Опорные слайды к

лекции № 14 :

Крепление скважин

доцент кафедры

МОНГП АМТИ Пахлян И.А.

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Армавирский механико-технологический институт

Цикл лекций по дисциплине:

«Основы нефтегазопромыслового дела»

для направления 131000 «Нефтегазовое дело»

План лекции

Вводная часть1. Основные понятия

2 Рекомендуемая литература

Основная часть1.Технология цементирования скважин.

Основные этапы

2 Оборудование для цементирования скважин

3 Оснастка обсадной колонны

4. Контроль качества цементирования

Заключение

Введение

С углублением ствола скважины по мере необходимости

проводят работы по его креплению. Понятие крепления

скважины охватывает работы по спуску в скважину обсадной

колонны и ее цементированию. Спущенная в ствол обсадная

колонна - составной элемент конструкции скважины.

В понятие конструкции скважины включают следующие

характеристики: глубину скважины; диаметр ствола скважины,

который можно оценивать по диаметру породоразрушающего

инструмента (долота, бурголовки и т. п.), количество обсадных

колонн, спускаемых в скважину, глубину их спуска,

протяженность, номинальный диаметр обсадных колонн и

интервалы их цементирования.

Задача лекции: ознакомиться с технологией крепления скважин

назначением циркуляционных систем буровых установок,

изучить состав комплекса для промывки скважин, ознакомиться

с основными требованиями, предъявляемыми к буровым

растворам.План лекции

Литература

План лекции

1 Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебник для нач. проф. образования/ - М.: Издательский центр «Академия», 2003. –352

2 Коршак А. А., Шаммазов А. М. Основы нефтегазового дела: Учебник для вузов. — 3-е изд., испр. и доп. — Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2005. — 528 с.: ил.

3 Кудинов В.И. Основы нефтегазопромыслового дела. – Москва –Ижевск: Институт компьютерных исследований; Удмуртский госуниверситет, 2005.-720 с

1.Технология крепления

скважин

Крепление скважины проводят с различными

целями: закрепление стенок скважины в

интервалах неустойчивых пород; изоляция зон

катастрофического поглощения промывочной

жидкости и зон возможных перетоков пластовой

жидкости по стволу; разделение интервалов, где

геологические условия требуют применения

промывочной жидкости с весьма различной

плотностью; разобщение продуктивных горизонтов

и изоляция их от водоносных пластов; образование

надежного канала в скважине для извлечения

нефти или газа или подачи закачиваемой в пласт

жидкости; создание надежного основания для

установки устьевого оборудования.

6

Технология цементированиявключает следующие операции:

• обвязка цементировочного оборудования;

• приготовление ТР и технологических жидкостей;

• цементирование заколонного пространства (закачка

ТР в скважину и продавливание его в заколонное

пространство);

• ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ) - для

кондуктора 5-8 ч, остальных колонн – от 12 до 24 ч;

• проверка качества цементирования, испытание ОК на

герметичность,

• разбуривание цементного стакана в ОК, проверка

герметичности изоляции заколонного пространства.

7

Технология цементирования

Должна обеспечить:

• цементирование требуемого интервала на всем его

протяжении;

• полное замещение ПЖ тампонажным раствором в

пределах цементируемого интервала;

• предохранение ТР от смешения с промывочной

жидкостью;

• получение цементного камня с необходимыми

механическими свойствами, с высокой стойкостью и низкой

проницаемостью;

• хорошее сцепление цементного камня с ОК и стенками

скважины.

Схема этапов выполнения одноциклового

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 План лекции

9

2 Оборудование для

цементирования скважин

• цементировочный агрегат (ЦА);

• цементно-смесительная машина

(СМ);

• самоходный блок манифольдов

(БМ);

• станция контроля процесса

цементирования (СКЦ);

• осреднительная емкость;

• цементировочная головка;

• трубопроводы и арматура для

обвязки оборудования.

10

Обвязка цементировочного оборудования

1 - Установка

осреднительная

2 - Смесительная

машина

3 - Цементировочный

агрегат

4 - Блок манифольда

5 - Станция контроля

цементирования

6 - Цементировочная

головка

вода

ТР

Оборудование для цементирования скважин

План лекции

3 Оснастка обсадных колонн

Цементировочные головки относятся к

оснастке обсадных колонн и

предназначены для создания

герметичного соединения обсадной

колонны с нагнетательными линиями

цементировочных агрегатов. В

зависимости от конструктивного

исполнения их применяют при

цементировании различными способами.

В настоящее время серийно выпускают

головки типов ГЦК, ГУЦ.

Цементировочные головки типа ГУЦ

поставляют кранами высокого давления.

При установке на устье скважины

верхние разделительные пробки в эти

головки закладывают заранее, так что

отпа­дет необходимость разборки этой

головки после закачивания

тампонажного раствора, как это

делается в случае применения

цементировочных головок типа ГЦК

Разделительные пробки

предназначены для предотвращения

смешивания тампонажного раствора с

буровым раствором и продавочной

жидкостью при цементировании, а также

для получения сигнала о посадке пробки

на стоп-кольцо, свидетельствующего об

окончании процесса продавливания

тампонажного раствора в затрубное

пространство скважины. Используют

пробки нескольких типов, каждый из

которых предназначен для выполнения

различных функций: пробки

продавочные верхние типа ПП, пробки

разделительные двухсекционные типа

СП.

3 Оснастка обсадных колонн

Рисунок 2 Пробка

разделительная

1 – резиновая манжета; 2 –

корпус; 3 – седло; 4 – срезные

калибровочные штифты; 5 –

дистанционная втулка

1- неразъемный корпус, 2- лопасти,

3- спиральный клин

3 Оснастка обсадных колонн

Турбулизаторы типа ЦТ

используют для завихрения

восходящего потока

тампонажного раствора в

затрубном пространстве

скважины при цементировании.

Как правило, их размещают

напротив зон расширения ство­ла

скважины на расстоянии не более

3 м один от другого

3 Оснастка обсадных колонн.

Рисунок 1 Башмак

колонный БКМ

1 – корпус; 2 – заглушка; 3

– направляющая насадка

Башмаки колонные типа БКМ

предназначены для

оборудования низа обсадных

колонн из труб диаметрами 114 -

508 мм в целях направления их

по стволу скважины и защиты от

повреждений при спуске в

процессе крепления нефтяных и

газовых скважин с температурой

на забое до 250 С. Эти башмаки

состоят из корпуса с

неразъемной насадкой, которая

формируется в нем из смеси

тампонажного цемента и песка в

соотношении 3:1

3 Оснастка обсадных колонн

1- рабочий элемент, 2- корпус, 3- штырь.

Скребки предназначены для разрушения

глинистой корки на стенках скважины,

что улучшает сцепление тампонажного

цемента с породой. Скребок

устанавливается таким образом, чтобы

рабочие элементы с согнутыми внутрь

концами были направлены вверх,

обеспечивая их мини­мальный износ при

спуске колонны. При движении обсадной

колонны вверх рабочие элементы

отгибаются и разрушают глинистую корку

на стенке скважины. Скребки

устанавливают выше или ниже

центратора.

оснастка обсадных колонн.

Центраторы обеспечивают

концентричное размещение обсадной

ко­лонны в скважине в целях

достижения качественного

разобщения пластов при

цементировании. Центраторы

способствуют облегчению спуска

обсадной колонны за счет снижения

сил трения между обсадной колонной

и стенками скважины, облегчению

работ по подвеске потайных колонн и

стыковке секций за счет

центрирования их верхних концов.

Конструктивно центраторы выполняют

неразъемными и разъемными, причем

предпочтение отда­ется последним.

Обычно центраторы располагают в

средней части каждой обсадной

трубы. План лекции

18

4 Контроль качества цементирования

• высота подъема ТР в затрубном пространстве;

• полнота замещения ПЖ тампонажным раствором в

зацементированном интервале;

• равномерность распределения цементного камня

в затрубном пространстве (позволяет судить о соосности

ствола скважины и ОК);

• сцепление цементного камня с ОК и стенками

скважины;

• герметичность зацементированной ОК и

затрубного пространства.

План лекции

Заключение

Анализ промысловой практики показал, что во

многих нефтедобывающих районах страны

качество разобщения пластов остается низким, о

чем свидетельствуют газопроявления на устье,

межпластовые перетоки флюидов, недоподъем

тампонажного раствора, а также многочисленные

повторные операции при установке цементных

мостов.

Выявленные факторы следующие: наличие

толстой фильтрационной корки на стенках

скважин, низкое качество тампонажных раствором

(камня), недостаточная изученность природных,

технико-технологических и др. факторов

План лекции