Цементирование обсадной колонны: процесс, этапы, материалы

Цементирование обсадной колонны и тампонаж являются важными процессами при разработке нефтегазовых скважин, обеспечивающими изоляцию продуктивных пластов и предотвращение перетоков флюидов между ними. Эта операция должна быть проведена ответственно, от нее зависит полноценная эксплуатация выработки.

Цементирование колонны

Способ цементирования выбирают в зависимости от того, какая обсадная колонна спущена в пробуренное отверстие. Он заключается в закачке состава в затрубное пространство между обсадной колонной и стенками бурового отверстия. Основная цель — создание прочной перемычки, которая изолирует продуктивные пласты, предотвращает переток пластовых флюидов и обеспечивает механическую устойчивость горной выработки.

Есть несколько видов цементирования буровых шурфов:

  • 1- и 2-ступенчатое;
  • под давлением;
  • манжетное;
  • хвостовиков.

Операция проходит в несколько этапов:

  • подготовка скважины;
  • закачка раствора
  • ожидание затвердевания;
  • проверка качества.

При подготовке скважину очищают от остатков бурового раствора и других загрязнений, чтобы обеспечить хорошую адгезию цемента к обсадной колонне и стенкам выработки.

Раствор закачивают через колонну, он поднимается в затрубное пространство и заполняет его. Для равномерного заполнения нужен точный расчет объемов цемента и давления.

После закачки раствора буровое отверстие остается неподвижным на определенное время, чтобы он затвердел и обеспечил необходимую герметичность.

Когда шурф полностью заполнен и затвердел, проводится контроль качества с помощью методов геофизического исследования. Обычно применяются акустические измерения и цементоскопия. Они позволяют выявить возможные дефекты и подтвердить надежность перемычки.

Тампонаж скважины

Тампонаж — создание герметичных цементных мостов в буровом отверстии для изоляции зон, где имеются нежелательные флюиды или другие проблемы. Тампонирование также применяется для закладывания новых шурфов и для ремонта существующих.

Основные виды тампонажных работ:

  1. Изоляция водоносных пластов.
  2. Ремонтные работы.
  3. Ликвидация старых скважин.

Тампонирование используется для изоляции водоносных пластов, могущих создать проблему при эксплуатации буровых отверстий — снижение добычи нефти или газа из-за притока воды.

При ремонте выработки тампонаж нужен для ликвидации аварийных ситуаций: проницаемость цементной перемычки или разрывы в колонне.

Герметизация также используется для ликвидации старых или неработающих выработок, чтобы предотвратить утечку углеводородов или других флюидов в окружающую среду.

Материалы и технологии

Для заливки и тампонирования используются специальные соединения, состав которых подбирается в зависимости от условий работы бурового отверстия, таких как:

  • глубина;
  • температура;
  • давление;
  • характеристики горных пород.

Сегодня особое внимание уделяется разработке новых типов герметиков, таких как самоуплотняющиеся цементы и материалы с добавками, улучшающими их физико-химические свойства.

Инновационные методы герметизации бурового отверстия

Расширяющиеся цементы

Это специализированные смеси, которые увеличиваются в объеме при затвердевании. Эффект достигается за счет добавления в состав специальных реагентов (алюминат кальция и других). При взаимодействии с водой они образуют гидратные соединения, способные расширяться.

Преимущества использования этих смесей:

  • Более плотное прилегание к обсадной колонне и стенкам скважины, что избавляет от образования каналов и трещин, через которые могут происходить перетоки пластовых флюидов.
  • Создание герметичного барьера, что особенно важно в условиях высоких пластовых давлений и температур.
  • Высокая устойчивость к воздействию агрессивных сред.

Полимерные добавки

Полимеры — органические соединения с высокомолекулярной структурой, которые добавляются для улучшения физико-механических свойств смеси.

Основные эффекты от добавления полимеров:

  • Придают смеси дополнительную гибкость, что особенно важно при тампонаже зон, подверженных деформациям или сейсмической активности. Эластичность позволяет цементному камню адаптироваться к изменениям в окружающей среде, предотвращая его разрушение.
  • Значительно снижают риск возникновения трещин, особенно в условиях циклических изменений температуры или давления. Это достигается за счет улучшенной связности и прочности цементной структуры.
  • Улучшают химическую стойкость смеси, защищая его от разрушительного воздействия агрессивных пластовых вод и других флюидов.

Применение гелевых систем

Гели — это коллоидные растворы, которые при определенных условиях (изменении температуры или pH) переходят в твердое состояние, образуя гелевые мосты.

Преимущества их использования:

  • Высокая адгезия к различным поверхностям, что обеспечивает надежное сцепление с колонной и стенками скважины, создавая прочную герметичную преграду.
  • Гелевые барьеры остаются эластичными даже после перехода в твердое состояние. Это позволяет им лучше выдерживать изменения в окружающей среде, такие как сдвиги горных пород или изменения давления.
  • Эффективно изолируют нежелательные зоны в буровом отверстии, снижая риски перетоков флюидов между пластами. Это важно при эксплуатации шурфов с несколькими продуктивными горизонтами, где нужно обеспечить качественное разделение пластов.


Эти инновационные методы заполнения цементом и тампонажа значительно повышают надежность и эффективность изоляционных работ в нефтегазовых скважинах, позволяя успешно решать задачи в самых сложных условиях.

Цементирование колонны и тампонаж обеспечивают безопасность и эффективность эксплуатации нефтегазовых выработок.

От правильного выбора материалов и технологий зависит не только надежность изоляции продуктивных пластов, но и общая экономическая эффективность разработки всего месторождения.

 

Оставить заявку

Заполните информацию и мы вам перезвоним в рабочее время

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь c политикой обработки моих персональных данных

alt