Установка цементного моста
Цементный мост — это непроницаемая для газа, нефти и воды перемычка внутри скважины.
Назначение цементных мостов:
- изоляция водонапорных и непродуктивных горизонтов при испытании и ликвидации скважин;
- сохранение стабильного показателя давления воздуха в нижней части скважины;
- возвращение на вышерасположенный горизонт;
- изоляция зон поглощения или проявления;
- забуривание нового ствола;
- создание опоры для испытания пластов и секции обсадных труб;
- ликвидация каверн и желобных выработок
- проведение КРС.
Цементные мосты должны удовлетворять определенным требованиям:
- по долговечности,
- герметичности,
- прочности,
- несущей способности,
- по высоте и глубине нахождения.
Требования формируются на основе конкретных геолого-технических условий и назначения моста.
Несущая способность моста зависит от его высоты, наличия, состояния и толщины слоя глинистого раствора на колонне и фильтрационной корки на стенке скважин.
Способы установки цементных мостов:
- балансовый способ — закачивание тампонажногоhttps://neftegaz.ru/tech-library/burenie/147639-tsementirovanie/ раствора в интервал формирования моста при уравновешивании его столбов в заливочных трубах и кольцевом пространстве;
- закачивание тампонажного раствора с применением 2 х разделительных пробок;
- закачивание цементного раствора в интервал установки моста под давлением;
- с использованием разделительного пакера;
- с использованием цементировочной желонки.
Полученную величину умножают на объем 1 м НКТ и определяют объем продавочной жидкости.
Башмак НКТ поднимают до верхней границы устанавливаемого моста и излишки цементного раствора вымывают.
Затем НКТ поднимают на 20-30 м, скважину заполняют и ожидают затвердевание цемента.
По истечении времени ОЗЦ проверяют глубину расположения моста и его прочность посадкой НКТ, а герметичность моста — опрессовкой.
Перед установкой цементных мостов в поглощающих скважинах (приемистость более 7 м 3 /(чМПа)) должны быть приняты меры по ограничению поглотительной способности пластов.
Для этого используют измельченные, закупоривающие материалы с размерами частиц 5-10 мм (древесные опилки, волокно и т.д.).
В качестве жидкости-носителя применяют глинистый раствор, водоцементная суспензия и водоглинистая суспензия.
Закачивание закупоривающего материала продолжают до восстановления полной циркуляции.
После этого сразу устанавливают цементный мост.
Источник
Зарезка нового ствола с цементного моста.
1). Опрессовка 2ТО и его спуск (Д+2ТО-240 1,30°+ориентац-й пер-к+ЛБТ-147(12-20м)+ПК)
2). Определяем прочность моста = 5 делений.
3). Установка (визировка). Промывка скв-ны в течение 1-го цикла. Установка 2ТО для работы «под себя» (от 90 ° до 270°). Реактивный момент (М реакт.) учитывается (подтяни на щелчок).
4). Включить бур.насос и произвести наработку жёлоба расхаживанием инструмента на длину 8м. Наработка жёлоба (уступа) в течение 30мин.: разметить бандаж лебёдки на деления по 5см. по всей окружности бандажа.
а). Установка 2ТО на забое при отключенных насосах. Отметка 0 (ноль) на квадрате = 8м. захода квадрата;
б). Подъём квадрата при опущенных клиньях до начала квадратной части;
в). При работающем 2ТО нарабатываем жёлоб в течение 30 мин., т.е. это спуск-подъём до отметки 0(ноль) на квадрате 25-30 раз.
5). Оставляем работающий 2ТО на 30-35мин. в нижнем положении (отметка 0).
6). Разбиваем квадрат от нулевой отметки (1м = 10 делений х 10 см – в известняках):
1-ый метр=бурить 10см по15мин,т.е.15х10=150мин=2,5часа.
2-ой метр=бурить 10см по12мин,т.е. 12х10=120мин=2часа.
3-ий метр=бурить 10см по 9мин,т.е.=1,5часа.
4-ый метр=бурить 10см по 6мин,т.е.=1час.
5-ый метр=бурить 10см по 5мин,т.е.=50мин.
6-ой метр=бурить 10см по 4,5мин,т.е.=45мин.
7-ой метр=бурить 10см по 3,5мин,т.е.=35мин.
* Во время зарезки брать шлам и определять наличие породы в шламе (каждый метр). При наличии в шламе 75 % породы, можно нагружать инструмент по 1 делению ГИВ-6 на каждый метр проходки. Во избежание зарезки в старый ствол необходимо углубиться не менее 17м.(см. план работ).
7). При положительном результате – поднять КНБК (см. план работ).
8). Собрать КНБК: (Д295,3мм+Д1-240+УБТ-203+ПК-114х8,56-остальное и продолжить бурение до глубины под Э.К.Ø139,7х7,72 «VAM» до забоя по проекту.
Зарезка долотом 118мм с цем.моста ДР-95(5-31м)+ДУБТ-76(9-16м)
Скорость зарезки – 3м/час. 8мх3часа=24часа-время бурения в режиме зарезки нового ствола. Внимание — смотри долото!
При зарезке смотрим на ситах выход шлама (цемент должен быть твёрдый, кусками). С 1272м – конкретная зарезка(КНБК=30-80м+73свечи Ø 114=1237-25м+заход квадрата 4м)=1272,05м. 1м прошли так.
Делим 1м на 10 частей по 10 см
1). 1-й метр (10см бурим 20мин с навеса 40дел. вес на крюке. 1272+1=1273м; заход квадрата 5м.). Выход шлама=100 % цемент.
2). 2-й метр (10см бурим 17мин с навеса 40дел. вес на крюке. 1273+1=1274м; заход квадрата 6м.). Выход шлама=95 % цемент.
3). 3-й метр (10см бурим 15мин с навеса 40дел. вес на крюке. 1274+1=1275м; заход квадрата 7м.). Выход шлама=90 % цемент.
4). 4-й метр (10см бурим – 10мин; 10см – 10мин; 10см – 15мин; 10см – 17мин; 10см – 20мин). 1276м.; заход=8м. Вес=39дел. 85%-цемент.
5). 5-й метр(10см бурим – 10мин). 1277м. Заход 9м. Вес=38дел. 95 % цемент.
6). 6-й метр (10см бурим – 10мин). 1278м. Заход 10м. Вес=38дел.
7). 7м прошли. Заход 11м. Вес=38делений.1279м. В шламе-цемент 90-95 %.
1 кГс=9,80665 Н ХºС=Х+273,15 К
1 кГс/см²=9,8067·10 4 Па н.а.д.=760мм.рт.ст.=101325 Па
1 Па=1,02·10 -5 кГс/см² 1 баррель=158,988 л.
1 кГс/см²≡14,22 РSi 1″ дюйм=25,4мм
1 РSi≡0,07031 кГс/см³ 1´ фут=12″=0,3048 м
1 МПа≡142,2 РSi 1 Ватт=1,36·10 -3 л.с.(лошад.сила)
1 Н=0,1019716…кГс 1 л.с.=736 Ватт
1кГс/м²=9,80665 Па 1 кВт · ч=3,6·10 -6 Дж
1 галлон(США)=3,785 л=4,546 л(британский галлон)
По России и у нас по УБР г.Ижевск: производится дефектоскопия и перенарезка резьб: — турбинный способ бурения — через 300 часов; — роторный способ бурения – через 200 часов.
Задача 23. Пример расчёта УБТ.
Опр-ть Ø-р и L УБТ при след.усл.: бурение под Э.К. Ø168мм; Ø предыдущей О.К. 273мм. Способ бурения — турбинный; Ø турбобура 190мм; вес его 0,025 МН; долото 3-х шарош. Ø 244,5мм; нагрузка на долото 0,1МН. Перепад давления на долоте и в турбобуре 6 МПа. Условия бурения нормальные.
Решение.По табл.29 для норм-х усл-й бурения долотом Ø 244,5мм выбираем УБТ Ø 203мм. Но т.к. Ø турбобура 190мм, за наибольший размер УБТ принимается Ø турбобура 190мм. Данный Ø-р, согласно табл.30,обеспечивает необходимую жёсткость. По табл.31 выбираем Ø б.к. в зависимости от Ø-ра предыдущей О.К., равного 273мм. Для данного случая Ø-р б.к. принимаем равным 140мм. Проверяем отношение Ø-ра б.т., расположенных над УБТ, и самих УБТ, т.е. d / D турб. = 140 / 190 = 0,74. Т.к. это отношение меньше 0,75, то согласно общим рекомендациям по расчёту УБТ Ø-р УБТ, устанавливаемых над турбобуром, принимаем равным 178мм, для которого выдерживается указанное выше условие: d / D убт = 140 /178 = 0,79. Длину УБТ опр-м по формуле(14):
L убт = ((1,25 · 0,10) – 0,025) / 0,00156 = 64,1 м.
Принимаем L убт = 75м., т.е. 3-и свечи по 25м. Вес УБТ составляет Q убт = 75 · 0,00156 = 0,117 МН. Крутящий момент затяжки для соединений УБТ рекомендуется в пределах 26000-32000 Н·м.; где:
формула (14):
L убт = (1,25 · Р дол – G) / q убт; (м); — G – вес задойн.двиг., МН; — Р дол – нагрузка долото, МН; — q убт – вес 1 м УБТ, МН.
Таблица 29
КНБК Диаметр, мм
Долото 139,7- 149,2- 165,1- 187,3- 212,4- 244,5-
146 158,7 171,4 200 228,6 250,8
в норм. 114 121 133 159 178 203
в ослож. 108 114 121 146 159 178
Долото 269,9 295,3 320 349,2 374,6- >393,7
в норм.усл. 229 245 245 254 273 273
в ослож.усл. 203 219 229 229 254 254
Таблица 31
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Источник
Установка цементного моста
Расчет установки цементного моста в открытом стволе скважины
Расчет установки цементного моста в открытом стволе скважины заключается в определении ( рис.11.5 ) объемов тампонажного раствора для цементировании моста и порций буферной жидкости, прокачиваемой перед тампонажным раствором и вслед за ним, а также объема продавочной жидкости.
Объем тампонажного раствора
V ц.р =S c h м +k 1 V m (11.35)
Объемы прокачиваемых порций буферной жидкости: перед тампонажным раствором
V’ буф =k 2 V т +k 3 S к h м (11.36)
вслед за тампонажным раствором
V» буф =k 2 V т (11.37)
Объем продавочной жидкости
V пр =k 4 V т -S т h м (11.38)
Здесь S с , S к , S т — соответственно площади поперечного сечения скважины на участке установки цементного моста, кольцевого пространства между стенками скважины и колонной труб, по которой прокачивают указанные жидкости в том же участке и внутреннего проходного канала колонны, м2; h м — высота моста, м; , k 1 , k 2 , k 3 , k 4 — эмпирические коэффициенты ( табл.11.6 ); V т — внутренний объем колонны труб, м .
Трубы с внутрь высаженными концами
Продавочная жидкость закачивается до момента выравнивания уровней столбов тампонажного раствора в кольцевом пространстве и колонне труб (а также уровней столбов буферных жидкостей). После этого колонна приподнимается на 20-30 м выше верхней границы моста.
При использовании устройства УЦМ-140 объем тампонажного раствора, транспортируемого в заданный участок скважины по колонне НТК между двумя разделительными пробками,
V ц.р =k р S c h м (11.39)
где k р — коэффициент резерва, k p =1,05÷1,1.
Рис. 11.5. Схема установки цементного моста : а — начало такачки продавочной жидкости в бурильные трубы; б — конец такачки продавочной жидкости; в — промывка скважины после приподнятая бурильных труб выше кровли цементного моста; 1 — ствол скважины; 2 — бурильная колонна; 3 — буровой раствор; 4 — продавочная жидкость; 5 — буферная жидкость; 6 — цементный раствор; 7 — пакер; А и Б-перспективные горизонты.
Источник
Добыча нефти и газа
нефть, газ, добыча нефти, бурение, переработка нефти
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ УСТАНОВКИ ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ
Одна из серьезных разновидностей технологии процесса цементирования — установка цементных мостов различного назначения. Повышение качества цементных мостов и эффективности их работы — неотъемлемая часть совершенствования процессов бурения, заканчивания и эксплуатации скважин. Качеством мостов, их долговечностью определяется также надежность охраны недр и окружающей среды. Вместе с тем промысловые данные свидетельствуют, что часто отмечаются случаи установки низкопрочных и негерметичных мостов, преждевременного схватывания цементного раствора, прихвата колонны труб и т.д. Эти осложнения обусловлены не только и не столько свойствами применяемых тампонажных материалов, сколько спецификой самих работ при установке мостов.
В глубоких высокотемпературных скважинах при проведении указанных работ довольно часто происходят аварии, связанные с интенсивным
загустеванием и схватыванием смеси глинистого и цементного растворов. В некоторых случаях мосты оказываются негерметичными или недостаточно прочными. Например, только 40 — 50 % мостов, устанавливаемых в глубоких скважинах Северного Кавказа, являются удачными.
Успешная установка мостов зависит от многих природных и технических факторов, обусловливающих особенности формирования цементного камня, а также контакт и «сцепление» его с горными породами и металлом труб. Поэтому оценка несущей способности моста как инженерного сооружения и изучение условий, существующих в скважине, являются обязательными при проведении этих работ.
Несмотря на то, что из всех видов операций, связанных с цементированием скважин, наибольшее число случаев с неудачным или безрезультатным исходом приходится на установки мостов, этот вопрос еще недостаточно освещен в литературе.
Цель установки мостов — получение устойчивого водогазонефтене-проницаемого стакана цементного камня определенной прочности для перехода на вышележащий горизонт, забуривания нового ствола, укрепления неустойчивой и кавернозной части ствола скважины, опробования горизонта с помощью испытателя пластов, капитального ремонта и консервации или ликвидации скважин.
По характеру действующих нагрузок можно выделить две категории мостов: испытывающих давление жидкости или газа и испытывающих нагрузку от веса инструмента во время забуривания второго ствола, применения испытателя пластов или в других случаях.
Мосты, относящиеся ко второй категории, должны, помимо газоводонепроницаемости, обладать весьма высокой механической прочностью.
Анализ промысловых данных показывает, что давления на мосты могут составлять до 85 МПа, осевые нагрузки — до 2100 кН и возникают напряжения сдвига на 1 м длины моста до 30 МПа. Такие значительные нагрузки возникают при опробовании скважин с помощью испытателей пластов и других видах работ.
Несущая способность цементных мостов в значительной мере зависит от их высоты, наличия (или отсутствия) и состояния глинистой корки или остатков бурового раствора на колонне. При удалении рыхлой части глинистой корки напряжение сдвига составляет 0,15 — 0,2 МПа. В этом случае даже при возникновении максимальных нагрузок достаточна высота моста 18 — 25 м. Наличие же на стенках колонны слоя бурового (глинистого) раствора толщиной 1—2 мм приводит к уменьшению напряжения сдвига и к увеличению необходимой высоты до 180 — 250 м. В связи с этим высоту моста Нм следует рассчитывать по формуле
где Ом — осевая нагрузка на мост, обусловливаемая перепадом давления; Dc — диаметр скважины; [хм] — удельная несущая способность моста, величина которой определяется как адгезионными свойствами тампонажного материала, так и способом установки моста; Но — глубина установки нижней части моста.
Герметичность моста также зависит от его высоты и состояния поверхности контакта, так как давление, при котором происходит прорыв воды, прямо пропорционально длине и обратно пропорционально толщине
корки. При наличии между обсадной колонной и цементным камнем глинистой корки с напряжением сдвига 6,8 — 4,6 МПа, толщиной 3—12 мм градиент давления прорыва воды составляет соответственно 1,8 — 0,6 МПа на 1 м. При отсутствии корки прорыв воды происходит при градиенте давления более 7,0 МПа на 1 м.
Следовательно, герметичность моста в значительной мере зависит также от условий и способа его установки. В связи с этим высоту цементного моста следует определять и из выражения
где рм — максимальная величина перепада давлений, действующего на мост при его эксплуатации; [Ар] — допустимый градиент давления прорыва флюида по зоне контакта моста со стенкой скважины; эту величину определяют в основном в зависимости от способа установки моста, применяемых тампонажных материалов.
Из значений высоты цементных мостов, определенных по формулам (14.20 и 14.21), выбирают большее. Ориентировочные значения [хм], [Ар] при установке мостов через заливочную колонну с применением раствора из портландцемента в зависимости от технологии установки приведены в òàáë. 14.4.
Установка мостов производится по балансовому методу, сущность которого состоит в следующем. Спускают до забоя заливочные трубы и промывают скважину до выравнивания параметров бурового раствора, затем затворяют и продавливают в трубы цементный раствор. Необходимым условием при этом является обязательное соответствие плотности продавоч-ного раствора плотности бурового раствора, благодаря чему происходит уравновешивание цементного раствора в трубах и кольцевом пространстве. После продавки трубы поднимают до определенной отметки, а избыточный цементный раствор вымывают обратной промывкой.
Ориентировочные значения [т„] и [Ар]
Условия и технологические мероприятия по установке
С применением скребков и моющих буферных жидкостей
Источник