Подрядчики по цементированию тампонированию нефтяных скважин
Список компаний - Подрядчики по цементированию, тампонированию нефтяных скважин - Украина
- Сельское хозяйство, продукты питания
- Химия, фармацевтика, пластмассы
- Строительство
- Энергетика, окружающая среда
- Образование, обучение, общественные институты
- Информационные технологии, компьютеры, программное обеспечение, Интернет, исследования и разработки
- Досуг, развлечения и туризм
- Электрика, электроника, оптика
- Металлы, станки, машины, металлообработка
- Розничная торговля и дистрибуция
ua.kompass.com
Список компаний - Подрядчики по цементированию, тампонированию нефтяных скважин - Россия
- Сельское хозяйство, продукты питания
- Химия, фармацевтика, пластмассы
- Строительство
- Энергетика, окружающая среда
- Образование, обучение, общественные институты
- Информационные технологии, компьютеры, программное обеспечение, Интернет, исследования и разработки
- Досуг, развлечения и туризм
- Электрика, электроника, оптика
- Металлы, станки, машины, металлообработка
- Розничная торговля и дистрибуция
- Бумага, печатные и издательские услуги
ru.kompass.com
Список компаний - Подрядчики по цементированию, тампонированию нефтяных скважин - Полтавская обл
- Сельское хозяйство, продукты питания
- Химия, фармацевтика, пластмассы
- Строительство
- Энергетика, окружающая среда
- Образование, обучение, общественные институты
- Информационные технологии, компьютеры, программное обеспечение, Интернет, исследования и разработки
- Досуг, развлечения и туризм
- Электрика, электроника, оптика
- Металлы, станки, машины, металлообработка
- Розничная торговля и дистрибуция
ua.kompass.com
Список компаний - Подрядчики по цементированию, тампонированию нефтяных скважин - Ивано-Франковская обл
- Сельское хозяйство, продукты питания
- Химия, фармацевтика, пластмассы
- Строительство
- Энергетика, окружающая среда
- Образование, обучение, общественные институты
- Информационные технологии, компьютеры, программное обеспечение, Интернет, исследования и разработки
- Досуг, развлечения и туризм
- Электрика, электроника, оптика
- Металлы, станки, машины, металлообработка
- Розничная торговля и дистрибуция
ua.kompass.com
Список компаний - Подрядчики по цементированию, тампонированию нефтяных скважин - Минская область
- Сельское хозяйство, продукты питания
- Химия, фармацевтика, пластмассы
- Строительство
- Энергетика, окружающая среда
- Образование, обучение, общественные институты
- Информационные технологии, компьютеры, программное обеспечение, Интернет, исследования и разработки
- Досуг, развлечения и туризм
- Электрика, электроника, оптика
- Металлы, станки, машины, металлообработка
- Розничная торговля и дистрибуция
- Бумага, печатные и издательские услуги
ru.kompass.com
Список компаний - Подрядчики по цементированию, тампонированию нефтяных скважин - Гомельская область
- Сельское хозяйство, продукты питания
- Химия, фармацевтика, пластмассы
- Строительство
- Энергетика, окружающая среда
- Образование, обучение, общественные институты
- Информационные технологии, компьютеры, программное обеспечение, Интернет, исследования и разработки
- Досуг, развлечения и туризм
- Электрика, электроника, оптика
- Металлы, станки, машины, металлообработка
- Розничная торговля и дистрибуция
- Бумага, печатные и издательские услуги
ru.kompass.com
ассоциация+подрядчиков+по+ремонту+нефтяных+скважин — с английского на русский
Все языкиАнглийскийРусскийКитайскийНемецкийФранцузскийИспанскийШведскийИтальянскийЛатинскийФинскийКазахскийГреческийУзбекскийВаллийскийАрабскийБелорусскийСуахилиИвритНорвежскийПортугальскийВенгерскийТурецкийИндонезийскийПольскийКомиЭстонскийЛатышскийНидерландскийДатскийАлбанскийХорватскийНауатльАрмянскийУкраинскийЯпонскийСанскритТайскийИрландскийТатарскийСловацкийСловенскийТувинскийУрдуФарерскийИдишМакедонскийКаталанскийБашкирскийЧешскийКорейскийГрузинскийРумынский, МолдавскийЯкутскийКиргизскийТибетскийИсландскийБолгарскийСербскийВьетнамскийАзербайджанскийБаскскийХиндиМаориКечуаАканАймараГаитянскийМонгольскийПалиМайяЛитовскийШорскийКрымскотатарскийЭсперантоИнгушскийСеверносаамскийВерхнелужицкийЧеченскийШумерскийГэльскийОсетинскийЧеркесскийАдыгейскийПерсидскийАйнский языкКхмерскийДревнерусский языкЦерковнославянский (Старославянский)МикенскийКвеньяЮпийскийАфрикаансПапьяментоПенджабскийТагальскийМокшанскийКриВарайскийКурдскийЭльзасскийАбхазскийАрагонскийАрумынскийАстурийскийЭрзянскийКомиМарийскийЧувашскийСефардскийУдмурдскийВепсскийАлтайскийДолганскийКарачаевскийКумыкскийНогайскийОсманскийТофаларскийТуркменскийУйгурскийУрумскийМаньчжурскийБурятскийОрокскийЭвенкийскийГуараниТаджикскийИнупиакМалайскийТвиЛингалаБагобоЙорубаСилезскийЛюксембургскийЧерокиШайенскогоКлингонский
Все языкиРусскийПерсидскийИспанскийИвритНемецкийНорвежскийИтальянскийСуахилиКазахскийНидерландскийХорватскийДатскийУкраинскийКитайскийКаталанскийАлбанскийКурдскийИндонезийскийВьетнамскийМаориТагальскийУрдуИсландскийВенгерскийХиндиИрландскийФарерскийПортугальскийФранцузскийБолгарскийТурецкийСловенскийПольскийАрабскийЛитовскийМонгольскийТайскийПалиМакедонскийКорейскийЛатышскийГрузинскийШведскийРумынский, МолдавскийЯпонскийЧешскийФинскийСербскийСловацкийГаитянскийАрмянскийЭстонскийГреческийАнглийскийЛатинскийДревнерусский языкЦерковнославянский (Старославянский)АзербайджанскийТамильскийКвеньяАфрикаансПапьяментоМокшанскийЙорубаЭрзянскийМарийскийЧувашскийУдмурдскийТатарскийУйгурскийМалайскийМальтийскийЧерокиЧаморроКлингонскийБаскский
translate.academic.ru
ВПТ - Нефтемаш - Крепление и цементирование скважин
Успешная проводка и заканчивание скважин в значительной степени зависят от качества крепления скважин, правильного выбора конструкции, обеспечивающей разделение зон, характеризующихся несовместимыми условиями бурения, требующих различных режимов бурения и соответствующих буровых растворов, с последующим качественным цементированием.
Одной из основных задач в глубоком разведочном бурении является тщательный учет всех факторов с целью выбора наиболее рациональной конструкции скважин.
Чтобы обеспечить наилучшие условия бурения и наиболее эффективную технологию проводки, предупредить возможные осложнения, специалисты компании ООО «ВПТ-НЕФТЕМАШ» проводят научные исследования характеристик пород вскрываемых скважиной, определяют температуру горных пород по стволу и склонность к возможным обвалам, осыпям, кавернообразованию, Проводят скважину вне зон возможных газонефтеводопроявлений и поглощений промывочной жидкости. Закладывают в технические проект по освоению скважин, компоновки обсадных колонн, перекрывающие породы с низкой прочностью, во избежание образования обвалов и осложнений работы по проходке. Минимизируют, а зачастую полностью исключают, колебания зенитного и азимутного угла.
Цементирование затрубного пространства – является одной из самых важных задач в процессе строительства скважин. Важность качественного цементирования обусловлена тем, что это заключительный этап строительства скважин, поэтому неудачи при его выполнении могут свести к минимуму ожидаемый эффект, стать причиной неправильной оценки перспективности разведываемых площадей, появления новых залежей нефти и, особенно, газа в коллекторах, перетоков флюидов, грифонообразования, газопроявлений и много другого нежелательного эффекта. Процесс цементирования скважин – операция необратимая, ремонт и восстановление их связаны со значительными затратами средств и времени. Поэтому наша компания привлекает к цементировочным работам самые высококвалифицированные узконаправленные сервисные компании.
vptn.ru
Микропроцессорная система регулирования процесса цементирования нефтегазовых скважин
Количество нефти, которое можно добыть из скважины, существенно зависит от качества ее цементирования. Скважина, которую зацементировали качественно, способна дать намного больший дебет нефти. От качества цементирования скважины так же зависит состояние природных недр, потому что при отсутствии качественного разобщения пластов могут случиться различные проявления. В настоящее время для регистрации данных при процессе цементирования почти везде используют так называемые СКЦ — станции контроля цементирования. Там применяются датчики таких величин, как давление, температура, плотность. Так же там используется расходомер для изменения параметров раствора для тампонажа. Но в этих СКЦ есть один, но тем не менее, крайне ощутимый недостаток — эти станции занимаются лишь фиксацией полученных данных, но совершенно не принимают участия в управлении процессом. Это существенный недостаток, так как в области управлении существует множество крайне значимых моментов, которые не должны оставаться без должного внимания.
1.1 Основные проблемы цементирования нефтегазовых скважин.
Во время процесса цементирования обсадных колонн нефтяных и газовых скважин есть следующие условия для качественного и надежного разобщения пластов:
– обеспечение прочной связи стенок скважины и цементного кольца
– создание за колоннами бездефектного цементного кольца
Выполнить вышеперечисленные условия можно управлением гидравлического процесса при цементировании скважин. Гидравлический процесс, в свою очередь, обеспечивает показатели расхода жидкостей, и их давление и плотность на устье и забое скважин.
Турбулентный режим течения буферных жидкостей и цементного раствора за колонной позволяет обеспечивать удаление со стен скважин рыхлой части глинистой корки, а также максимальное вытеснение глинистого раствора.
Необходимо осуществлять управление гидравлическими процессами на двух главных этапах цементирования:
– на этапе приготовления и нагнетания цементного раствора в колонну вслед за буферной жидкостью. Это делается для того, чтобы не допустить таких осложнений, как проявление воды или газа, поглощения, обвалы стенок скважин. Эти осложнения могут произойти по причине снижения гидростатических и гидродинамических явлений в затрубном пространстве и из-за отрыва столба раствора.
– на этапе продавливания за колонну цементного раствора, создавая и обеспечивая за необходимый промежуток времени турбулентный режим его течения. Турбулентный режим необходим для прохождения раствором интервалов разобщения пластов на самых важных участках заколонного пространства.
Современные станции контроля цементирования не в состоянии выполнять эти задачи, в силу отсутствия необходимого для этого функционала.
Требования кСКЦ
Из-за наличия недостатков в современных СКЦ появляется задача разработки системы управления гидравлическим процессом, которая, при процессе цементирования нефтегазовых скважин, будет обеспечивать заданное давление в заколонном пространстве с помощью регулирования расхода бурового расхода, выходящего на устье во время нагнетания цементного раствора в колонну. Для реализации заданного режима расхода с целью формирования бездефектного цементного кольца, которое будет качественного разобщать нефтяные пласты, необходимо обеспечить радиоуправление работой цементировочных агрегатов.
Управление процессом осуществляется оператором с помощью компьютера. Необходимое специализированное программное обеспечение обязано постоянно отображать процесс цементирования, в частности такие параметры, как давление, плотность, температуру и расход раствора, и формировать отчёт по полученным данным.
Необходимо реализовать средства управления давлением на устье и забое скважины и расходом бурового и цементного растворов.
В силу отсутствия возможности проводной передачи данных из за экстремальных условий на объекте цементирования, необходимо использовать беспроводные технологии. С их помощью мы организуем обмен данными между объектами и субъектами управления.
Общий принцип работы СКЦ
В данной статье представлено решение задачи при разработке СКЦ, которая будет соответствовать технологическим и технически требованиям. Так же в данной СКЦ будут учтены все недостатки старых СКЦ и все требования к новым.
Разработанная СКЦ содержит в себе:
– Ноутбук с необходимым программным обеспечением для работы оператора, формирования отчетов и управляющий воздействий;
– Центральный модуль радиоуправления, который подключается к ноутбуку с помощью USB интерфейса. Данный модуль является корневым концентратором в ZigBee сети;
– Блок манифольда, содержащий датчики расхода, температуры, давления и плотности;
– Блок управления и контроля первичных данных, которые поступают из блока манифольда;
– Электроприводные задвижки;
– Блок управления электроприводом;
– Модуль сопряжения ZigBee сети и блока управления, выдающий исходный сигнал положения задвижки для блока управления электроприводом;
– Комплект раций с Bluetooth фурнитурой для агрегатчиков и оператора.
В программу управления процессом необходимо загрузить файл, который содержит в себе план цементировочных работ. Он так же включает в себе значения давления и расхода для каждого этапа цементирования.
На центральный модуль управления с блока манифольда по беспроводному каналу передачи ZigBee происходит трансфер данных о текущих значениях расхода, плотности, давления и температуры жидкости. После анализа полученных данных, управляющая программа принимает решение о дальнейшем характере работ системы и формирует управляющие команды для задвижки: открыть задвижку, закрыть задвижку, задать и установить необходимый угол задвижки. Эта программа так же должна показывать необходимые на текущий момент значения скоростей двигателя для каждого из агрегатчиков. Данные значения агрегатчики узнают от оператора по рации. На основании полученных данных, агрегатчики устанавливают необходимые скорости на двигателях и с помощью этого изменяют значения расхода.
Параметры процесса цементирования
Во время этапа затворения нужно обеспечить компенсацию потери давления в затрубном пространстве, которое вызывается низкой плотностью буферной жидкости. Это можно обеспечить закрытием задвижки на устье на определенный угол, необходимый для роста давления до заданного значения.
Входным параметром для реализации управления задвижкой будет величина противодавления. Данная величина устанавливается в самом начале и не зависит от других параметров.
Это значит, что в самом начале этапе затворения цементного раствора, управляющая программа должна осуществлять постоянный мониторинг и анализ показатели значения давления в колонне. Как только показатели начнут падать, программе необходимо дать команду блоку управления на призакрытие задвижки на несколько градусов, после чего продолжить контроль за значением давления. Повторять это действие необходимо вплоть до достижения установленного значения. После окончания затвора тампонажного раствора задвижка закрывается наполовину. Данное действие производится для нивелирования эффекта самопроизвольного стекания столба цемента по обсадной колонне.
Входным параметром этапа продавки является расчетное значение расхода воды. Для того, чтобы организовать управление в начале продавки, управляющая программа, анализируя таблицу базы знаний и введенные данные, указывает начальную скорость для каждого агрегата. После установления указанных скоростей, программа начинает анализ текущего значения расхода. Если текущее значение не является достаточным, в главном окне программы отображается, какому агрегату и на сколько ступеней необходимо повысить скорость, или наоборот понизить, если текущее значение скорости слишком велико. Если заданный расход никак не удается установить, оператору необходимо сообщить требование о снижении подачи топлива одному из агрегатчиков.
Блок-схема алгоритма работы управляющей программы
На рисунке 1 приведена блок-схема алгоритма управляющей программы.
Рис. 1. Блок-схема алгоритма работы управляющей программы
Блок-схема алгоритма управления задвижкой
На рисунке 2 приведена блок-схема алгоритма управления задвижкой. В блок-схеме отображен основной принцип работы системы на этапе закачки тампонажного раствора. В нее включено краткое описание работы всех трех устройств.
Рис. 2. Блок-схема алгоритма управления задвижкой
Блок-схема алгоритма управления расходом жидкости
На рисунке 3 приведена блок-схема алгоритма управления расходом жидкости. Подразумевается, что сообщение агрегатчикам рабочих скоростей осуществляется оператором, который постоянно следит за параметрами цементирования на компьютере.
Рис. 3. Блок-схема алгоритма управления расходом жидкости
Заключение
Микропроцессорная система регулирования процесса цементирования является важной и необходимой частью работ по улучшению нефтегазовой добычи. Практическое применение системы позволить не только получать и сравнивать фактические и желанные данные, но и принимать непосредственное участие в самом процессе цементирования
Литература:
- Рахимкулов Р. Ш. Вопросы увеличения добычи нефти из монолитных обводненных пластов. Интенсификация разработки и нефтеотдача нефтяных месторождений Башкирии. / Р. Ш. Рахимкулов // Труды Башнипинефть. 1976. — № 64. С. 164–171.
- Fuenkajor К. е.а. Drilling induced fractures in borehol Walls. / К. Fuenkajor // J.Petrol. Technol. — 1992. -№ 2. — С. 210–216.
- Иванников В. Н., Кузнецов Ю. Н. Проблемные вопросы сверхглубокого бурения и пути их решения. / В.Н Иванников // НТЖ Стр-во нефт. и газовых скважин на суше и на море, 1991. — № 9. — С. 10–14.
- ГОСТ 12.1.007–76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. –М.: Издательство стандартов, 1976. -20 с.
- Бездробный О. И. Справочное руководство по цементировочному оборудованию / О. И. Бездробный — М.: ГенНицИздат, 1979. — 205 с.
Основные термины (генерируются автоматически): цементный раствор, блок-схема алгоритма управления, управляющая программа, блок управления, гидравлический процесс, процесс цементирования, расход жидкости, задвижка, данные, бездефектное цементное кольцо.
moluch.ru
способ цементирования нефтяных и газовых скважин и устройство для его осуществления - патент РФ 2291948
Изобретение относится к области добычи нефти и газа. Обеспечивает повышение качества цементирования. Согласно способу подготавливают скважину, спускают в нее обсадную колонну, удаляют буровой раствор из затрубного пространства путем замещения его буферной жидкостью с последующим замещением буферной жидкости путем закачки тампонажного раствора в трубную полость и последующего его продавливания в затрубное пространство скважины с герметизацией кольцевого пространства между обсадной колонной и стенками ствола скважины. При этом обсадную колонну подвергают вибрационному воздействию с частотой, равной или кратной резонансной частоте обсадной колонны на этапах удаления бурового раствора из затрубного пространства и замещения его буферной жидкостью, заполнения ствола скважины тампонажным раствором с последующим его продавливанием в затрубное пространство и на этапе схватывания тампонажного раствора. Для ускоренного нарастания прочности и быстрого восстановления структурных связей в тампонажном растворе на последнем этапе уменьшают интенсивность вибрационного воздействия. Устройство содержит смонтированный на надземную часть обсадной колонны вибровозбудитель, частотный преобразователь для питания вибровозбудителя и задающий генератор для управления частотным преобразователем. Вибровозбудитель состоит из двух дебалансных электромеханических вибраторов, выполненных с параллельными с возможностью противоположного вращения валами, смонтированных на надземную часть обсадной колонны, непосредственно под цементировочной головкой с помощью вертикально расположенных опорных плит, охватывающих обсадную трубу. 2 н.п. ф-лы, 2 ил. 
Рисунки к патенту РФ 2291948
Изобретение относится к области добычи нефти и газа, а более точно к технике и технологии цементирования скважин с целью предотвращения заколонных перетоков флюидов и выбросов газа на устье.
Накопление нефти и газа в недрах земли происходит в осадочном чехле в хорошо проницаемых пористых структурах кристаллического каркаса коллектора, служащих природными резервуарами для флюидов. В естественных условиях природные резервуары ограничены по кровле и подошве непроницаемыми породами, препятствующими межпластовым перетокам флюидов.
Продуктивные пласты, разрабатываемые в настоящее время, залегают на глубинах от нескольких сотен до трех тысяч метров и более. Отмечается устойчивая тенденция по освоению все более глубоких горизонтов. Средние глубины нефтяных скважин Западной Сибири составляют 2500-3000 метров. Принятая в настоящее время стратегия освоения месторождения предусматривает бурение на самый глубокий продуктивный объект (пласт). Естественно, что при этом скважиной вскрываются все промежуточные коллекторские толщи с различным флюидным заполнением.
В процессе бурения межпластовые перетоки и фонтанирование флюидов исключаются применением утяжеленных буровых растворов. После завершения бурения и спуска колонны обсадных труб осуществляется крепление и цементирование скважины. В настоящее время цементирование считается основным и наилучшим способом тампонажа скважины. Тампонажный раствор должен иметь надежный контакт и плотно заполнять все промежутки между стенками скважины и обсадными трубами. При этом одновременно решается три задачи:
- повышается прочность скважины, уменьшается возможность смятия, излома или искривления обсадных труб;
- устраняются заколонные каналы сообщения пластов, межпластовые перетоки флюидов по кольцевому заколонному пространству, газопроявления на устье, возникновение «вторичных» нефтегазовых залежей;
- проникновение флюида через башмак внутрь скважины, создание надежного основания под башмак в слабых породах.
Известен способ цементирования скважин, в основу которого положена закачка тампонажного раствора в обсадные трубы с последующим продавливанием его в затрубное пространство, разработанный Эрлом Халлибартоном и впервые примененный им в 1919 г. в Оклахоме.
Принципиально было разработано два способа цементирования скважин:
1. Способ Перкинса - с двумя пробками, отделяющими тампонажный состав при его движении по обсадным трубам от других жидкостей (промывочной - с помощью нижней пробки и продавочной - с помощью верхней пробки).
2. Цементировка без разделительных пробок.
Способ Перкинса достаточно быстро получил признание у специалистов-нефтянников и в 1924 г. уже применялся даже на Бакинских нефтепромыслах в СССР (см., например, Справочник по нефтяному делу. Часть 1. Под ред. И.М.Губкина. Научно-издательское бюро Совета Нефтяной Промышленности. М., 1925. С.948).
Способ Перкинса оказался удивительно жизнеспособным и с некоторыми непринципиальными вариациями используется до настоящего времени (см. А.И.Булатов Технология цементирования нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1973, с.297).
Как известно, процесс цементирования обсадных колонн включает в себя две стадии: закачку тампонажного раствора в трубную полость и последующую его продавку в затрубное пространство скважины. При этом между закачкой и продавкой неизбежно возникает разрыв во времени, связанный с необходимостью раскрепления цементировочной пробки, отмывки и подключения гидроагрегатов на закачку продавочной жидкости.
Качество цементирования определяется сцеплением цементного камня с обсадной колонной и стенками скважины, обеспечением однородности состава тампонажного раствора, отсутствием объемных дефектов и микротрещин цементного камня.
Для повышения качества цементирования традиционно применяется расхаживание и вращение обсадных колонн (см. А.И.Булатов. Технология цементирования нефтяных и газовых скважин. Недра. М.: 1973, с.297., Арт Боннет, Демос Пафитис Миграция газа - взгляд вглубь проблемы./Нефтегазовое обозрение. Шлюмберже. Весна. 1998. С.18-33). Расхаживание представляет собой периодические подъемы и спуски колонны, заполненной тампонажным раствором с амплитудой 5-10 метров. Известно, что расхаживание и вращение способствуют разрушению статического напряжения сдвига бурового раствора, облегчая его удаление. Разрушение структуры защемленного глинистого раствора в сочетании с наличием скребков на наружной поверхности обсадной колонны обеспечивают очистку стенок скважины и контакт тампонажного раствора с породами.
Однако расхаживание помимо технических проблем его осуществления порождает ряд принципиальных проблем. Подъем колонны, заполненной тампонажным раствором или вытесняющей жидкостью, приводит к поршневому декомпрессионному эффекту, сопровождающемуся образованием дегазационных пузырей и, в последующем, объемных дефектов в цементном камне. При спуске обсадной колонны возникает повышенное (даже по сравнению с давлением продавливания) давление на забое и в заколонном пространстве, которое может при определенных условиях приводить к гидроразрыву пласта и поглощению буровых и тампонажных растворов. Вращение обсадных колонн не применимо для наклонных скважин (см. Килан Адамсон и др. Строительство скважин при высоких забойных давлениях и температурах./Нефтегазовое обозрение. Шлюмберже. Осень, 1999. Стр.42-57).
Основными видами осложнений при цементировании обсадных колонн в глубоких скважинах являются:
- недоподъем тампонажного раствора;
- гидроразрыв пласта;
- затрубные газоводонефтепроявления;
- поглощения буровых и тампонажных растворов.
Все указанные осложнения обычно происходят из-за преждевременного загустевания и схватывания тампонажного раствора.
Принципиально новыми подходами для повышения качества цементирования являются обеспечение режима круговой циркуляции тампонажного раствора (Пат. РФ 2235860, Е 21 В 33/14) и способ воздействия на тампонажный раствор ультразвуковыми колебаниями с помощью внутрискважинного погружного источника (Пат. РФ 2166063, Е 21 В 33/14, 27.04.01).
Практически все рассмотренные способы основаны на использовании явления тиксотропии - способности технологических жидкостей обратимо разжижаться при достаточно интенсивных механических воздействиях.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ цементирования обсадной трубы в скважине путем подачи тампонажного раствора в затрубное пространство и воздействия на раствор гидроударными импульсами с частотой 20-150 Гц, генерируемыми синхронизированными устьевым и забойным источниками (SU 1523653 А1, «Способ цементирования обсадной колонны в буровых скважинах». Авт. Р.Ш.Рахимкулов).
Недостатками известного способа являются:
- использование двух гидравлических вибраторов, в том числе забойного;
- зависимость частоты гидроударных импульсов от скорости потока тампонажного раствора;
- необходимость синхронизации частоты устьевого и забойного гидравлических вибраторов.
Задачей изобретения является создание способа, значительно повышающего качество цементирования при одновременном упрощении его технической реализации.
Решение указанной задачи достигается при использовании следующих физических закономерностей.
Практически все основные технологические жидкости, применяемые при бурении и цементировании скважин, представляют собой суспензии или коллоидные растворы (т.е. взвесь мелких твердых частиц в жидкой среде), которые принципиально отличаются от классических (ньютоновских) жидкостей. Основное их отличие заключается в том, что эти растворы обладают способностью сохранять в статическом состоянии касательные напряжения, что характерно для твердых тел. Это свойство приводит к тому, например, что свободная поверхность тампонажного раствора может иметь уклон, не находясь в движении, в нем может находиться во взвешенном состоянии твердое тело, имеющее большую плотность, чем раствор, раствор не вытекает из трубки со свободными концами, поставленной вертикально.
Помимо перечисленных аномальных механических свойств коллоидные растворы обладают уникальной особенностью, получившей в физической литературе термин «тиксотропия». Первое упоминание о тиксотропии было сделано Куне, а детально этот эффект был рассмотрен Бэрусом в 1893 году, обнаружившим более быстрое падение стальных шариков в желатиновом растворе после перемешивания. В настоящее время в результате углубленного изучения упруго-вязко-пластичных свойств структурированных дисперсных систем тиксотропия определяется как способность некоторых дисперсных систем обратимо разжижаться при достаточно интенсивных механических воздействиях. Несколько позднее было обнаружено явление реопексии, которое заключается в нарастании прочности и структурировании дисперсных систем при малых скоростях деформирования. Таким образом механическое воздействие является высокоэффективным средством оперативного обратимого управления эффективной вязкостью структурированных дисперсных систем каковыми являются буровые и тампонажные растворы и промывочные жидкости.
Вибрационное воздействие как метод уплотнения и формования бетонных смесей повсеместно применяется в промышленности строительных материалов (0.3 млрд. м3 бетона в год). Метод прекрасно изучен и обеспечивает хорошее заполнение форм, эффективное уплотнение и повышение прочностных характеристик (Савинов О.А., Лавринович Е.В. Вибрационная техника уплотнения и формования бетонных смесей. - Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние. 1986).
Предложен способ цементирования нефтяных и газовых скважин, включающий подготовку скважины, спуск в нее обсадной колонны, удаление бурового раствора из затрубного пространства путем замещения его буферной жидкостью с последующим замещением буферной жидкости путем закачки тампонажного раствора в трубную полость и последующего его продавливания в затрубное пространство скважины с герметизацией кольцевого пространства между обсадной колонной и стенками ствола скважины, на этапах удаления бурового раствора из затрубья и замещения его буферной жидкостью, заполнения ствола скважины тампонажным раствором, последующим его продавливанием в затрубное пространство скважины и на этапе схватывания тампонажного раствора обсадную колонну подвергают вибрационному воздействию.
В процессе цементирования на этапах:
- удаления бурового раствора из затрубного пространства и замещения его буферной жидкостью;
- заполнения ствола скважины тампонажным раствором;
- продавливания тампонажного раствора из скважины в затрубное пространство, вибровоздействие на обсадную колонну осуществляют в режиме разрушения структурных связей технологических жидкостей, а на этапе схватывания тампонажного раствора уменьшают интенсивность вибрационного воздействия для достижения режима реопексии, что способствует ускоренному нарастанию прочности и быстрому восстановлению структурных связей в тампонажном растворе.
С целью увеличения амплитуды колебаний обсадной колонны частоту вибрационного воздействия устанавливают равной или кратной резонансной частоте обсадной колонны.
За счет резонансных колебаний вибрационным источником, передающим энергию колебаний технологическим жидкостям, является вся внутренняя и наружная поверхность обсадной колонны.
Предложено устройство для цементирования нефтяных и газовых скважин, которое содержит вибровозбудитель и частотный преобразователь, при этом вибровозбудитель состоит из двух дебалансных электромеханических вибраторов, смонтированных на надземную часть обсадной колонны непосредственно под цементировочной головкой с помощью вертикально расположенных опорных плит, охватывающих обсадную трубу.
Для реализации способа осуществляют подготовку скважины, спуск в нее обсадной колонны, удаление бурового раствора из затрубья путем замещения его буферной жидкостью и замещение буферной жидкости тампонажным раствором с герметизацией кольцевого пространства между обсадной колонной и стенками ствола скважины, отличающийся тем, что на этапах закачки тампонажного раствора в трубную полость и последующей его продавки в затрубное пространство скважины колонна обсадных труб подвергается вибрационному воздействию.
Новым является то, что вибрационное воздействие на тампонажный раствор, находящийся как в стволе обсадной колонны, так и в затрубном пространстве передается всей внутренней и наружной поверхностью обсадной колонны, в которой возбуждаются резонансные колебания. Для возбуждения колебаний обсадной колонны на дневной поверхности непосредственно под устьевой тампонажной головкой на наружной поверхности обсадной трубы крепятся два дебалансных электромеханических вибровозбудителя. Для увеличения амплитуды колебаний обсадной трубы и уменьшения потребляемой мощности с помощью частотно управляемого привода осуществляют изменение частоты питания электромеханических вибровозбудителей, добиваясь резонансной настройки.
Предлагаемое устройство (Фиг.1) для цементирования нефтяных и газовых скважин состоит из двух дебалансных электромеханических вибровозбудителей (1), которые монтируются на надземную часть обсадной колонны (3) непосредственно под цементировочной головкой с помощью вертикально расположенных опорных плит (2), соединенных стяжными шпильками (4) и образующими ярмо (Фиг.2). Каждая из опорных плит (1) представляет собой отрезок швеллера стандартного профиля, имеющего специальные V-образные вырезы в полках, охватывающих обсадную трубу. Конструкция позволяет легко устанавливать вибровозбудитель на обсадные трубы различного диаметра. Вибровозбудитель (1) представляет собой серийно выпускаемое изделие, состоящее из двух асинхронных электродвигателей с установленными на концах вала ротора дебалансами. Дебалансы, вращаясь с валом ротора, создают центробежную (вынуждающую) силу. Для формирования направленных колебаний вибровозбудитель состоит из двух однотипных вибраторов с параллельными противоположно вращающимися валами. Питание вибровозбудителя осуществляют от частотного преобразователя (Фиг.3). Для увеличения амплитуды вынужденных колебаний обсадной колонны осуществляют резонансную настройку вибровозбудителя. Для этого частотный преобразователь включают в режим медленного линейного увеличения частоты и фиксируют минимум потребляемого тока. Эта частота соответствует резонансным условиям и ее выставляют в настройке частотного преобразователя. Достижение резонанса даже при маломощном вибровоздудителе хорошо фиксируется осязательно и визуально.
В процессе цементирования вибровоздействие на резонансной частоте обсадной колонны осуществляют на следующих этапах:
- на этапе удаления бурового раствора из затрубья и замещения его буферной жидкостью - с целью разрушения глинистой корки на горных породах, образующих стенки скважины, удаление глинистого раствора из каверн;
- на этапе заполнения ствола скважины тампонажным раствором - для снижения эффективной вязкости и гидравлического сопротивления;
- на этапе продавливания тампонажного раствора из скважины в заколонное пространство - для снижения эффективной вязкости, гидравлического сопротивления, создание надежного контакта с породой и наружной стенкой обсадной колонны, виброуплотнения тампонажного раствора.
На этих этапах интенсивность вибровоздействия обеспечивает достижение тиксотропии в соответствующих технологических жидкостях.
На этапе схватывания тампонажного раствора уменьшают интенсивность вибровоздействия для достижения режима реопексии, что способствует ускоренному нарастанию прочности и быстрому восстановлению структурных связей в тампонажном растворе.
Благодаря вибрационному воздействию на обсадную колонну обеспечивается значительное повышение качества цементирования, так как при этом достигается очистка стенок скважины от глинистой корки, удаление глинистого раствора из каверн, создание надежного контакта тампонажного раствора с породой и наружной стенкой обсадной колонны, виброуплотнение тампонажного раствора.
Все эти факторы способствуют достижению высокой герметичности заколонного пространства, что в конечном счете позволит снизить объем ремонтно-изоляционных работ, снизить вероятность возникновения межпластовых перетоков и обеспечить охрану недр и окружающей среды.
Способ упрощает технологию цементирования, повышает его качество, исключает вероятность возникновения гидроразрывов, позволяет эффективно управлять вязкостью тампонажного раствора без использования специальных химических реактивов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ цементирования нефтяных и газовых скважин, включающий подготовку скважины, спуск в нее обсадной колонны, удаление бурового раствора из затрубного пространства путем замещения его буферной жидкостью с последующим замещением буферной жидкости путем закачки тампонажного раствора в трубную полость и последующего его продавливания в затрубное пространство скважины с герметизацией кольцевого пространства между обсадной колонной и стенками ствола скважины, отличающийся тем, что обсадную колонну подвергают вибрационному воздействию с частотой, равной или кратной резонансной частоте обсадной колонны, на этапах удаления бурового раствора из затрубного пространства и замещения его буферной жидкостью, заполнения ствола скважины тампонажным раствором с последующим его продавливанием в затрубное пространство и на этапе схватывания тампонажного раствора, при этом для ускоренного нарастания прочности и быстрого восстановления структурных связей в тампонажном растворе на последнем этапе уменьшают интенсивность вибрационного воздействия.
2. Устройство для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащее смонтированный на надземную часть обсадной колонны вибровозбудитель, отличающееся тем, что оно содержит частотный преобразователь для питания вибровозбудителя и задающий генератор для управления частотным преобразователем, вибровозбудитель состоит из двух дебалансных электромеханических вибраторов, выполненных с параллельными с возможностью противоположного вращения валами, смонтированных на надземную часть обсадной колонны непосредственно под цементировочной головкой с помощью вертикально расположенных опорных плит, охватывающих обсадную трубу.
www.freepatent.ru
