Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

При цементировке глубоких скважин обычно закачивают значительные объемы цемента и продавочной жидкости, вслед­ствие чего процесс заливки удлиняется. Кроме того, на больших глубинах температура достигает 150° С и больше, а гидроста­тическое давление столба промывочной жидкости значительна превышает 500 ат. При таких условиях начало схватывания це­мента для горячих скважин снижается до 30—40 мин. протин 1 ч. 45 м. при температуре 75° С и атмосферном давлении, а ме­ханическая прочность уменьшается при твердении через 2 суток на 50—60%. Следует отметить, что срок схватывания цемента сокращается как под влиянием роста температуры, так и при увеличении давления. Совместное действие температуры и да­вления оказывает более интенсивное влияние на схватывание цемента, чем одна температура.

Для предупреждения возможных осложнений при цементи­ровке колонн вследствие преждевременного схватывания це­мента анализ его следует производить перед заливкой в спе­циальных автоклавах, предложенных ГрозНИИ, в условиях забойных температур и давлений.

Зависимость сроков схватывания цемента от температуры и давления согласно данным ГрозНИИ [5] приведена в табл. 13.

В качестве замедлителей схватывай, ия цемента в условиях высоких температур и давлений, как известно, п-ри мен я л и..бур у, сернокислое железо и сульфит-спиртовую барду. Все эти замед­лители при температуре свыше 100° С не дают желаемых ре­зультатов. Наиболее распространенной из названных замедли­телей в последнее время являлась ССБ. Однако, как показали исследования ГрозНИИ, ССБ при высоких температурах и да­влениях оказывается крайне ненадежным замедлителем; дей­ствие ее существенно изменяется при самом незначительном колебании химико-минералогического состава цемента и усло­вий его хранения. Кроме того, ССБ сильно вспенивает цемент­ный раствор.

Ненадежность ССБ как замедлителя подтвердилась при це­ментировке скважин глубиной 3500 м в районе Озек-Суат Став — ропольнефти, где забойные температуры достигают 150—160° С. вызывая преждевременное схватывание цемента, значительное повышение давления при продавке цемента. и нарушение герме­тичности колонн.

В 1955 г. ГрозНИИ в качестве замедлителя вместо ССБ предложил КМЦ, давшего очень хорошие результаты. При добавлении в цементный раствор 0,5—1,0% водного 10%-ного раствора КМЦ по весу на цемент начало его схватывания при температуре 150° С и давлении 500 ат колебалось в пределах от 1 час. 50 мин. до 2 час. 45 мин.

С применением этого замедлителя вполне успешно цементи­ровали скважины в Озек-Суате. При добавлении в цементный раствор КМЦ вспенивание не наблюдалось. Однако КМЦ повы­шает вязкость цементного раствора при дозировке более 0,5% и снижает механическую прочность цемента. Вязкость цемент­ного раствора снижают, . вводя дополнительно 2—3% воды, а механическую прочность увеличивают добавкой песка.

В табл. 14 приведены рецепты цементных растворов, приго­товленных ГрозНИИ на базе КМЦ и песка для скважин района Озек-Суат.

На площадях Кубани забойные температуры в глубоких скважинах редко превышают 100° С, однако ряд осложнений, вызванных преждевременным схватыванием цемента, наблю­дали и здесь.

Так, например, в 1957 г. в нескольких скважинах произошло преждевременное схватывание цемента при его закачке в усло­виях забойных температур, превышающих 75—80°. При цемен­тировке 53//’ эксплуатационной колонны в скв. 215 Восточно­Калужской площади на глубине 2784 м после закачки 3—4 ж3 продавочной жидкости давление поднялось до 240 ат, циркуля­ция была потеряна, и цемент весь остался в колонне. В условиях забойной температуры 90° и давления 400 ат схватывание це­мента произошло через 53 мин. В скв. 215 цементировку продол­жали до потери циркуляции 52 мин. Подобные осложнения про — ■

изошли на скв. 355, 202 Ново-Дмитриевской площади и ряде других.

В настоящее время начало схватывания цемента перед его закачкой в скважину на промыслах Краснодарнефти опреде­ляют по методу ГрозНИИ при температурах и давлениях, соот­ветствующих забойным. Это мероприятие позволило предупре­дить осложнения из-за преждевременного схватывания цемента.

В начале 1958 г. на Анастасиевско-Троицкой площади в скв. 288, 284 и 217 при цементировке б3//’ эксплуатационных колонн на глубинах 1570—1600 м цемент после затворения и за­качки в колонну продавить не удалось. Причиной осложнений в названных скважинах следует считать загустение цементного раствора при оставлении его без движения на 15—30 мин. после закачки в скважину.

Известно, что цементные растворы при фильтровании под давлением в 1 ат на приборе ВМ-6 в течение первых 3—5 мин. отдают 50—60 смг воды, превращаясь в полутвердое тело. Если цементный раствор оставить в покое против проницаемых по­род, то он, по-видимому, так же как и при фильтровании в лабо­раторных условиях, довольно быстро теряет воду и до такой степени загустевает, что продавить его уже не представляется возможным.

В указанные выше скважины цемента закачивали по 52 т. Таким образом, уже после затворения и закачки в скважину цементный раствор поднимался в затрубное пространство почти на ‘800 м. Находясь в затрубном пространстве на большой вы­соте в покое перед продавкой в течение 15—30 мин., он и терял свою подвижность. Для предупреждения подобных осложнений необходимо, чтобы цементный раствор с момента подачи его

в колонну все время находился в движении, вплоть до посадки верхней пробки на кольцо «стоп». Однако, в настоящее время это важнейшее мероприятие соблюдается только при цементи­ровке некоторых, главным образом глубоких и осложненных скважин.

Комментарии запрещены.