Подготовительные работы к цементированию

Подготовка тампонажных материалов

Тампонажный материал в зависимости от геолого-технических условий пробуренной скважины должен выбираться в соответствии с геологическими условиями цементирования скважин (по пластовым давлениям и температурам).

Выпускаемые промышленностью для крепления скважин тампонажные материалы должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1581-91 или соответствующих технических условий.

Потребное количество тампонажного материала для цементирования обсадной колонны следует определять с учетом данных профилеметрии и имеющегося опыта цементирования скважин на конкретной площади.

Количество тампонажного материала, затареного в смесители, необходимо контролировать взвешиванием.

Подбор рецептуры тампонажного раствора необходимо производить за-5 суток до цементирования в соответствии с методиками, а результаты вносить в карточку "испытание проб тампонажного раствора".

Подбор рецептур тампонажного раствора для конкретных условий должен осуществляться производственными лабораториями тампонажных и буровых организаций, а для отдельных глубоких скважин - соответствующими лабораториями территориальных научно-исследовательских организаций.

Если со дня выбора рецептуры до начала цементирования прошло 10 суток, то рецептуру следует подвергнуть контрольной проверке и в случае необходимости - корректировке.

Проведение цементирования при отсутствии результатов контрольных испытаний проб тампонажного материала и рецептуры раствора запрещается .

Доставка тампонажные материалов на буровую, как правило, должна осуществляться специально оборудованными транспортными средствами (цементосмесительными машинами, цементовозами, контейнерами и т.д.). При транспортировке и в процессе хранения тампонажных материалов на объектах должна быть обеспечена надежная их защита от атмосферных осадков, паводковых вод и т.п.

Рекомендуется применять тампонажные смеси, как правило, заводского приготовления. В случае использования тампонажных смесей, приготавливаемых непосредственно при загрузке цементосмесительных машин, необходимо произвести 2-3 кратное перетаривание сухой смеси из одного бункера в другой. Перебункеровке подлежат также тампонажные материалы, которые хранились в цементосмесительных машинах более 2 суток перед началом цементирования.

Лежалые тампонажные материалы следует подвергнуть диспергированию с помощью дезингеграторных установок, мельниц и других устройств или применять активацию тампонажного материала (раствора).

Подготовка цементировочного оборудования

Заявка (заказ) на цементирование обсадной колонны должна быть передана в тампонажную службу за 6-7 суток и подтверждена за сутки до проведения работ; в зависимости от местных условий эти сроки могут быть скорректированы.

При подготовке к выезду на буровую следует очистить мерныеемкости агрегатов, проверить соответствие размеров цилиндровых втулок и поршней цементировочных насосов ожидаемому давлению, наличие и исправность манометров высокого и низкого давлений, предохранительных клапанов и запорных устройств, а у цементосмесительных машин - соответствие размеров насадок заданной плотности тампонажных растворов.

Цементировочные головки должны быть оборудованы манометрами, кранами высокого давления и заблаговременно опрессованы на полуторакратное максимальное рабочее давление, которое ожидается при цементировании.

Конструкция цементировочной головки, как правило, должна обеспечивать возможность предварительного размещения в ней цементировочной пробки, удерживаемой с помощью стопоров (шпилек), и исключать возникновение перепада давления над пробкой при цементировании.

Если ожидаемое рабочее давление при цементировании превышает
20,0 МПа, следует заблаговременно проверить рабочие соединения манифольдов цементировочных агрегатов и опрессовать их поэлементно на полуторакратное ожидаемое давление.

Бункеры цементосмесительных машин и цементовозов перед загрузкой в них шлаковых цементов должны быть тщательно очищены от портландцемента и смесей с его включением, промыты и просушены, а автоцистерны - очищены от загрязнения.

Потребное количество единиц цементировочной техники необходимо определять исходя их технических характеристик, объема тампонажных смесей и продавочной жидкости с учетом завершения процесса цементирования за расчетное время.

Подготовка к процессу цементирования

До начала спуска обсадной колонны на буровой при необходимости следует произвести планировку площадки для размещения цементировочной техники, установку емкостей и монтаж дополнительных водоводов и освещения.

Расстановку и обвязку цементировочной техники на буровой следует производить в соответствии с утвержденной типовой схемой и обеспечивать горизонтальность размещения цементировочных агрегатов

При цементировании, как правило, должны применяться осреднительные емкости, блок-манифольд и станция контроля цементирования (СКЦ).

До начала цементирования в мерных емкостях цементировочных агрегатов должна быть приготовлена согласно рецептуре жидкость затворения с 10 % - ньм резервным объемом, а оставшиеся их свободные емкости следует заблаговременно заполнить буферной и продавочной жидкостями.

Обвязка агрегатов с цементировочной головкой должна предусматривать наличие отдельной напорной линии для продавливания верхней цементировочной пробки после закачивания тампонажного раствора.

Перед цементированием обвязка агрегатов должна быть опрессована давлением в 1,5 раза превышающим максимальное ожидаемое давление при цементировании.

При цементировании обсадных колонн рекомендуется использовать буферные жидкости. При подборе рецептуры буферной жидкости (исключая вязкоупругий разделитель) рекомендуется выполнять условие, при котором плотность и вязкость должны находится в пределах промежуточных значений аналогичных параметров разделяемых бурового и тампонажного растворов.

Для предупреждения возникновения осложнений при использовании буферной жидкости следует также проверить характер воздействия ее на буровой и тампонажный растворы, при этом ухудшение их свойств не допускается.

Потребное количество буферной жидкости должно быть определено согласно расчетной методике.

Организация процесса цементирования обсадных колонн

(общие положения)

Руководство процессом цементирования осуществляет ответственный представитель тампонажной службы по плану работ на крепление скважины, утвержденному буровой организацией. Он проверяет готовность цементировочной техники к выполнению операций, проводит инструктаж с персоналом по очередности ввода в работу машин, заданному режиму работы агрегатов, допустимым максимальным давлениям, значениям плотности тампонажного раствора, а также распределяет объемы продавочной жидкости и дает другие указания в соответствии с планом.

В случае возникновения осложнений при цементировании, вызванных поглощением бурового или тампонажного раствора, газоводонефтепроявлениями и др., дальнейшие операции по цементированию следует согласовать с ответственным представителем буровой организации.

Запрещается начинать цементирование обсадной колонны при наличии газонефтепроявления в скважине.

Для обеспечения наиболее полного замещения бурового раствора в затрубном пространстве тампонажным рекомендуется:

- понижать статическое напряжение сдвига и вязкость промывочной жидкости в процессе промывки скважины перед цементированием до минимально допустимых значений, регламентируемых ГТН;

- применять комплекс элементов технологической оснастки обсадных колонн (центраторы, скребки, турбулизаторы) в необходимом количестве, определяемом согласно действующим инструкциям;

- обеспечивать расчетную скорость восходящего потока тампонажного раствора в затрубном пространстве применительно к конкретным геолого-техническим условиям месторождения с учетом передового производственного опыта крепления скважин в данном районе;

- расхаживать колонну в процессе цементирования при отсутствии возможных осложнений;

- использовать буферные жидкости в соответствии с методикой.

Применение верхней цементировочной пробки с самоуплотняющимися манжетами обязательно. Рекомендуется также использовать нижнюю разделительную пробку.

Если при цементировании обсадной колонны возникнут признаки газонефтепроявлений, то процесс цементирования следует продолжить с регулированием противодавления в заколонном пространстве с помощью превентора.

При цементировании скважины не допускается загрязнение территории буровой использованными тампонажными и буровыми, растворами, а также их сброс в открытое море и другие водоемы.

Приготовление тампонажных растворов и закачивание их в скважину

Приготовление тампонажных растворов, как правило, следует осуществлять с помощью цементосмесительных машин. В случае применения лежалых цементов допускается их затворение с помощью механических смесителей типа ФСМ или других устройств.

Подачу тампонажного материала в смесительное устройство следует начинать после обеспечения стабильного режима работы цементосмесительной машины закачивание затворяемого раствора в скважину запрещается.

Время вывода цементосмесительных машин на стабильный режим работы с требуемой плотностью тампонажного раствора не должно превышать 1,5 - 2 мин.

В зависимости от состава тампонажной смеси рекомендуется применять насадки следующих диаметров: для облегченных цементов 16-20 мм, для стандартных цементов 14-16мм, для утяжеленных 10-12мм.

В процессе приготовления тампонажных растворов не допускается колебания их плотности относительно заданной более чем на ± 0,03. г/см³ для чистых портландцементов и ±0,05 для утяжеленных или облегченных тампонажныхсмесей.

Непосредственно пред закачиванием тампонажного раствора в скважину рекомендуется ввести в обсадную колонну нижнюю цементировочную пробку

Продавливание тампонажного раствора

Процесс цементирования должен производится непрерывно, длячего продавку верхней пробки следует выполнять с использованием обвязки согласно методики, а промывку коммуникаций от остатков тампонажного раствора, набор продавочной жидкости и другие вспомогательные операции перекрывать основным процессом.

При цементировании эксплуатационных колонн продавку тампонажного раствора рекомендуется начинать с закачки 2-2,5м³ воды или водного раствора ПАВ (кроме случаев, когда продавочная жидкость - утяжеленный буровой раствор) для обеспечения последующего прохождения геофизических приборов до забоя.

Если после прокачки расчетного объема продавочной жидкости давление "стоп" не зафиксировано, то допускается дополнительное закачивание ее до 5 % сверх расчетного объема.

Для предотвращения резкого повышения давления "стоп" последние 2 % объема продавочной жидкости следует закачивать одним или двумя цементировочными агрегатами на первой скорости.

При использовании насосов буровой установки для продавливания тампонажного раствора рекомендуется применять устройство УОК конструкции ВНИИБТ (Инструкция по применению устройства оборудования низа обсадных колонн (УОК) при цементировании нефтяных и газовых скважин М.,1967).

Давление "стоп", как правило, должно быть выше максимального в конце цементирования на 25-30 кгс/см², но не превышать максимально допустимое давление, определяемое из условий прочности секции обсадной колонны на внутреннее давление с учетом плотностей жидкостей, заполняющих трубное и затрубное пространство.

Контроль за процессом цементирования

Централизованный контроль и управление процессом цементирования обсадных колонн осуществляет, как правило, с помощью станции контроля цементирования (СКЦ).

Параллельно с работой СКЦ в процессе цементирования необходимо:

- в каждом пункте приготовления тампонажного раствора непрерывно производить замеры его плотности ареометром с отбором проб из бачков для затворения и блок-манифольда с последующим их хранением в течении времени ОЗЦ;

- контролировать давление нагнетания жидкостей в обсадную колонну по манометрам высокого давления на цементировочных агрегатах и блок-манифольде;

- учитывать текущий и суммарный объемы закачанных в скважину жидкостей по тарированным емкостям цементировочных агрегатов;

- визуально контролировать характер циркуляции и корректировать режим работы агрегатов в случае возникновения поглощения в скважине.

Давление нагнетания жидкости затворения в смесительную камеру следует контролировать с помощью манометров с пределами измерения 0-40 кгс/см², устанавливаемых на компенсаторах цементосмесительных машин.

После закачивания расчетного объема тампонажного раствора в скважину на диаграмме СКЦ необходимо зафиксировать показание счетчика и установить его стрелку на "0".

При цементировании обсадных колонн с расхаживанием следует непрерывно контролировать характер изменения нагрузок на крюке по индикатору веса и в случае их роста относительно начальных значений расхаживание прекратить и продолжить цементирование в обычном порядке.

Объем закачанного в скважину тампонажного раствора следует контролировать по данным станции контроля цементирования и количеству использованной жидкости затворения. Расхождение фактического и расчетного объемов приготовленного раствора более чем на 5 % не допускается.