Реферат на тему Факторы, влияющие на степень замещения бурового раствора при цементировании скважин

Содержание:

Введение. 2

1.
Цементирование скважин. 3

2.
Факторы, влияющие на степень замещения бурового раствора при цементировании. 8

2.1.
Реологические свойства. 9

2.2
Движение буровых и тампонажных растворов. 14

2.3
Свойства буферных жидкостей. 16

2.4
Расхаживание или вращение обсадной колонны при подаче тампонажного раствора в
затрубное пространство. 17

2.5
Применение полного комплекса технологической оснастки обсадной колонны   19

Заключение. 22

Список
использованной литературы.. 23

Введение:

Цементирование скважин является
одним из наиболее важных этапов процедуры завершения строительства скважин.
Однако, как последний шаг в строительстве скважин, цементированию иногда не
уделяется того внимания, которого оно заслуживает. Различные лабораторные
исследования и полевые эксперименты доказали, что такие методы, как перемещение
трубы во время цементирования, централизация обсадной колонны и правильная очистка
отверстий, повысят качество работы.

Независимо от того, бурят ли
операторы расширенные скважины в плодородных сланцевых пластах или морских
скважинах HPHT, целостность скважины остается критической проблемой.
Эффективная зональная изоляция с использованием методов цементирования имеет
важное значение для снижения рисков и непроизводительного времени, связанных с
утечками, коррозией и загрязнением.

Хотя он хорошо изучен и считается
зрелой дисциплиной, размещение цемента в затрубном пространстве все еще имеет
значительную степень неопределенности. Поскольку глобальные регулирующие органы
реагируют на озабоченность общественности буровыми работами либо в
глубоководных, либо в нетрадиционных условиях, отрасль пересматривает наилучшую
практику строительства скважин для снижения риска.

Несмотря на детальное понимание
промышленностью преимуществ возвратно-поступательного и вращательного движения
обсадных колонн при цементировании, оно применяется менее чем к 10% скважин по
всему миру. Этот механический метод, хотя и доказано, что он является наиболее
экономически эффективным, остается наименее применяемым.

Заключение:

При работе нефтяной или газовой
скважины, ее разработке используется специальный буровой раствор,
приготавливаемый непосредственно перед добычей полезных ископаемых.

Как правило, при бурении
используются составы на основе воды и углеводородных частиц (раствор битума и
известняка, эмульсии инвертного типа). Для бурения в отложениях хемогенного
вида обычно используется приготовление буровых растворов на основе соленасыщенных
глинистых элементов, гидрогелей, при высоком риске обвалов применяют
растворы-ингибиторы, а в случае повышенной температуры создаются термостойкие
составы на глинистой основе. Если же разработка осуществляется на
месторождениях с повышенными показателями давления, то необходимо использовать
растворы утяжеленного типа.

Продуктивность работы с
использованием раствора зависит от качества последнего. Особенно важными
являются такие свойства, как плотность, водоотдача, вязкость, напряжение
сдвига. Плотность измеряется при помощи ареометра, ее показатель варьируется в
пределах 1000-2500 кг на кубометр, а вязкость условного типа определяется
временем, за которое раствор в определенном объеме протекает из классической
воронки. Существует также эффективная вязкость, которую измеряют вискозиметром,
и она отображает соотношение напряжений в общем потоке и скоростного градиента.

Что касается напряжения сдвига,
то его также измеряют вискозиметром; стандартное значение колеблется в пределах
0-20 Па. Для измерения водоотдачи нужно знать объем фильтрата, который
выделяется через очистное оборудование при перепаде давления за полчаса на 100
и более кПа.

Чтобы обеспечить максимальную
продуктивность бурения, свойства растворов контролируют посредством ввода
специальных реагентов и материалов для улучшения качества.

Фрагмент текста работы:

1. Цементирование скважин

Все способы цементирования имеют
одну цель – вытеснить буровой раствор тампонажным из затрубного пространства
скважины и поднять последний на заданную высоту. В результате этого
предотвращается возможность движения любой жидкости или газа из одного пласта в
другой через заколонное пространство, обеспечивается длительная изоляция
продуктивных объектов от посторонних вод, укрепляются неустойчивые, склонные к
обвалам и осыпям породы, обсадная колонна предохраняется от коррозии пластовыми
водами и повышается ее несущая способность.

Весь комплекс работ, связанных с
замещением бурового раствора цементным (тампонажным), называется цементированием
скважины или обсадной колонны; сюда же входят ожидание затвердения цементного
раствора (ОЗЦ) и период формирования цементного камня. Существует несколько
методов цементирования. Из них наиболее распространен метод прямого
цементирования, применяемый с некоторыми вариациями и изменениями с начала
прошлого века.

Важность качественного
цементирования обусловлена тем, что это заключительный этап строительства
скважин, поэтому неудачи при его выполнении могут свести к минимуму ожидаемый
эффект, стать причиной неправильной оценки перспективности разведываемых
площадей, появления «новых» залежей нефти и, особенно, газа в коллекторах,
перетоков флюидов, грифонообразования, газопроявлений и т.д. Стоимость скважин,
особенно глубоких, высока, а ущерб от некачественного их крепления может быть
еще большим. Процесс цементирования скважин – операция необратимая, ремонт и
восстановление их связаны со значительными затратами средств и времени.

Цементный раствор поступает в
заколонное пространство, замещая находящийся там буровой раствор, и
затвердевает в камень [2].

Назначение и функции, выполняемые
цементным камнем, многообразны.

1. Разобщение пластов, их
изоляции, т.е. образование в стволе безусадочного тампона, внутреннюю часть
которого составляет колонна обсадных труб. Важным условием является равномерная
толщина цементного камня со всех сторон. Размеры кольцевого зазора (т.е.
толщина цементного кольца) не определяют качества разобщения пластов, однако
влияют на формирование цементного камня или предопределяют его отсутствие.

2. Удержание обсадной колонны от
всевозможных перемещений; проседания под действием собственного веса,
температурных деформаций, деформаций вследствие возникновения перепадов
давления в колонне, ударных нагрузок, вращений и т.д.

3. Защита обсадной колонны от
действия коррозионной среды.

4. Повышение работоспособности
обсадной колонны с увеличением сопротивляемости повышенным (против паспортных
данных) внешнему и внутреннему давлениям. Естественно, цементное кольцо должно
быть сплошным и иметь при этом определенную физико-механическую характеристику.

5. Сплошное цементное кольцо,
приобретая в процессе формирования камня способность к адгезии (цементный
камень сцепляется с металлом труб, образуя интерметаллический слой), создает
предпосылки к еще большему повышению сопротивляемости высоким внешним и
внутренним давлениям.

Краткосрочность операции
цементирования скважин не делает ее менее значимой, хотя может быть причиной
недостаточного внимания к ее выполнению [4].

Эксплуатация скважин требует устойчивой
работы крепи, что обеспечивается формированием цементного камня вдоль ствола и
заполнением им всего заколонного пространства, соответствием свойств камня (и
всей крепи) требованиям, обусловленным внешними воздействиями (нагрузки,
коррозия и т.д.). Количественно оценить все факторы сложно, что объясняется
скудностью исследовательского материала, сложностью моделирования процессов и
сложностью получения достоверных результатов. Основные трудности при этом
заключаются в отсутствии информации (почти полное) об условиях, в которых
предстоит формироваться цементному камню, и о свойствах материала, который
образуется в скважине в результате замещения им бурового раствора.