SU1189998A1

SU1189998A1 - Method of cementing wells

Info

Publication number: SU1189998A1
Application number: SU843694233A
Authority: SU
Inventors: Владимир Севастьянович Котельников; Иван Степанович Марчук
Original assignee: Украинский научно-исследовательский институт природных газов
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-01-25
Publication date: 1985-11-07

Abstract

СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий закачку тампонажного раствора через колонну обсадных труб, продавку тампонажного раствора и осуществление гидроразрыва пород, отличающийс тем, что, с целью повыщени эффективности цементировани скважин с низкими градиентами гидроразрыва пород, имеющих гранул рную пористость за счет возможности увеличени высоты подъема цементного раствора, гидроразрыв осуществл ют путем создани давлени в колонне обсадных труб и противодавлени в заколонном пространстве, причем последнее принимают больще разницы между давлением гидроразрыва и давлением нагнетани , а после гидроразрыва скважину выдерживают до падени в ней давлени до стабильной величины, после чего продолжают продавку тампонажного раствора.METHOD FOR CEMENTING WELLS comprising injection of cement slurry through the casing string, prodavku cement slurry and implement fracturing rock, characterized in that, with a view to the Enhance efficiency cementing wells with low gradients fracturing rocks having granules polar porosity due to the possibility of increasing the height of grout lift , fracturing is carried out by creating pressure in the casing string and counter pressure in the annulus, the latter taking was a large difference between the pressure and the fracture pressure of the injection, and after fracturing a well is kept to fall in pressure therein to a stable value, whereupon continued prodavku cement slurry.

Description

ОСOS

хx

Х С ОСX S OS

Изобретение относитс к цементированию скважин с низкими градиентами гидроразрыва пород.This invention relates to the cementing of wells with low fracture gradients.

Цель изобретени - повышение эффективности цементировани скважин с низкими градиентами гидроразрыва пород, имеющих гранул рную пористость за счет возможности увеличени высоты подъема цементного раствора.The purpose of the invention is to increase the efficiency of cementing wells with low gradients of hydraulic fracturing of rocks having granular porosity due to the possibility of increasing the height of the rise of cement slurry.

Сущность способа заключаетс в следующем .The essence of the method is as follows.

Дл пластов с гранул рной пористостью (например, пески, песчаники) давление гидроразрыва или давление образовани трещины разрыва буровыми и цементными растворами превыщает давление нагнетани или давление поглощени при образованной трещине разрыва, причем эта разница может составл ть дес тки атмосфер.For granular porosity formations (e.g., sands, sandstones), the fracture pressure or fracture pressure of drilling and cement mortars exceeds the injection pressure or absorption pressure at the fracture formed, and this difference may be ten atmospheres.

При поддержании избыточного давлени в скважине меньше разницы между давлением гидроразрыва и давлением нагнетани давление столба раствора в скважине превышает величину давлени нагнетани и при гидроразрыве происходит поглощение цементного (тампонажного) или бурового раствора со снижением его уровн в скважине, при этом интенсивность потока раствора составл ет дес тки литров в секунду и зависит от превышени гидростатического давлени в скважине над давлением нагнетани , свойств раствора и геометрии трещин разрыва. В результате контактные поверхности образованных трещин разрушаютс и в пласте остаютс искусственные каналы дл поглощени раствора. При дальнейщей продавке или закачке тампонажного раствора поглощение происходит уже при давлении в скважине, равном давлению нагнетани , т.е. давлению поглощени при образованных каналах утечки.While maintaining an overpressure in the well is less than the difference between the fracture pressure and the injection pressure, the pressure of the solution column in the well exceeds the injection pressure and during hydraulic fracturing the cement (cement) or drilling mud is absorbed, and the flow rate of the solution is ten liter per second and depends on the excess hydrostatic pressure in the well over the discharge pressure, the properties of the solution and the fracture geometry. As a result, the contact surfaces of the formed cracks are destroyed and artificial channels remain in the formation to absorb the solution. Upon further pumping or injection of the cement slurry, absorption occurs already at a pressure in the well equal to the injection pressure, i.e. absorption pressure with leaks formed.

При поддержании избыточного давлени в затрубном пространстве больше разницы между давлением гидроразрыва и давлением нагнетани гидростатическое давление столба раствора меньше давлени нагнетани и при гидроразрыве не происходит снижени уровн цементного (тампонажного ) раствора и жидкости в скважине и контактные поверхности трещин разрыва не нарушены.While maintaining the overpressure in the annulus is greater than the difference between the fracture pressure and the injection pressure, the hydrostatic pressure of the solution column is less than the injection pressure and there is no decrease in the level of cement (plugging) mortar and fluid in the well and the fracture contact surfaces during fracturing.

За врем перерыва в продавке трещины закрываютс , восстанавливаютс контактные св зи между их поверхност ми, а также несуща способность пласта выдерживать первоначальные гидравлические нагрузки . После этого продавку продолжают и заканчивают продавку до наступлени вторичного гидроразрыва, давление которого известно из результатов проведенного гидроразрыва по данной скважине.During the break in the pushing, the cracks are closed, the contact bonds between their surfaces are restored, as well as the bearing capacity of the reservoir to withstand the initial hydraulic loads. After this, the pushing continues and ends until the onset of the secondary fracturing, the pressure of which is known from the results of the conducted fracturing in this well.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

После закачки в обсадную колонну буферной жидкости последнюю продавливают н зону цементировани (в случае необходимости в затрубное пространство предварительно закачивают жидкость пониженнойAfter the buffer fluid is pumped into the casing string, the latter is pushed into the cementing zone (if necessary, a reduced fluid is pre-pumped into the annulus

плотности). Продавку осуществл ют при избыточном давлении в затрубном пространстве больще разницы между давлением гидроразрыва и давлением нагнетани или без избыточного давлени на устье. В перBOM случае продавку осуществл ют до гидроразрыва пласта. Во втором случае при гидростатическом давлении в скважине, меньшем давлени нагнетани , которое определ ют расчетным путем или по результатам гидроразрывов на предыдущих скважинах , закрывают превентор и создают избыточное давление на устье с вызовом гидроразрыва пласта. В обоих случа х после гидроразрыва отключают цементировочные агрегаты (буровой насос), с помощью которых осуществл етс закачка (продавка),density). The displacement is carried out with overpressure in the annulus greater than the difference between the fracture pressure and the injection pressure or without overpressure at the wellhead. In the BOM case, the pushing is carried out before fracturing. In the second case, when the hydrostatic pressure in the well is lower than the injection pressure, which is determined by calculation or based on the results of hydraulic fractures in previous wells, the preventer is closed and an overpressure is created at the wellhead to cause hydraulic fracturing. In both cases, after the fracturing, the cementing units (mud pump) are disconnected, with the help of which the injection (push)

и скважину выдерживают без циркул ции. После этого процесс закачки (продавки) продолжают без противодавлени на устье и заканчивают продавку без вызова вторичного гидроразрыва, давление которого определ ют по результатам проведенного гидрюразрыва . После затвердевани тампонажного раствора в случае необходимости цементируют остальную часть скважины.and the well is held without circulation. Thereafter, the injection process (slugging) is continued without backpressure at the wellhead, and the completion is completed without the secondary fracture call, the pressure of which is determined by the results of the conducted hydraulic fracturing. After hardening of the cement slurry, if necessary, cement the rest of the well.

Пример. Забой скважины 3000 м. Последн техническа колонна 0 0,245 мм спущена на глубину 1380 м, далее до проектной глубины скважина пробурена долотами 0 0,2159 мм. Эксплуатационна колонна 0 0.168 мм спускаетс двум секци ми, место стыка секций находитс на глубине 1330 м. Кажда секци цементируетс отдельно, при этом перва секци спускаетс с обратным клапаном на бурильных трубах и цементируетс на поглощение . 1Т лотность цементного раствора 1,8X10 кг/м, плотность жидкости в затрубном пространстве 1,18 кг/мExample. Well bottom 3000 m. The last technical column 0 0.245 mm was lowered to a depth of 1380 m, then the well was drilled with bits 0 0.2159 mm to the design depth. The production string 0 0.168 mm is lowered in two sections, the section junction is located at a depth of 1330 m. Each section is cemented separately, while the first section is lowered with a check valve on the drill pipe and is cemented to be absorbed. 1T, cement mortar volume of 1.8X10 kg / m, density of fluid in the annulus 1.18 kg / m

Из опыта цементировани эксплуатационной колонны на предыдущей скважине при тех же исходных данных установлено, что разница между давлением гидроразрыва и давлением нагнетани (дл пород с гранул рной пористостью) составл ет 1,5X Ю Па, а цементный раствор за колонной подн т на высоту 2650 м. Высокопроницаемый водоносный горизонт в интервале 2580-2640 м оказываетс незацементированным и приходитс вести ремонтные работы с целью изол ции этого горизонта.From the experience of cementing the production string at the previous well, using the same initial data, it was established that the difference between the fracture pressure and the injection pressure (for rocks with granular porosity) is 1.5 x 10 Pa and the cement slurry behind the column is raised to a height of 2650 m The highly permeable aquifer in the range of 2580-2640 m turns out to be uncemented and repair work is necessary to isolate this horizon.

Цементирование первой секции по предлагаемому способу осуществл ют следующим образом.Cementation of the first section of the proposed method is carried out as follows.

По первому варианту в обсадную колонHy цементировочными агрегатами закачивают буферную жидкость и цементный раствор , объем которого определ ют с учетом жидаемого давлени гидроразрыва. После продавки тампонажного раствора до глубиныIn the first embodiment, a buffer fluid and a cement slurry are pumped into the casing with cementing aggregates, the volume of which is determined taking into account the expected fracturing pressure. After pumping cement slurry to depth

2750 м закрывают провентор, с помощью задвижки создают избыточное давление в затрубном пространстве 2x10 Па и продолжают продавку до гидроразрыва пласта. В момент гидроразрыва, который определ ют по резкому снижению давлени на устье, продавку прерывают и выдерживают скважину в течение, например, 5-7 мин. После этого продолжают продавку при открытом превенторе и заканчивают до возникновени вторичного гидроразрыва.2750 m, the protractor is closed, with the help of a valve, they create an overpressure in the annulus of 2x10 Pa and continue displacement until the hydraulic fracturing. At the moment of fracturing, which is determined by a sharp decrease in pressure at the wellhead, the displacement is interrupted and the well is maintained for, for example, 5-7 minutes. Thereafter, the displacement is continued with open preventer and terminated before the occurrence of secondary fracturing.

По второму варианту закачку и продавку осуществл ют без противодавлени в затрубном пространстве. После продавки цементного раствора до глубины 2750 м (высота подъема цементного раствора определ етс из услови , что избыточное давление на устье в момент гидроразрыва превышает разницу между давлением гидроразрыва и давлением нагнетани ) продавку прерывают, закрывают превентор и с помощью цементировочного агрегата создают избыточное давление на устье с вызовом гидроразрыва пласта. После гидроразрыва отключают цементировочный агрегат (буровой насос), выдерживают скважину при установившемс давлении на устье, открывают превентор и закачивают объем продавочной жидкости, который определ ют из услови предупреждени вторичного гидроразрыва .In the second embodiment, injection and displacement are performed without counterpressure in the annulus. After the cement slurry has been displaced to a depth of 2750 m (the height of the grout rise is determined from the condition that the overhead pressure at the time of the fracture exceeds the difference between the fracture pressure and the discharge pressure) the displacement is interrupted, the preventer is closed and the overburden pressure is applied by the cementing unit with the challenge of hydraulic fracturing. After fracturing, the cementing unit (mud pump) is shut off, the well is maintained at a steady pressure at the wellhead, the preventer is opened, and a volume of squeezing fluid is injected, which is determined from the warning condition of the secondary fracture.

При цементировании по предлагаемому способу цементный раствор поднимаетс выше кровли водоносного горизонта, что позволит предупредить межколонные перетоки . После затвердевани цементного раствора спускают и цементируют BTOpyto секцию эксплуатационной колонны.When cementing by the proposed method, the cement slurry rises above the roof of the aquifer, which will allow to prevent intercolumn flows. After the cement slurry has hardened, the BTOpyto section of the production casing is lowered and cement BTOpyto.

Врем выдерживани скважины без циркул ции после гидроразрыва при цементировании корректируетс с учетом опыта цементировани предыдущих скважин, однако это врем не должно превышать величины , определ емой временем схватывани цементного раствора.The holding time of the well without circulation after hydraulic fracturing during cementing is adjusted for the cementing experience of the previous wells; however, this time should not exceed the value determined by the setting time of the cement slurry.

Предлагаемый способ можно примен ть при цементировании обсадных колонн в одну ступень, при многоступенчатом цементировании , при цементировании с последующим применением обратного способа.The proposed method can be used in cementing casing in one stage, in multi-stage cementing, in cementing, followed by applying the reverse method.

Claims

WAY OF CEMENTING WELLS, including pumping cement slurry through a casing string, pumping cement slurry and performing hydraulic fracturing, characterized in that, in order to increase the cementing efficiency of wells with low hydraulic fracturing gradients having granular porosity due to the possibility of increasing the height of the cement slurry, hydraulic fracturing is carried out by creating pressure in the casing string and backpressure in the annular space, the latter being taken before the difference between the fracturing pressure and the injection pressure, and after the fracturing, the well is maintained until the pressure in it drops to a stable value, after which the grouting grout is continued to be pushed. _about

SS a with a <x <x x

OS