Понятие о цементировании обсадных колонн. Цели и способы цементирования 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.
Цементирование включает пять основных видов работ:
приготовление
тампонажного раствора, закачку его в скважину, подачу тампонажного раствора в
затрубное пространство, ожидание затвердения закачанного материала и проверку
качества цементировочных работ.
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.
