• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тампонажні матеріали, їх класифікація

Рисунок 11.1 – Схема одноступінчастого цементування

Потім відкривають крани 14 і 15, вставляють стопор у цементувальній головці, який утримує нижню розділювальну пробку, і цементувальними насосами через бокові відводи 2 закачують необхідний об’єм тампонажного розчину 3 (рисунок 11.1 а).

Тампонажний розчин проштовхує розділювальну пробку вниз по колоні. Після закачування тампонажного розчину тимчасово закривають крани 14, відгвинчують стопор, який утримує в цементувальній головці розділювальну пробку, відкривають кран 13 і через верхній боковий відвід 11 закачують порцію протискувальної рідини. Коли верхня розділювальна пробка увійде в колону, знову відкривають крани 14 і протискувальну рідину закачують через бокові відводи 2 (рисунок 11.1 б).

Тампонажний розчин готують за допомогою спеціальних машин.

Нижня пробка 4, дійшовши до зворотного клапана 9 (або кільця “стоп”), зупиняється. Так як закачування рідини в колону продовжують, мембрана в нижній пробці (рисунок 11.2 а) під впливом надлишкового тиску в колоні над нею зруйнується, і тампонажний розчин через прохідний канал, що відкрився в пробці, і отвори в башмачному патрубку і направляючій пробці надходить в кільцевий простір свердловини (рисунок 11.1 в).

Як тільки верхня пробка (рисунок 11.2 б) сяде на нижню і перекриє отвір в останній, тиск в колоні різко зростає. Це служить сигналом для припинення закачування протискувальної рідини. Всі крани на цементувальній головці закривають, а свердловину залишають у стані спокою до затвердіння цементного розчину.

Розділювальні пробки виготовляють з легко розбурюваних матеріалів.

Ступінчасте цементування. При цьому способі заданий інтервал цементування поділяють на дві частини, а в обсадній колоні на глибині розділу встановлюють спеціальну цементувальну муфту (рисунок 11.3). Місце встановлення муфти визначають так, щоб тиск в кінці протискування першої порції тампонажного розчину приблизно дорівнював тиску в кінці протискування другої порції тампонажного розчину. Необхідно врахувати і те, що муфта повинна бути розміщена проти стійких порід в інтервалі номінального діаметра свердловини або вище башмака попередньої колони. На кожній з трьох-чотирьох труб вище і нижче муфти необхідно встановлювати центрувальні ліхтарі.

Існує два різновиди ступінчастого цементування:

а) з розривом в часі;

б) без розриву в часі (послідовне).

Ступінчасте цементування з розривом в часі застосовують у таких випадках:

а) якщо зацементувати довгий інтервал за один прийом неможливо із-за небезпеки гідророзриву порід;

б) якщо існує небезпека газонафтоводопроявлень в період тужавіння і твердіння тампонажного розчину, закачаного в один прийом;

в) якщо для цементування верхньої довгої частини колони повинен використовуватись такий тампонажний розчин, який не можна піддавати дії високої температури, характерної для нижньої частини.

Послідовне (без розриву в часі) ступінчасте цементування доцільно застосовувати в тих випадках, якщо:

а) потужність цементувальних насосів недостатня для проведення операції в один прийом;

б) підприємство не має достатньої кількості цементувальних насосів і змішувальних машин для виконання операцій в один прийом або на буровій не можна розмістити таке обладнання;

в) для верхньої і нижньої частин свердловини повинні бути використані тампонажні розчини різного складу, наприклад, з суттєво різними термінами загустівання.

Принцип технології двохступінчатого цементування з розривом в часі полягає в тому, що спочатку цементують нижню частину колони. В кінці закачування порції протискувальної рідини в колону кидають пластмасову кулю. Куля під дією сили тяжіння опускається в колоні і сідає на нижню втулку цементувальної муфти. Після цього відновлюють закачування протискувальної рідини. Під дією надлишкового тиску, що виникає над кулею, нижня втулка зрізає штифти, якими вона закріплена в корпусі муфти, зсувається вниз до упору в обмежувач і відкриває отвори в корпусі. Через ці отвори свердловину промивають, поки не затвердіє тампонажний розчин в нижній частині Потім в колону закачують другу порцію тампонажного розчину для верхньої частини колони і закачують другу порцію протискувальної рідини.

Після затвердіння другої порції тампонажного розчину пробки, кулю, втулки, а також зайвий цементний камінь в колоні і зворотний клапан розбурюють.

Іноді свердловини цементують в три або чотири прийоми. Для цього в склад колони включають відповідно дві або три цементувальних муфти. Послідовність робіт така ж, як і при двоступінчастому цементуванні.

Зворотне цементування. Обсадну колону у свердловину спускають без зворотного клапана і кільця “стоп”. Перед цементуванням верхній кінець колони обладнують головкою з кранами високого тиску і трубопроводом для відводу промивальної рідини в циркуляційну систему. Кільцевий простір герметизують превентором, а до бокового відводу противикидного обладнання під’єднують цементувальні насоси.

Після промивання способом зворотної циркуляції в кільцевий простір закачують першу порцію спеціальної буферної рідини (в’язкопружний розділювач - ВПР). За нею - порцію промивальної рідини в об’ємі, що дорівнює внутрішньому об’єму обсадної колони; потім - другу порцію ВПР і за ним - розрахунковий об’єм тампонажного розчину. Після тампонажного розчину закачують третю порцію ВПР і протискувальну рідину, якщо колона цементується не до устя.

Перша порція ВПР служить репером для контролю за просуванням тампонажного розчину. В момент, коли ця порція почне виходити на усті, тампонажний розчин підходить до башмака колони.

Оскільки об’єми промивальної рідини між двома порціями ВПР і другої порції ВПР відомі, то за об’ємом рідини, що закачується насосами в кільцевий простір після виходу на усті першої порції ВПР, визначають момент надходження в колону порції тампонажного розчину об’ємом, який дорівнює внутрішньому об’єму ділянки колони довжиною 100-150 м. В цей момент закачування рідини припиняють, кран на головці закривають і колону залишають під тиском до затвердіння тампонажного розчину. Дві інші порції буферної рідини призначені для відділення тампонажного розчину від промивальної і протискувальної рідин. Розділювальні пробки при зворотному цементуванні не застосовують.

Зворотний спосіб цементування застосовують у випадку недостачі цементувальної техніки, а також тоді, коли очікується поглинання тампонажного розчину, так як тиск на усті в даному випадку менший. При цьому способі легше, ніж при інших способах, досягнути повільнішого заміщення промивальної рідини тампонажним розчином. Основними вадами вказаного способу є:

а) складність контролю за надходженням тампонажного розчину в колону;

б) необхідність створення в колоні цементувальних стаканів великої висоти;

в) гірша якість тампонажного розчину в нижній частині свердловини, де розміщені продуктивні горизонти і де якість цементування повинна бути найкращою.

Манжетне цементування. Цей спосіб застосовують в тому випадку, коли нижня ділянка обсадної колони спущена у вигляді фільтра і не цементується. У склад обсадної колони при спуску в свердловину включають цементувальну муфту, яку встановлюють дещо вище фільтра, між ними - зовнішню манжету типу парасольки або пакер, а всередині колони на висоті однієї-двох труб встановлюють зворотний клапан.

У кінці промивання в колону вкидають кулю, яка опускається з потоком промивальної рідини і сідає на сідло нижньої втулки цементувальної муфти. Оскільки насос продовжує закачувати рідину, то тиск в колоні швидко зростає, втулка зрізує штифти, що утримують її в корпусі муфти, опускається вниз до обмежувача і відкриває вікна для виходу рідини в кільцевий простір. У подальшому процес проходить так само, як і при цементуванні верхнього інтервалу ступінчастим способом.

Зовнішня манжета або пакер перешкоджає осіданню тампонажного розчину в кільцевому просторі в зону фільтрової частини обсадної колони (в продуктивний пласт).

Цементування потайних та секцій обсадних колон.Потайні і нижні секції обсадних колон цементуються одноступінчастим способом, як правило, без нижньої цементувальної пробки.

Оскільки діаметр обсадної колони, як правило, більший за діаметр бурильних труб, на яких спускається обсадна колона з допомогою роз’єднувача, то використовується тільки верхня протискувальна пробка, яка складається з двох секцій: верхньої і нижньої.

Нижню секцію підвішують за допомогою зрізних штифтів в роз’єднувачі при спуску обсадної колони. Верхню секцію перед цементуванням розміщують в цементувальній головці і звільняють тільки після закачування в бурильні труби розрахункового об’єму тампонажного розчину. Під тиском протискувальної рідини верхня секція опускається вниз на бурильних трубах, сідає на нижню секцію в роз’єднувачі, і після цього секційна пробка витісняє тампонажний розчин із обсадної колони доти, поки не сяде на зворотний клапан (кільце “стоп”).

Після цього в бурильні труби скидають кулю, при посадці якої на втулку роз’єднувача зростає тиск і втулка зсувається вниз, відкриваючи отвори. Протискувальна рідина через ці отвори починає витікати в заколонний простір, видаляючи надлишок тампонажного розчину, який знаходиться вище верхнього кінця потайної колони. Промивання продовжують до тужавіння тампонажного розчину. Після затвердіння тампонажного розчину бурильні труби відд’єднують в лівій різьбі роз’єднувача і піднімають із свердловини.

Аналогічно цементують нижні секції обсадних колон при спуску їх частинами.

Тампонажними називають матеріали, які при змішуванні з водою або водними розчинами солей, утворюють суспензії, здатні в умовах свердловини з часом перетворюватися в практично непроникне тверде тіло.

Для цементування в нафтових, газових та глибоких свердловинах іншого призначення як базові в’яжучі можуть використовуватися різні тампонажні матеріали: портландцемент (ПЦТ), металургійні шлаки, глиноземисті і гіпсоглиноземисті цементи, гіпсові в’яжучі речовини, органічні і органо-мінеральні матеріали на основі полімерів та їх композиції.

Виробництво та випробування тампонажних цементів здійснюється згідно з державними стандартами України: ДСТУ Б В.2.7-86–99. Цементи тампонажні. Методи випробувань; ДСТУ Б В.2.7-87–99. Цементи тампонажні типів І-G та І-Н. Методи випробувань: ДСТУ Б В.2.7-88–99. Портландцементи тампонажні. Технічні умови.

За речовинним складомцементи поділяють на такі типи:

– тип І – тампонажний портландцемент бездобавочний;

– тип І-G – тампонажний портландцемент бездобавочний з нормованими вимогами при водоцементному відношенні, що дорівнює 0,44;

– тип І-Н – тампонажний портландцемент бездобавочний з нормованими вимогами при водоцементному відношенні, що дорівнює 0,38;

– тип ІІ – тампонажний портландцемент з мінеральними добавками;

– тип ІІІ – тампонажний портландцемент із спеціальними добавками, які регулюють густину цементного тіста.

За густиною цементного тіста цементи типу ІІІ поділяють на:

– полегшений (Пол.);

– поважчений (Пов.).

За температурою застосування цементи типів І, ІІ і ІІІ поділяють на цементи, призначені для:

– низьких і нормальних температур (15–50) °С;

– помірних температур (51–100) °С;

– підвищених температур (101–150) °С.

За сульфатостійкістю цементи поділяють на:

а) типи І, ІІ, ІІІ

– звичайний (вимоги за сульфатостійкістю не ставляться);

– сульфатостійкий (СС);

б) типи І-G і І-Н

– високої сульфатостійкості (СС-1);

– помірної сульфатостійкості (СС-2).

Умовне позначення цементу має складатися з літерних позначень, призначення, сульфатостійкості, середньої густини для цементу типу ІІІ, максимальної температури застосування, гідрофобізації або пластифікації (ГФ або ПЛ), назви стандарту.

Приклади умовних позначень.

1 Портландцемент тампонажний з мінеральними добавками, сульфатостійкий, для низьких або нормальних температур:

ПЦТ ІІ-СС-50 ДСТУ Б В.2.7-88–99.

2 Портландцемент бездобавочний з нормальними вимогами при водоцементному відношенні, що дорівнює 0,44 помірної сульфатостійкості:

ПЦТ І-G -СС-2 ДСТУ Б В.2.7-88–99

3 Портландцемент тампонажний із спеціальними добавками, полегшений, густиною 1530 кг/м³, для помірних температур, гідрофобізований:

ПЦТ ІІІ-Пол 5-100-ГФ ДСТУ Б В.2.7-88–99

Цементи потрібно виготовляти відповідно до вимог даного стандарту за технологічним регламентом, затвердженим виготовлювачем.

Речовинний склад цементів всіх типів, виготовлення яких регламентовано стандартом, має відповідати значенням, вказаним в таблиці 11.1.

Читайте також:

1. II. Класифікація видатків та кредитування бюджету.
2. V. Класифікація і внесення поправок
3. V. Класифікація рахунків
4. А. Структурно-функціональна класифікація нирок залежно від ступеню злиття окремих нирочок у компактний орган.
5. Адміністративні провадження: поняття, класифікація, стадії
6. Аналітичні процедури внутрішнього аудиту та їх класифікація.
7. Банківська платіжна картка як засіб розрахунків. Класифікація платіжних карток
8. Банківський кредит та його класифікація.
9. Банківські ресурси, їх види та класифікація
10. Будівельна класифікація ґрунтів
11. Будівельні домкрати, їх призначення, класифікація та конструкція.
12. Будівельні лебідки, їх призначення, класифікація та конструкція.

Переглядів: 1705