Цементування свердловин

Рис. 1. Схема одноступінчастого цементування: а — закачування тампонаж-ного розчину; б — початок закачування про-тискувальної рідини; в — заключна стадія закачу-вання протискувальної рідини; 1 — цементувальна головка; 2, 11, 12 — бокові відводи; 3 — тампонажний розчин; 4 — нижня пробка; 5 — буферна рідина; 6 — обсадна колона; 7 — промивальна рідина; 8 — стінка свердловини; 9 — зворотний клапан; 10 — башмак з направля-ючою пробкою; 13, 14, 15 — крани високого тиску; 16 — верхня пробка; 17 — протискувальна рідина.

Однією із складних проблем, які виникали при бурінні свердловини, особливо при роторному способі, була проблема герметизації затрубного простору між обсадними трубами і стінкою свердловини.

Першу ізоляційну операцію із застосуванням портландцементу було виконано у США у 1903 р. на свердловині площі Лаптос (Каліфорнія). Технічно цю ж проблему було вирішено в 1906 році інженером А. Богушевським закачуванням цементного розчину в обсадну колону з подальшим витісненням його через низ колони в затрубний простір. У 1910 році аналогічний спосіб цементування шляхом застосування двох роздільних пробок запропонував американський інженер А.Перкінс (А. Perkins, Каліфорнія).

Цементування свердловини проводять з метою:

• ізоляції проникних горизонтів один від одного та попередження перетоків пластових флюїдів по заколонному простору;
• утримання у підвішеному стані обсадної колони;
• захисту обсадної колони від дії агресивних пластових флюїдів;
• ліквідації дефектів у кріпленні свердловини;
• створення розмежувальних екранів, які перешкоджають обводненню свердловини;
• створення мостів у свердловині;
• закріплення стінок свердловини;
• зменшення передачі тепла від потоку, що рухається колоною труб у свердловині, до навколишніх порід;
• герметизації гирла при ліквідації свердловини.

Типи цементування поділяють на первинне цементування, вторинне (ремонтно-виправне) цементування та встановлення розділювальних цементних мостів.

Існує декілька способів первинного цементування: одноступінчастий, ступінчастий, зворотний, манжетний, цементування потайних колон та секцій обсадних колон.

Найпоширеніший одноступінчастий спосіб первинного цементування.

При двоступінчастому Ц.с. цементувальний розчин закачується через обсадні труби і протискується в затрубний простір послідовно спочатку у нижню частину, а потім, після закінчення цементування першого ступеня, цементують верхній інтервал за допомогою муфти ступеневого цементування — МСЦ, яка спускається в свердловину на бурильних трубах.

При одноцикловому Ц.с. в обсадні труби через цементувальну головку закачується цементний розчин, який витісняє глинистий розчин, що знаходиться в трубах, і розчин піднімається в затрубному просторі на задану висоту.

При спорудженні свердловин у малодебітних, сильно дренованих пластах використовують манжетний спосіб. У процесі Ц.с. цим способом у свердловині встановлюють спеціальну манжету, вище якої через перфоровані труби цементний розчин надходить в затрубний простір. При цьому у свердловину опускають готовий фільтр, а для роз'єднання розміщеного вище заколонного простору свердловини від інтервалу фільтра встановлюється заливна манжета (тканинно-гумова конструкція у вигляді парасолі), вище рівня якої в колоні є отвори, через які цементний розчин пропомповується в затрубний простір над фільтром.

При зворотному Ц.с. цементний розчин закачується в затрубний простір, а буровий розчин із свердловини виходить на поверхню через колону опущених та цементувальних труб.

Цементування хвостовиків здійснюють г.ч. роздільною цементувальною пробкою, нижня частина якої підвішується на хвостовик, верхня рухається по колоні бурильних труб за цементним розчином. Більшість способів виправного (повторного) цементування полягає в доведенні розчину до зони, яку треба виправити, і наступному швидкому підніманні цементувальних труб.

Обладнання для цементування та змішування компонентів тампонажного матеріалу включає: цементувальнi насоснi агрегати, блок маніфольду (в комплекті зі станцією контролю СКЦ-3М або СКЦ-4), цементувальну головку, змiшувальне устатковання (цементо-змішувальна машина, осереднювальна ємність).

Цементаційна труба — металева труба, що опускається у цементаційну свердловину за циркуляційною схемою нагнітання розчину при тампонуванні. З'єднується трубопроводом з цементним насосом. Надлишковий потік розчину підіймається по кільцевому простору між цементною трубою та стінками свердловини.

Цементувáльний агрегáт — насосний агрегат, який призначений для перекачування цементного розчину під час цементування свердловин.

Цементування манежне — спосіб цементування експлуатаційної колони, коли у свердловину опускають готовий фільтр, а для роз'єднання розміщеного вище заколонного простору свердловини від інтервалу фільтра встановлюється заливна манжета (тканинно-ґумова конструкція у вигляді парасолі), вище рівня якої в колоні є отвори, через які цементний розчин пропомповується в затрубний простір над фільтром.

• Цементування
• Тендер цементувальний
• Цементний розчин
• Тампонування свердловин
• Цементаж свердловин
• Акустична цементометрія
• Цементувальний агрегат
• Цементувальна сировина
• Етрингіт
• Обладнання для цементування і змішування компонентів

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Київ : Міжнародна економічна фундація, 2004. — Т. 1: А–К. — 560 с.
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Львів : Апріорі, 2006. — Т. 2: Л–Я. — 800 с.
• Технологічні регламенти по цементуванню обсадних колон в свердловинах на родовищах АТ «Укрнафта» на 1996—2000 рр. — Держкомнафтогаз ВАТ УкрНГІ — Київ, 1995. — 36 с.
• Орловський В. М. Тампонажні матеріали, що розширюються при твердінні: монографія / В. М. Орловський. — Полтава, 2015. — 129 с.