способ ремонтного цементирования скважин

Формула изобретения

Способ ремонтного цементирования скважин, включающий закачку цементной суспензии, отличающийся тем, что цементную суспензию предварительно разделяют на ситах на фракции, закачку суспензии осуществляют последовательно по фракциям, причем начинают с фракции с меньшим размером частиц.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способу ремонтною цементирования зон водопритока в скважине.

Известен способ цементирования скважины, включающий приготовление, закачку и продавку цементного раствора (суспензии) в скважину [Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. Изд-е 4, перераб. и доп. М.: Недра, 1978, с.387]. Недостатком способа является низкая эффективность цементирования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является ремонтное цементирование скважин через заливочные трубы [Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. Изд-е 4, перераб. и доп. М.: Недра, 1978, с.392-393].

Недостатком способа является низкая эффективность, обусловленная неоднородностью цементируемого пласта по размерам пор и полидисперсностью цементной суспензии, которая имеет низкую седиментационную устойчивость из-за большого разброса размеров частиц цементных флоккул.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности ремонтного цементирования зон водопритока в скважине.

Задача решается тем, что в способе ремонтного цементирования скважин, включающем закачку цементной суспензии, согласно изобретению цементную суспензию предварительно разделяют на ситах на фракции, закачку суспензии осуществляют последовательно по фракциям и начинают с фракции с меньшим размером частиц.

Сразу после затворения цемента водой суспензия представляет собой полидисперсную, гетерогенную систему, характеризующуюся образованием из цементных зерен флоккул (комочков) с седиментационной неустойчивостью. Уже в процессе закачивания цементной суспензии в затрубное пространство на разделе твердой и жидкой фаз в суспензии начинается слипание частиц цемента во флоккулы с последующим расслоением суспензии. [Бережной А.И., Зельцер П.Я., Муха Л.Г. Электрические и механические методы воздействия при цементировании скважин. М.: Недра, 1976, с.7, предпоследний и последний абзацы]. При закачке полидисперсной суспензии в скважину мелкие и средние по размерам поры остаются неизолированными из-за так называемого клапанного эффекта, когда крупные флоккулы цементной суспензии оседают на входе в поры, перекрывая дальнейший доступ суспензии в поры и образуя рыхлую корку небольшой толщины. После окончания ремонта и пуска скважины в эксплуатацию рыхлая корка размывается потоком воды, что требует повторного цементирования зоны водопритока. Сутью предлагаемого способа является предварительное разделение приготовленной цементной суспензии на 3-5 фракций по размерам частиц. Для разделения суспензии на фракции используют сита с сеткой по ГОСТ 6613-86. Закачку суспензии в зону водопритока начинают с фракции с меньшим размером частиц. При этом суспензия с мелкими частицами флоккул проникает в большинство пор цементируемого пласта и изолирует их. Следующая за этим фракция со средним размером частиц не проникает в мелкие поры, но цементирует средние и крупные поры и т.д. Последняя фракция, содержащая особо крупные частицы, образовавшиеся при хранении, закачивать в пористый пласт нецелесообразно. Используется эта фракция преимущественно при цементировании трещин в пласте. При проведении последовательной закачки фракций цементной суспензии с возрастающим размером частиц происходит рост давления закачки от 4 до 9 мПа, что свидетельствует о постепенном заполнении и цементировании пор, начиная с мелких до крупных. Возникает причинно-следственная связь: фракции с меньшим размером частиц обладают меньшей вязкостью и, при прочих равных условиях, требуют меньших давлений (усилий) для проникновения в поры пласта.

Пример конкретного применения. После испытания пласта на поглощение и опрессовки линии нагнетания начинают закачивать по принятой технологии цементирования предварительно разделенную на фракции цементную суспензию из портландцемента. Разделение суспензии на фракции осуществляют в промежуточной емкости, разделенной на секции с помощью сит в виде перегородок из сеток по ГОСТ 6613-86. Например, используют три сетки с номерами: 2,5; 1,6; 0,8. При этом в промежуточной емкости образуются 4 секции, в которых первоначальный объем цементной суспензии при подаче самотеком разделяется на 4 фракции в следующем соотношении: в первой секции от 5 до 15%; во второй - от 10 до 15%; в третьей - от 10 до 20%. В последней, 4-й секции скапливается основная часть суспензии - фракция с самыми маленькими частицами в объеме от 50 до 75% от общего количества. Закачку цементной суспензии начинают с 4-й секции, затем переключаются на 3-ю и т.д. Фракцию с самыми крупными частицами из первой секции, как правило, для закачки в пласт порового тина не используют. После этого начинается продавка цементной суспензии в пласт. Остатки цементного раствора вымываются обратной промывкой, при которой жидкость выходит из скважины через заливочные трубы. Во время продавки цементного раствора в пласт контролируют давление на головке и в затрубном пространстве. Цементную суспензию вымывают при давлении на 0,3-0,5 мПа ниже конечного давления при продавке с тем, чтобы не создавать большой депрессии на пласт, в котором цементная суспензия еще находится в жидком состоянии. Промывку обычно ведут в течение времени, необходимого для схватывания цементного раствора, с расчетом вымыть раствор из заливочных труб без остатка. Давление на пласт необходимо сохранить до начала схватывания цементного раствора, после чего давление понижают, разбирают заливочную арматуру и извлекают заливочные трубы. Применение предлагаемого способа позволяет повысить эффективность ремонтного цементирования за счет последовательного закупоривания фракциями цементной суспензии с возрастающими размерами частиц, то есть достичь заявленного технического результата.