Способ одноступенчатого цементирования обсадных колонн

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ОДНОСТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН(71) Заявитель Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной и газовой промышленности БелНИПИнефть(73) Патентообладатель Государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной и газовой промышленности БелНИПИнефть(57) Способ одноступенчатого цементирования обсадных колонн двумя разделительными пробками, при котором осуществляют пуск нижней разделительной пробки в обсадную колонну, закачку цементного раствора, пуск верхней разделительной пробки, закачку продавочной жидкости, посадку нижней разделительной пробки на упорное кольцо, продавливание цементного раствора в затрубное пространство через отверстие в нижней разделительной пробке до посадки верхней разделительной пробки на нижнюю, отличающийся тем, что продавливание цементного раствора в затрубное пространство осуществляют с расчетной производительностью через штуцерный узел нижней разделительной пробки. 2647 1 Изобретение относится к способам одноступенчатого цементирования обсадных колонн в скважинах различного назначения и может быть использовано в нефтегазовой промышленности. Известен способ цементирования обсадной колонны с одной цементировочной пробкой 1. Разделительная пробка помещается после цементного раствора в обсадную колонну и прокачивается продавочной жидкостью до стоп-кольца. Недостатком способа цементирования с одной цементировочной пробкой является перемешивание цементного раствора с буровым в колонне и в затрубном пространстве, что отрицательно сказывается на качестве крепления обсадных труб, особенно в верхних интервалах скважины. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является одноступенчатый способ цементирования с двумя разделительными пробками 2. Цементный раствор, находящийся между двумя пробками, двигается в обсадной колонне. При этом нижняя разделительная пробка снабжена диафрагмой,которая рвется при достижении пробки упорного кольца и цементный раствор поступает в затрубное пространство. Недостатком этого способа является многообъемное перемешивание цементного раствора с буровым в затрубном пространстве и, как следствие, ухудшение качества цементирования. Задача изобретения - повысить качество цементирования обсадных колонн путем уменьшения перемешивания цементного раствора с буровым в затрубном пространстве. Поставленная задача достигается тем, что в пособе одноступенчатого цементирования обсадных колонн двумя разделительными пробками, при котором осуществляют пуск нижней разделительной пробки в обсадную колонну, закачку цементного раствора, пуск верхней разделительной пробки, закачку продавочной жидкости, посадку нижней разделительной пробки на упорное кольцо, продавливание цементного раствора в затрубное пространство через отверстие в нижней разделительной пробке до посадки верхней разделительной пробки на нижнюю, продавливание цементного раствора в затрубное пространство осуществляют с расчетной производительностью через штуцерный узел нижней разделительной пробки. Продавливание цементного раствора с расчетной производительностью цементировочных агрегатов через штуцерный узел нижней разделительной пробки, который создает дополнительное гидравлическое сопротивление, обеспечивает заданную скорость движения жидкости за колонной. Диаметр отверстия штуцерного узла зависит от сечения кольцевого пространства между стенками скважины и обсадной колонны. При регулируемой скорости замещения бурового раствора цементным не будет происходить многообъемного перемешивания растворов в затрубном пространстве, а это приведет к повышению качества цементирования. На чертеже изображена цементировочная пробка для осуществления предлагаемого способа. Пробка из корпуса 1 с осевым каналом, уплотнительными манжетами 2, кольцами 3 и гайкой 4 при помощи последней манжеты и кольца крепятся на корпусе. Штуцерный узел состоит из непосредственно штуцера 5, резиновой диафрагмы 6 и прижимной гайки 7. Способ осуществляется следующим образом. При промывке перед цементированием производят расхаживание обсадной колонны. Затем вставляют нижнюю разделительную пробку, оборудованную штуцерным узлом, в колонну обсадных труб. В нагнетательную линию устанавливают фильтр с диаметром отверстий не менее 10 мм, навинчивают на обсадную колонну цементировочную головку с установленной в ней верхней разделительной пробкой. Процесс цементирования начинают с закачки буферной жидкости (вязко-упругого разделителя) и цементного раствора. После закачки цементного раствора в скважину сбрасывают верхнюю цементировочную пробку и приступают к закачиванию продавочной жидкости. При подходе нижней разделительной пробки к упорному кольцу производительность агрегатов уменьшают для плавной посадки нижней разделительной пробки на упорное кольцо. После посадки нижней пробки на упорное кольцо давление над пробкой возрастает, резиновая диафрагма рвется и цементный раствор поступает в затрубное пространство через штуцерный узел разделительной пробки. Дальнейшее продавливание цементного раствора в затрубное пространство осуществляют с расчетной производительностью цементировочных агрегатов, выбрав скорость движения жидкости за колонной . Производительность цементировочных агрегатов определяется по формуле (1).( 2 скв 2 н) ,(1) 4 где- производительность цементировочных агрегатов, м 3/с скв - диаметр скважины, м н - наружный диаметр обсадной колонны, м- скорость движения жидкости за колонной, м/с. Штуцерный узел создает дополнительное гидравлическое сопротивление, которое обеспечивает выбранную скорость движения жидкости за колонной. Цементный раствор проходит в затрубное пространство через отверстие в штуцерном узле, которое в зависимости от сечения кольцевого пространства между стенка 2 2647 1 ми скважины и обсадной колонны рассчитывается. Зная производительность, определяем диаметр отверстия штцуцерного узла по формуле (2). шт 4 где- скорость прохождения жидкости через штуцерное отверстие, м/с, которая определяется по формуле (3). 2 цвнк 4 где- давление, создаваемое цементным раствором, кг/см 2, которое определяется по формуле (4) 0,1(ц-бр), (4) где ц - плотность цементного раствора, г/см 3 бр - плотность бурового раствора в затрубном пространстве, г/см 3 внк - внутренний диаметр колонны, м. Такую технологию закачки жидкости в колонну необходимо применять до посадки верхней разделительной пробки на нижнюю. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3