ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦЕМЕНТИРОВАНИИ СКВАЖИН
Разобщение пластов при
существующей технологии крепления скважин - завершающий и наиболее
ответственный этап, от качества выполнения которого в значительной степени
зависит успешное строительство скважины. Под разобщением пластов понимается
комплекс процессов и операций, проводимых для закачки тампонажного раствора в
затрубное пространство (т. е. в пространство за обсадной колонной) с целью
создания там надежной изоляции в виде плотного материала, образующегося со
временем в результате отвердения тампонажного раствора. Поскольку в качестве
тампонажного наиболее широко применяется цементный раствор, то и для
обозначения работ по разобщению используется термин «цементирование».
Цементный камень за обсадной колонной должен быть достаточно прочным и
непроницаемым, иметь хорошее сцепление (адгезию) с поверхностью обсадных труб и
со стенками ствола скважины. Высокие требования к цементному камню
обусловливаются многообразием его функций: плотное заполнение пространства
между обсадной колонной и стенками ствола скважины; изоляция и разобщение
продуктивных нефтегазоносных горизонтов и проницаемых пластов; предупреждение
распространения нефти или газа в затрубном пространстве под влиянием высокого
пластового давления; заякоривание обсадной колонны в массиве горных пород;
защита обсадной колонны от коррозионного воздействия пластовых вод и некоторая
разгрузка от внешнего давления.
Следует отметить, что роль и значение цементного камня остаются неизменными
на протяжении всего срока использования скважины, поэтому к нему предъявляются
требования высокой устойчивости против воздействия отрицательных факторов.
Цементирование
включает пять основных видов работ:
·
приготовление
тампонажного раствора,
·
закачку
его в скважину,
·
подачу тампонажного раствора в затрубное пространство,
·
ожидание
затвердения закачанного материала,
·
проверку
качества цементировочных работ.
Оно проводится по заранее
составленной программе, обоснованной техническим расчетом.
Существует несколько способов
цементирования. Они различаются схемой подачи тампонажного раствора в затрубное
пространство и особенностями используемых приспособлений. Возможны
два варианта подачи тампонажного раствора в затрубное пространство:
·
раствор, закачанный внутрь цементируемой обсадной колонны, проходит по ней
до башмака и затем поступает в затрубное пространство, распространяясь снизу
вверх (по аналогии с промывкой называется цементированием по прямой схеме);
·
тампонажный раствор с поверхности подают в затрубное пространство, по
которому он перемещается вниз (цементирование по обратной схеме).
В промышленных масштабах применяют способы цементирования по прямой схеме.
Если через башмак обсадной колонны в затрубное пространство продавливают весь
тампонажный раствор, способ называется одноступенчатым (одноцикловым)
цементированием. Если обсадная колонна на разных уровнях оснащена
дополнительными приспособлениями (заливочными муфтами), позволяющими подавать
тампонажный раствор в затрубное пространство поинтервально на разной глубине,
способ цементирования называется многоступенчатым (многоцикловым). Простейший и
наиболее распространенный способ - цементирование в две ступени
(двухступенчатое). Иногда возникает необходимость не допустить проникновения
тампонажного раствора в нижнюю часть обсадной колонны, расположенную в
интервале продуктивного пласта, тогда этот интервал в затрубном пространстве
изолируется манжетой, установленной на обсадной колонне, и сам способ
цементирования называется манжетным. Выделяются также способы цементирования
потайных колонн и секций, поскольку тампонажный раствор в этом случае
закачивают по бурильной колонне, на которой спускают секцию или потайную
колонну.
В мелких скважинах (например, структурных), которые заведомо не вскрывают
продуктивных залежей и интервалов с высоким пластовым давлением, затрубное
пространство можно изолировать тампонированием нижней части обсадной колонны
глиной. Тампонирование выполняется по более простой технологии, чем
цементирование, и обеспечивает лишь временную и довольно слабую изоляцию.
Тампонирование обсадной колонны в скважине может осуществляться
задавливанием обсадной колонны на глубину до 0,8 - 1,2 м в пласт глины
мощностью не менее 2,5 - 3,0 м; по способу с нижней пробкой, когда глину в виде
шариков предварительно забрасывают на забой, а затем продавливают в затрубное
пространство самой обсадной колонной, нижний конец которой перекрыт пробкой; по
способу с верхней пробкой; в этом случае в нижнюю трубу набивают глину, над ней
помещают пробку, с помощью которой вблизи забоя глину выпрессовывают под
действием нагнетаемой с поверхности жидкости.
Преимущество метода тампонирования глиной состоит в том, что после
завершения всех работ в скважине обсадная колонна может быть освобождена и
извлечена для последующего использования.
Цементирование скважин является
сложной инженерной задачей, требующей пристального внимания на всех этапах
строительства скважин.
Обеспечение качественного
цементирования скважин позволяет резко увеличить долговечность скважин и срок
добычи безводной продукции.
Существующая отечественная цементировочная, техника, технологическая
оснастка, тампонажные материалы позволяют обеспечить качественное крепление
скважин при выполнении следующих условий:
·
Неуклонного выполнение требований технологического регламента крепления
скважин;
·
Соблюдения технологической дисциплины тампонажной бригадой;
·
Высокой
квалификации тампонажной бригады;
·
Использование
качественных тампонажных материалов;
·
Составления паспортов крепления скважин с учетом полного фактора
горно-геологических условий крепления;
При существующей технике и технологии
крепления скважин повышения качества цементирования возможно за счет:
·
получения и использования достоверной геофизической информации по состоянию
ствола скважины;
·
правильного подбора промывочной жидкости в процессе бурения с целью
уменьшения кавернообразования;
·
правильного
выбора буферной жидкости;
·
обеспечения турбулентного режима течения тампонажного раствора в затрубном
пространстве при закачке;
·
жесткого контроля за параметрами цементного раствора в течении всего
периода цементирования;
·
использования высокоэффективного селективно-манжетного цементирования при
цементировании водоплавающих залежей и малой мощностью непроницаемых глинистых
перемычек;
·
очистка застойных зон от бурового раствора при проработке ствола скважины
струйными кольмататорами.