термины:   А   Б   В   Г   Д   Е   Ё   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Щ   Э   Я  
Главная / Расчеты в бурении / Ликвидационное тампонирование скважин

Ликвидационное тампонирование скважин

Ликвидационное тампонирование, как одна из мер по охране недр проводится с целью: предотвращения загрязнения и засорения водоносных горизонтов и залежей полезных ископаемых через скважину, смешения вод различного качества после окончания бурения геологоразведочных скважин. Если скважина вскрыла зоны поглощений и водогазопроявлений, то ствол скважины полностью или частично заполняется тампонажной смесью.

Ликвидация нефтяных и газовых скважин без эксплуатационной колонны в зависимости от горно-геологических условий вскрытого разреза производится путем установки цементных мостов в интервалах залегания высоконапорных минерализованных вод с коэффициентом аномальности Ка≥1,1 и слобопродуктивных, не имеющих промышленного значения залежей углеводородов. Высота цементного моста должна быть на 20 м ниже кровли каждого такого горизонта. Над кровлей верхнего пласта с минерализованной водой, а также на границе залегания пластов с пресными и минерализованными водами (если они не перекрыты промежуточной колонной) устанавливается цементный мост высотой 50 м.

Цементный мост устанавливается также: в башмаке последней промежуточной колонны с перекрытием его не менее, чем на 50 м; интервалах перфорации и смятия эксплуатационной колонны на 20 м ниже и не 100 м выше этих интервалов.

Изоляционно-ликвидационные работы в скважинах, строящихся на месторождениях и подземных хранилищах, в продукции которых содержатся агрессивные и токсичные компоненты, в концентрациях, представляющих опасность для жизни людей, должны проводиться в соответствии в инструкцией («Инструкция о порядке ликвидации, консервации скважин и оборудовании их устьев и стволов». М, 2001. РД 08-347-00 Госгортехнадзор России).

Для приготовления смесей используются следующие материалы: цемент, глина, песок, суглинок, отходы бурения, ускорители схватывания и добавки для регулирования свойств тампонажных смесей. Тип цемента выбирается с учетом минерализации и агрессивности подземных вод, температуры окружающей среды (ТОС) в скважине.

При выборе рецептуры тампонажных составов необходимо в первую очередь учитывать агрессивность подземных вод.

Рекомендации по выбору тампонажного материала (смеси, состава) и метода тампонирования даны в табл. 11.7.

Таблица 11.7 Рекомендуемые области применения различных материалов для ликвидационного тампонирования

Характеристика объекта
ликвидационного
тампонирования

Рекомендуемый тип тампонажного
материала и метод тампонирования

Агрессивные сульфатные
и мягкие подземные воды;
ТОС<10°С

Пуццолановый сульфатостойкий
портландцемент с ускорителем
схватывания

Агрессивные магнезиальные
подземные воды;
ТОСдо 100°С

Шлакопортдандцемент

Агрессивные воды отсутствуют;
ТОС
свыше 100°С

Портландцемент тампонажный с
активными добавками (кварцевый песок)

Сероводородная
агрессия при ТОС до250°С

Шлакопесчаный цемент

Агрессивные сульфатные
подземные поды то же при
наличии соленосных пород

Сульфатостойкий портландцемент
то же с ускорителем схватывания

Соленосные отложения

Магнезиальный цемент (на основе каустического
магнезитового порошка), затворяемый
на насыщенном растворе MgCl2

Небольшая глубина
скважины при наличии
малых волопритоков

Глина с песком (до 6%) в виде шариков,
забрасываемая (после просушки) в скважину

Скважины с большим
водопритоком
самоизливающиеся
с напором до 1,5 м

Ствол скважины в пределах водоносного горизонта
заполняется промытым песком или гравием; в подошве
и кровле геологического объекта устанавливаются
цементные мосты с гидроизолирующей глиняной перемычкой
из шариков в пределах мощности водоупоров; скважина до
устья заполняется густым отработанным глинистым раствором
с вводом наполнителей (шлама песка, местных глин и т.п)

Общее количество исходных материалов для ликвидационного тампонирования определяется, исходя из общего объема раствора Vтр, требующегося для тампонирования скважин (в м3),

            (11.40)

где К3 - коэффициент запаса объема, величина которого принимается в зависимости от состояния стенок скважины; при наличии каверн размером до 1,5 номинального диаметра скважины K3=1,1 при наличии каверн до 2 номинальных диаметров скважины К3=l,2; Кп - коэффициент потерь раствора при одном цикле закачки (на разбавление смеси продавочной жидкости, в заливочных трубах, при приготовлении раствора и т.д), Кп=0,08÷1,15, причем большая величина берется для скважин диаметром менее 76 мм; Н - глубина скважины, м; lц - величина разового интервала тампонирования, м; (Н/lц - число циклов тампонирования); Dc - диаметр скважины по данным кавернометрии, м.

Объем тампонажного раствора на установку цементного моста, устанавливаемого в стволе скважины

              (11.41)

где k=1,2÷1,3 - коэффициент, учитывающий дополнительный расход раствора на заполнение расширений в скважине; hц.м - высота цементного моста.

Если в скважине предусматривается установить несколько цементных мостов, то их высота суммируется.

Количество цемента на приготовление тампонажного раствора для создания цементных мостов рассчитывается по формуле

         (11.42)

где k1=05÷1,1 - коэффициент, учитывающий потери цемента при приготовлении раствора; ρц=3050-3200 кг/м3 - плотность цемента; ρв - плотность воды; m=0,4÷0,6.

Зная общий объем тампонажного раствора принятой рецептуры, можно определить требуемое количество каждого компонента. Например, при использовании цементно-суглинистого раствора, компоненты которого находятся в соотношении цемент: суглинок: вода= 1:0,5:0,6, с 3% хлористого кальция получим необходимое количество исходных материалов (и т): цемента Vтр, суглинка 0,5Vтр, воды 0,6Vтр, хлористого кальция 0,03 Vтр.

Если ликвидационное тампонирование проектируется проводить в скважине, имеющей два диаметра, то объем тампонажного раствора

         (11.43)

где Н - высота тампонирования, м; Dср - средний диаметр скважины

              (11.44)

где D1 и D2 - соответственно диаметры нижнего и верхнего интервалов тампонирования; h1 и h2 - высоты нижнего и верхнего интервалов; Н= h1+h2.

Если для проведения ликвидационного тампонирования предусмотрен глиноцементный раствор, то плотность тампонажной смеси рассчитывается по формуле

       (11.45)

где n1 - количество частей цемента; n2 - количество частей глины; величины k, ρц и ρв приведены выше.

Количество цемента для приготовления тампонажной смеси

         (11.46)

где n=n1+n2 - общее количество частей в тампонажной смеси.

Количество глины для приготовления тампонажной смеси

Qгл=Qт-Qц        (11.47)

Количество продавочной жидкости, нагнетаемой за один цикл, в общем случае (в м3)

         (11.48)

где d- внутренний диаметр заливочных труб, м; hб.т- глубина погружения нижнего конца заливочных (бурильных) труб, м.

Если плотность продавочной жидкости при близких реологических параметрах с тампонажным раствором значительно меньше плотности тампонажного раствора, возможно ее вытеснение через верхний конец заливочных труб при отсоединении вертлюга-сальника. В этом случае объем продавочной жидкости на каждый цикл тампонирования приближенно определяется по формуле

       (11.49)

где h - расчетная глубина уровня тампонажного раствора после завершения очередного цикла закачки, м.

Пример 11.9. Проектом на ликвидационное тампонирование скважины, имеющей два интервала - нижний высотой h1=240 м диаметром D1=76 мм и верхний высотой h2=160 м диаметром D2=93 мм, в качестве тампонажной смеси предусмотрен глиноцементный раствор (в соотношении 1 часть цемента две части глины). Рассчитать количество цемента и глины дли приготовления тампонажной смеси. Водотампонажное отношение принять равным m=0,5, а плотность глины ρгл=2000 кг/м3.

Решение. Найдем средний диаметр скважины [см.выражение (11.44)]

Тогда по формуле (11.43)

Плотность тампонажной смеси по формуле (11.45)

Количество тампонажной смеси составит

Количество цемента для приготовления тампонажной смеси

Количество глины

Qгл=3120-1040=2080 кг



 
Copyright © 2007-20011 Буровой портал
буровые установки
 
CMS SiteEdit Создание сайта Вебцентр Карта сайта
 


Яндекс цитирования
Check Page Rank