Один из способов ликвидации поглощения, для обеспечения нормального процесса бурения это необходимость закрепить скважину обсадными трубами с обязательным цементированием затрубного пространства. Для успешного цементирования обсадной колонны количество продавочной жидкости рассчитывают с учетом статического уровня в скважине из условия сохранения равенства между давлением в трубах ртр, и затрубном пространстве рз.п в процессе цементирования, т.е. pтр=pз.п
Давление за трубами (в Мпа)
pз.п=pц.р+рп=q(pц.рНц.р+ρб.рН) (17.23)
где pц.р - давление столба цементного раствора за трубами, МПа; рп - давление в поглощающем горизонте, МПа; pц.р - плотность цементного раствора, кг/м3; Нц - высота столба цементного раствора за колонной, м; Н - высота столба бурового раствора за колонной, м.
Давление в трубах (в Мпа)
рт=pз.п=q(ρц.рh+ρб.pHпp). (17.24)
где h - высота цементного стакана в трубах, м; Нпр - высота столба продавочной жидкости в обсадной колонне, м.
Решая уравнение (17.24) относительно Hпр, находим
(17.25)
Объем продавочной жидкости (в м3), необходимый для закачки скважину
(17.26)
(dв - внутренний диаметр обсадной колонны, м).
Поверка надежности изоляции зоны поглощения осуществляется опрессовкой ее тем давлением, которое будет действовать на нее в конце цементирования очередной обсадной колонны.
Давление на устье при опрессовке (роп) должно быть роп>рп.ц - ρопqhп, где рп.ц. - ожидаемое наибольшее давление на подошву рассматриваемой зоны на глубине hп в конце цементирования; ρоп - плотность опрессовочной жидкости.
Если интенсивность утечек опрессовочной жидкости (буровой раствор с наполнителем или без него) при давлении на устье роп не превышает допустимой величины q0, то считается, что зона поглощения изолирована удовлетворительно. Величина q0 устанавливается опытным путем по данным опрессовки и цементирования ранее пробуренных скважин.
Во избежание гидравлического разрыва пород при цементировании скважин и возникновения поглощения необходимо соблюдать следующие условия:
ρн.п≤ρо.ц.р≤ρв.п, ρо.ц.р≤ρц.р. (17.27)
где ρн.п - нижний допустимый предел плотности, кг/м ,
ρн.п=ρп+∆ρ; (17.28)
ρо.ц.р - цементный раствор с уменьшенной плотностью и повышенным относительным водосодержанием; ρв.п - верхний допустимый предел; Δр - необходимое превышение плотности головной порции тампонажного раствора над плотностью вытесняемого бурового раствора, кг/м3.
Если буферная жидкость не применяется или высота ее в кольцевом пространстве мала, то рекомендуется принимать Δρ≈200÷250 кг/м3.
Пример 1. Запроектированной конструкцией скважины предусматривается спуск кондуктора диаметром 426 мм с толщиной стенки 10 мм на глубину H=185 м. Определить объем продавочной жидкости, если высота цементного стакана в трубах h=10м, плотность цементного раствора ρц.р=1850 кг/м3, а ожидаемый статический уровень раствора от устья Нст=75 м.
Решение. Высота столба цементного раствора за колонной (рис. 17.2)
Hц=L- 105=185- 125=60 м.
Внутренний диаметр колонны dв=426-2·10=406 мм.
Высота столба бурового раствора за колонной Нр=125-Нст=125 -75=50 м.
Подставляя данные в формулу (17.23), получим рз.п=9,81 (1850·60+1150·50)= 1,65 Мпа.
Из выражения (17.25) находим высоту столба продавочной жидкости в обсадной колонне
Объем продавочной жидкости по формуле (17.26)
Рис. 17.2. Схема для расчета количества продавочной жидкости при цементировании обсадной колонны, перекрывающей зону поглощения.
