных колонн проводятся по плану, составленному буровым предприятием и утвержденному в установленном порядке. К плану прилагаются исходные данные для расчета колонны, коэффициенты запаса прочности колонны, результаты расчета колонны и ее цементирования, анализа цемента, а также акт готовности буровой установки к спуску колонны.

2.6.17. Перед подготовкой ствола скважины к спуску колонны должен быть произведен комплекс электрометрических работ и других исследований, необходимых для детального планирования процесса крепления.

2.6.18. Конструкция устья скважины, колонных головок и герметизирующих устройств должна обеспечивать:

— подвеску с расчетной натяжкой технических и эксплуатационных колонн с учетом компенсации температурных деформаций на всех стадиях работы скважины (колонны), а также подвеску колонны бурильных труб на противовыбросовом оборудовании;

— контроль за возможными флюидопроявлениями за обсадными колоннами;

— возможность аварийного глушения скважины;

— герметичность межколонных пространств при строительстве и эксплуатации скважин;

— испытание на герметичность обсадных колонн.

2.6.19. В процессе бурения техническая колонна должна периодически проверяться на износ для определения ее остаточной прочности. Периодичность и способы проверки устанавливаются проектом.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector