Метод разработки бурение, страница 101

При обратном цементировании на стенки скважины оказыва­ется меньшее давление, чем при одноступенчатом; требуются ме­нее мощные насосы; легче, чем при других способах, добиться более полного замещения бурового раствора цементным. К недо­статкам этого способа следует отнести худшее (по сравнению с прямым цементированием) качество цементного раствора, по­ступающего в нижнюю часть скважины, поскольку не использу­ются разделительные пробки и около башмака колонны оказы­вается смесь цементного и бурового растворов. Применение об­ратного цементирования обусловлено геологическими условиями бурения скважин.

Цементирование хвостовиков

Хвостовики цементируют одноступенчатым способом, нижнюю разделительную пробку чаще всего не применяют. Так как диа­метры хвостовика и бурильных труб, на которых его спускают в скважину, различны, цементный раствор отделяют от продавочной жидкости специальной пробкой. Такая пробка состоит из двух секций (см. рис., в, г).Нижнюю секцию изготов­ляют под внутренний диаметр хвостовика и подвешивают при по­мощи тарированных шпилек в разъединителе (см. рис.). В центральной части этой секции имеется проходной канал. Верхнюю же секцию изготовляют под внутренний диаметр бу­рильных труб.

После промывки скважины в бурильные трубы через цементи­ровочную головку закачивают тампонажный раствор в объеме, необходимом для заполнения кольцевого пространства между хвостовиком и стенками скважины и участка хвостовика ниже упорного кольца. Затем освобождают верхнюю секцию пробки и, закачивая поверх нее продавочную жидкость, проталкивают вниз по бурильной колонне. После посадки верхней секции па нижнюю давление в бурильных трубах резко возрастает, шпильки среза­ются и обе секции движутся вниз до упорного кольца, вытесняя цементный раствор в кольцевое пространство скважины.

В определенный момент закачки продавочной жидкости в бу­рильные трубы сбрасывают шар, который садится на втулку 3 разъединителя (см. рис.) и сдвигает ее вниз; при этом открываются отверстия 4, и продавочная жидкость начинает вы-

текать в заколонное пространство. Промывку продолжают до схватывания цементного раствора. Затем бурильную колонну от­соединяют и извлекают из скважины.

Состав тампонажпой смеси нужно выбирать с учетом диапа­зона температур, которые могут возникнуть в скважине в период ее службы. Например, если в процессе цементирования темпера­тура в скважине колеблется от —10 °С близ устья до 40 °С у за­боя, а в период эксплуатации может повышаться до 200 °С, то состав смеси должен быть таким, чтобы цементный камень оста­вался прочным и по возможности непроницаемым в течение мно­гих лет при температуре 200 ^СС, а раствор из этой смеси схваты­вался и затвердевал без усадки при температуре —10 °С. Цемент­ный камень должен быть стойким против коррозии, вызываемой сероводородом или хлористым магнием, которые часто содержатся в пластовых жидкостях, а раствор должен схватываться в их при­сутствии.

Соотношение плотностей и реологических свойств цементного и бурового растворов влияет на полноту вытеснения бурового рас­твора из заколонного пространства и величину давления на стенки

скважины.

Уязвимым участком является контакт между обсадной колон­ной и цементным камнем. Прочность сцепления даже чистой по­верхности с камнем очень мала. В большинстве случаев на на­ружной поверхности колонны имеются масляные пятна и пленка бурового раствора, в связи с чем прочность сцепления еще более снижается. При радиальной деформации колонны, обусловленной уменьшением внутреннего давления, малопрочпое сцепление мо­жет разрушиться-—образуется тонкий зазор, по которому могут перетекать пластовые жидкости.

Слабым участком также является контакт между цементным камнем и горными породами. Образованию прочного и герметич­ного сцепления между ними препятствует фильтрационная корка бурового раствора. Чтобы сделать сцепление более надежным, корку удаляют механическим или химическим путем. Для этого используют специальные скребки, которые сдирают фильтрацион­ную корку при расхаживании (рис. а) или вращении (рис., б) обсадной колонны.