Цементирование нефтяных и газовых скважин

Существуют различные технологии цементирования скважин после бурения. И от того, насколько качественно проведено цементирование, зависят и длительность эксплуатации скважины, и её продуктивность. 

Цементирование (тампонирование) скважины – процесс, который проводится сразу после завершения бурения. Он представляет собой заполнение цементным (тампонажным) раствором пространства между стенками скважины, нижней и верхней частями обсадной колонны. Затвердевая, раствор образует монолитный ствол скважины. Цементирование —  важный этап строительства и ремонта скважин с соблюдением определенных геологических условий и  использованием специального оборудования. В зависимости от условий проведения технологического процесса могут использоваться одноступенчатые или двухступенчатые способы.

Одноступенчатое цементирование является одним из основных методов герметизации нефтяных скважин. Этот способ предполагает выполнение одного этапа цементирования, что делает его несколько проще и быстрее по сравнению с многоступенчатым цементированием. Процесс введения тампонажного раствора проводится с применением специальной установки. Для обеспечения герметичности конструкции важно ввести необходимый объем тампонажной смеси и обеспечить сплошное кольцо без разрывов, чтобы песок, жидкости и другие загрязнения не попали в нефть.

Обратная сторона этого метода заключается в том, что он может потребовать больших давлений на конструкцию и оборудование, что может нарушить технические процессы и привести к снижению качества работ.

Двухступенчатое цементирование, в свою очередь, представляет собой более сложный и многоэтапный процесс. Этот метод предполагает разделение работ на два или более этапов, что позволяет обеспечить более высокую степень уплотнения кольца и надежности сооружения цементного кольца после завершения бурения.

При двухступенчатом цементировании важно обеспечить предварительный расчет конкретных условий, в том числе учитывать основные геологические особенности участка, а также проводить контроль качества работ на всех этапах.

Срок выполнения должен быть минимальным, чтобы избежать большого давления на металлические конструкции и оборудование.

 Цементирование необходимо для

• укрепления неустойчивых пород, изоляции поглощающих пластов от продуктивных и предотвращения перетоков жидкостей и газов из одного горизонта в другой;
• создания надежного и долговечного канала для транспортировки нефти или газа от эксплуатационных горизонтов к поверхности;
• защиты труб, составляющих обсадную колонну, от воздействия грунтовых вод;
• предохранения обсадной колонны от смятия;
• закрепления колонны на нужном расстоянии от забоя.

Сплошной слой цемента, образующийся после цементирования, должен быть полностью герметичным и не иметь разрывов. Этот слой будет выполнять ключевую роль в обеспечении надежности и долговечности системы. Поэтому контроль качества работ и проверка герметичности являются важными этапами.

Существуют различные виды цементирования скважин. Чаще всего применяется так называемая прямая схема: необходимое количество цементного раствора заливается внутрь обсадной колонны, после чего с помощью повышения давления производится его выдавливание в пространство между колонной и стенками скважины. Сначала раствор двигается в колонне сверху вниз, затем в затрубном пространстве снизу вверх, и его появление в устье скважины – верный знак того, что это пространство заполнено целиком.

Подготовка скважины 

От того, насколько хорошо проведено цементирование, зависят и длительность эксплуатации скважины, и её продуктивность. А качество цементирования в значительной степени определяется прочностью сцепления цементного камня как с обсадной колонной, так и со стенками скважины. Поэтому перед началом цементировочных работ скважина должна быть подготовлена.

Следует удалить остатки бурового раствора, а все поверхности, которым предстоит контактировать с цементным камнем, обработать веществами, способствующими повышению адгезии. Для этого используют промывочные растворы, имеющие в своём составе следующие материалы:

• Буферные композиции OSC® WBS-100, OSC® WBS-200 и OSC® WS-100 предназначены для приготовления буферных жидкостей, которые вытесняют остатки бурового раствора, подготавливая ствол скважины и значительно улучшая качество сцепления цементного камня с колонной. 

• Поверхностно-активная добавка OSC® SF-1 представляет собой комплекс веществ, цель которого — очистка ствола скважины от фильтрационной корки и маслянистых остатков бурового раствора. Смачиваемость поверхностей резко возрастает, что обеспечивает плотное соединение цементного камня с породой и колонной. 

Подготовка тампонажного раствора  

Любая технология цементирования требует, чтобы тампонажный раствор обладал свойствами, представленными ниже:

• высокой текучестью, гарантирующей заполнение всех трещин и пустот на всей глубине;
• химической нейтральностью в отношении окружающих пород;
• высокой адгезией к поверхностями любого типа;
• отсутствием усадки при затвердевании;
• высокой прочностью после застывания;
• устойчивостью к размыванию грунтовыми водами.

Каковы бы ни были качества цемента, составляющего основу раствора, добиться наиболее полного соответствия перечисленным требованиям позволяет только применение разнообразных присадок.

Диспергаторы OSC® RPM и OSC® RPM-P предназначены для модификации реологических свойств цементных растворов. Снижая вязкость, они существенно упрощают подачу растворов в затрубное пространство. Кроме того, диспергаторы способствуют гидратации полимеров в растворах, что ведёт к сокращению расхода понизителя водоотдачи и, как следствие, повышению рентабельность процесса.

Замедлители OSC® LTR-100 и OSC® LTR-200 увеличивают длительность пребывания цементного раствора в подвижном (текучем) состоянии. Их использование обеспечивает дополнительное время для подготовки раствора и его закачки в затрубное пространство скважины.

Латексные добавки OSC® LX-100 и OSC® LX-300 способствуют уменьшению водоотдачи цементного раствора. Их добавление в раствор повышает адгезионные свойства цементного камня и снижает его проницаемость. Кроме того, добавки немного замедляют процесс загустевания цементного раствора.

Пеногасители OSC® ATF и OSC® ATF-P, представляющие собой смесь поверхностно-активных веществ, предотвращают образование воздушных пузырей в ходе приготовления цементных растворов. Тем самым  обеспечивается полная однородность раствора и, как следствие, высокая прочность цементного камня.

Понизители водоотдачи OSC® FL, OSC® FL-100, OSC® FL-200 и OSC® НЕ‐400 обеспечивают снижение фильтрации цементных растворов различных плотностей в различных интервалах температур. Могут применяться с растворами на основе как пресной, так и солёной воды.

Противоосадочная добавка OSC® ASA-100 предотвращает осаждение твердых частиц и оказывает небольшое влияние на темпы потери жидкости. Её использование способствует повышению однородности цементного раствора.

Противоусадочная добавка OSC® EXP-120D используется в качестве компонента, предотвращающего уменьшение объёма цементного раствора при затвердении. Повышает качество крепления обсадных колонн в скважине.

Синтетическое волокно OSC® CN-100 является армирующей добавкой, используемой для повышения прочности цементного камня и снижения его проницаемости. Может применяться с растворами на основе как пресной, так и солёной воды.

Ускоритель схватывания OSC® LTA-100 предназначен для уменьшения времени схватывания цементных растворов и снижения проницаемости цементного камня. Может применяться с растворами на основе как пресной, так и солёной воды.

При возникновении вопросов обращайтесь к нам:

• звоните: +7-812-317-4400
• пишите russia@oilspecchem.com
• отправьте запрос, заполнив специальную форму