МЕТОДЫ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН НА ШЕЛЬФЕ МОРЯ

Ворона А. А. группа ЭДНб-19-1, г. Нижневартовск, Филиал Тюменского индустриального университета в г. Нижневартовске

Avacom233@gmail.com

Постепенное истощение запасов нефти и газа на суше и обостренно мирового энергетического кризиса обусловило необходимость все более и более широкого освоения нефтегазовых ресурсов морского дна, в недрах которого сосредоточено почти в 3 раза больше нефти и газа, чем на суше.

Около 22 % площади Мирового океана (примерно 80,6 млн. км² ) занимает водная окраина материков, состоящая из трех зон: шельфа, материкового (континентального) склона и подножия. Из общей площади дна морей и океанов перспективны на нефть я газ около 75 млн. км² (примерно 21 %), в том числе на шельфе 19,3 млн. км², на материковом склоне 20,4 млн. км² и в пределах материкового подножия – 35 млн. км². Наиболее доступной является шельфовая зона. Под шельфом (англ. shelf) понимается выровненная часть подводной окраины материков с незначительным уклоном, примыкающая к суше и характеризующаяся общим с ней геологическим строением.

Бурение скважин на море в основном осуществляется с использованием такого же основного оборудования, как и на суше. Значительная сложность и специфика проведения буровых работ в море обусловливается окружающей средой, высокой стоимостью и уникальностью технических средств, необходимостью проведения работ под водой, организацией строительства и эксплуатации объектов в море. Особенностью континентального шельфа является то, что 75 % акваторий расположено в районах, которые продолжительное время покрыты льдами. Основными факторами, определяющими возможность строительства и эксплуатации нефтепромысловых объектов в море, являются глубина моря, температурные условия, ветер, волнение, течения, ледовый покров, химический состав воды.

Для успешного спуска эксплуатационных обсадных колонн на плановые глубины, а также для качественного цементирования скважин требуется привлечение самых современных разработок в этой области.

---

Факторы, влияющие на качество цементирования обсадных колонн, следующие:

• 
  состояние ствола скважины и качество бурового раствора;
  
• 
  центровка (центрирование) обсадной колонны относительно оси ствола скважины;
  
• 
  расхаживание (либо вирамайна, либо вращение);
  
• 
  сокращение времени на рабочие операции;
  скорость прокачки цемента.
  

Методы цементирования

Цементирование с вращением колонны

TESCO Corporation с 2015 г. в Российской Федерации успешно применяет свою инновационную разработку – вращение колонны при цементировании. Система CDS™ может оснащаться системой Cementing Plug Launching System (CPLS™), представляющей собой специальный цементировочный вертлюг Swivel/Side Entry Sub™ (SSES™) с возможностью вращения обсадных колонн при цементировании. Данная система уникальна, не имеет аналогов в мире. Только CPLS™, в отличие от конкурентов, позволяет в оперативном режиме (10 – 20 минут) осуществлять переход после промывки на забое к цементированию обсадной колонны с вращением обсадной колонны.

Очевидно, что чем меньше по времени ствол скважины остается открытым, тем лучше качество крепления. Поэтому отдельного внимания заслуживают не только технологические, но и технические преимущества. Меньшие габариты и меньший вес CDS™ и CPLS™ по сравнению с конкурентами – как следствие – ускорение времени на ПЗР, монтаж и демонтаж.

При вращении колонны перед и во время цементирования увеличивается коэффициент замещения бурового раствора цементным раствором и соответственно, улучшается распределение. Также данная технология способствует минимизации заколонных перетоков и межколонных давлений.

Цементирование водозащитной колонны производится с помощью бурильных труб, которые спускаются внутрь обсадной колонны и устанавливаются внутрь башмака. Низ бурильной колонны оборудован уплотнительным проводником. Основным преимуществом данного метода по сравнению с обычным способом цементирования является: сокращение сроков, уменьшение стоимости и улучшение качества цементирования.

После определения герметичности уплотнительного переводника в башмаке колонны, через бурильные трубы закачивается порция цементного раствора объемом, необходимым для заполнения заданного интервала кольцевого пространства, а затем продавочная жидкость и цемент поднимаются до дна моря

---

, после чего, процесс цементирования прекращается и бурильные трубы извлекаются из обсадной колонны.

На этом первый этап бурения морской скважины считается законченным. После ОЗЦ водозащитная колонна оборудуется девертером, который представляет собой видоизмененный универсальный превентор и устанавливается под столом ротора. Задавливание скважины обеспечивается путем интенсивной закачки морской воды до прекращения выброса. 

Цементирование обсадной колонны производится двухступенчатым методом, для этого в компоновку обсадной колонны включается муфта для двухступенчатого цементирования

Двухступенчатым цементированием называется раздельное последовательное цементирование двух интервалов в стволе скважины (нижнего и верхнего).

Этот способ по сравнению с одноступенчатым имеет ряд преимуществ. В частности он позволяет: снизить гидростатическое давление на пласт при высоких уровнях подъема цемента, существенно увеличить высоту подъема цементного раствора в затрубном пространстве без значительного роста давления нагнетания; уменьшить загрязнение цементного раствора от смешения его с промывочной жидкостью в затрубном пространстве; избежать воздействия высоких температур на свойства цементного раствора, используемого в верхнем интервале, что, в свою очередь, позволяет более правильно подбирать цементный раствор по условиям цементируемого интервала. Для осуществления двухступенчатого цементирования в обсадной, колонне на уровне, соответствующем низу верхнего интервала, устанавливают специальную заливочную муфту.

Этот способ позволяет повысить качество цементирования нижнего интервала за счет регулирования гидродинамического давления в затрубном пространстве.

Третью пробку (верхняя пробка второй ступени) вводят в колонну после подачи всего расчетного объема раствора для цементирования второй ступени. За третьей пробкой в скважину нагнетают продавочную жидкость. Эта пробка задерживается в заливочной муфте и под давлением смещает вниз втулку, которая перекрывает отверстия. Резкое повышение давления сигнализирует о завершении цементирования. После этого скважину оставляют в покое для формирования цементного камня.

Для повышения качества цементирования обсадная колонна спускается с цементирующими фонарями и лепестковой корзиной, которая устанавливается под муфтой 2-х ступенчатого цементирования, она позволяет на 10-15 атм. снижать давление от столба цементного раствора на стенки скважины, где возможны случаи поглощения промывочной жидкости или цементного раствора.

---

Манжетный метод.

Он используется в случае, если требуется предотвратить загрязнение продуктивного слоя цементом, обладающего низким уровнем давления. Метод подразумевает установку муфты с отверстиями напротив нижней точки отрезка колонны, чтобы через нее был пропущен раствор в пространство за обсадной трубой. В ходе заливки манжета расправляется и закрывает трубу так, что раствор только продвигается наверх, а ниже уровня муфты ставится клапан, закрывающий доступ в расположенный ниже сегмент.

Обратное цементирование.

При данном методе раствор заливается сразу в пространство за обсадной колонной, а раствор для бурения, который находился там, попадает в трубы и по ним поступает на поверхность земли. Данный способ цементирования достаточно сложен с технической точки зрения.

Вывод:

Применяемый метод должен обеспечить:

• 
  цементирование предусмотренного интервала по всей его протяженности;
  
• 
  полное замещение промывочной жидкости тампонажным раствором в пределах цементируемого интервала;
  
• 
  предохранение тампонажного раствора от попадания в него промывочной жидкости;
  
• 
  получение цементного камня с необходимыми механическими свойствами, с высокой стойкостью и низкой проницаемостью; обеспечение хорошего сцепления цементного камня с обсадной колонной и стенками скважины.
  

Библиографический список

1. 
   Барановский В.Д., Булатов А.И., Крылов В.И. Крепление и цементирование наклонных скважин. - М.: Недра, 1983.
   
2. 
   Басарыгин Ю.М., Макаренко П.П., Мавромати В.Д. Ремонт газовых скважин. - М.: Недра, 1988.
   
3. 
   Особенности бурения скважин на арктическом шельфе [Текст]: учебное пособие / В. Г. Кузнецов, Н. Е. Щербич, А. И. Сазонов, С. Е. Кузьменко. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2016.
   

Научный руководитель: Шедь С. Н., ст. преподаватель

---

Смотрите также файлы

• Программа Живая азбука природы.pdf

• Решение ситуацитивных задач.docx

• Проект по физике для 7 класса Когда шарик лопнет.pdf

• Дмитровский институт непрерывного образования реферат звуковые сигналы собак. Значение звуковых сигналов.rtf

• Профессиональная этика Этика, как наука о нравственности, ее предмет и методы. В истории научного познания имеют место два подхода на проблему соотношения понятий мораль и нравственность.docx