Megadez.ru

Дезинфекция помещений
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Способы и технологии цементирования скважин

Способы и технологии цементирования скважин

обсадные трубы

Как правило, завершающим этапом бурения скважин является их цементирование. Оттого насколько профессионально будет проведён этот процесс, зависит качество и надёжность всей конструкции. Главная цель этого мероприятия — полное замещение бурового раствора на цементный аналог, который ещё называют тампонажной смесью. После замены растворов его оставляют на определённый промежуток времени для того, чтобы он застыл, и превратился в цементный монолит. На сегодняшний день разработано несколько способов эффективного цементирования скважин, при этом одному из них, самому распространённому, уже больше ста лет. Этот метод называется — одноцикловый способ прямого цементирования обсадной колонны. И до сих пор эта технология с некоторыми усовершенствованиями применяется буровиками во всём мире.

Тип раствора

Перед процессом необходимо определить, какой тип цементной смеси будет использоваться. При расчетах стоит воспользоваться такими основными параметрами:

  1. Глубина источника и размеры вокруг обсадной колонны и шахтной стенкой.
  2. Геометрическая характеристика скважины, деформация в процессе бурения.
  3. Тип почвы и ее породистый состав. Многие расчеты на цементирование основываются на ранее выполненных в районе работах.
  4. Правильный состав смеси и его замес даст положительный результат проделанной работы.
  5. Цемент в соотношении с песком применяют для тампонажа водоисточника, пробуренного на глинистой местности.
  6. Если источник возведен на пористом грунте, стоит задействовать разного рода наполнитель на пористой структуре. Затамповка скважины цементно-песочной смесью приводит к лишнему перерасходу материала.
  7. На качественное цементирование можно использовать вспенивающий состав, способствующий затвердеванию цемента. Такого рода состав поможет качественно загерметизировать все зазоры и трещины на колоннах, закрыть пространство между ними.

Как это делается?

Материалы

В общем случае растворы, применяемые при цементировании скважин, делятся по нескольким критериям.

  • Температура скважины. Чем глубже скважина — тем выше в ней температура и тем быстрее сохнет раствор. Разделяют цементы для холодных (до 40 С) скважин; горячих с температурой до 75С и глубоких — с температурой до 120 С.
    Первые в одинаковых условиях с последними твердеют куда быстрее.
    Разумеется, при бурении на воду последние два варианта неактуальны. Скважины просто не достигают глубин с такими температурами.
  • Добавки. Применяется цемент с кварцевым песком, не дающий усадки; волокнистый цемент с добавкой целлюлозы, который почти не проникает в рыхлые породы; расширяющийся цемент, который уплотняет грунт вокруг ствола скважины при застывании.
    Наконец, пуццолановые цементы, которые пропускают воду и в то же время не боятся агрессивных примесей.
  • Водоцементное отношение. Чем больше воды — тем раствор более текуч, но тем дольше он схватывается. К тому же растворы с меньшим содержанием воды после застывания оказываются более прочными.
Читайте так же:
Цемент с гравием или щебнем

способы цементирования скважин

Увы, необходимый скважине цемент в строительном магазине не купить

Методы

При бурении применяются следующие способы цементирования скважин:

  1. Сплошное цементирование. Оно же — одноступенчатое цементирование скважин. Суть метода такова: в обсадную колонну заливается цементирующий раствор; он накрывается плотной пробкой; после этого в колонну нагнетается промывочный раствор.
    Пробка постепенно вытесняет цемент в пространство вокруг колонны.

Самый простой случай

  1. Двухступенчатое цементирование. Скважина цементируется в два приема: нижняя, а потом верхняя ее часть.
    Способ применяется, если проблемно сразу приготовить нужное количество раствора или если состояние пластов грунта и температура в верхней и нижней частях скважины сильно различаются.

Обратите внимание: двухступенчатое цементирование может производиться как с разрывом во времени, после затвердевания первой порции раствора, так и сразу.

Для слоев цемента понадобится кольцо-разделитель.

  1. Манжетное цементирование. Эта технология цементирования скважин применяется, если нужно изолировать от грунтов лишь верхнюю часть скважины.
    На необходимом уровне между обсадной колонной и грунтом ставится кольцо-манжета. Раствор нагнетается выше нее через перфорацию в стволе колонны.
  2. Обратное цементирование. Цементный раствор нагнетается не в колонну, а в промежуток между ней и грунтом. При этом очистной или буровой раствор вытесняется через полость колонны.

Оборудование

Оборудование для цементирования скважин достаточно громоздко и требует использования в качестве передвижного носителя грузового автомобиля. Типично комплексы для цементирования монтируются на автомобилях класса «Урал», «КамАЗ» или «КрАЗ».

оборудование для цементирования скважин

Для серьезного оборудования- серьезный транспорт

В качестве источника энергии для работы конвейеров загрузки и дозировки, системы смешения и управления используется двигатель автомобиля. На том же шасси могут расположиться нагнетающие насосы. Их максимальное давление нагнетания раствора может достигать внушительных 35 МПа.

Что происходит с цементным раствором в этой установке?

  • Цемент дозировано подается в бетономешалку. Туда же поступает нужное количество воды.
  • Цементирующий раствор вымешивается до полной однородности.
  • Затем нагнетающие насосы подают раствор в обсадную колонну или окружающее ее пространство с помощью цементирующей головки.
Читайте так же:
Шарики для производства цемента

Кто специализируется на оборудовании для цементирования скважин в нашей стране? Прежде всего это находящийся в поселке Новый Уренгой центр цементирования скважин, являющийся частью корпорации «Газпром бурение». Его филиалы и цеха расположены в Астрахани, Оренбурге, Краснодаре и Ухте.

Контроль качества

Оценка качества цементирования скважин в настоящее время проводится следующими методами:

  • Термальным. В процессе затвердевания цемента выделяется некоторое количество тепла. Чтобы узнать, как высоко поднялся цемент за пределами обсадной колонны, достаточно просто промерять температуру ее стенок в нескольких точках.
  • Акустическим. Участки обсадной колонны, окруженные цементом и свободные от него, по-разному колеблются при прохождении акустической волны по ней.
    Там, где колебания быстро затухают, цементирование надежно. Там, где волна распространяется без затухания — цемент за колонной отсутствует.

Данные с акустических датчиков, разумеется, анализирует компьютер

  • Радиологическим методом (он же гамма-гамма-каротаж). Источник гамма-излучения опускается в скважину, а излучение от него регистрируется радиально разнесенными датчиками на поверхности.

Если по мере подъема-опускания источника излучения графики интенсивности равномерны и одинаковы на всех датчиках — цементирование выполнено удовлетворительно. Если графики неровны и отличаются — цементирование неравномерно, имеет дефекты либо выполнено не в полном объеме.

оценка качества цементирования скважин

Так выглядит передвижная станция контроля качества

Заметьте: эти методы подходят именно в случае цементирования стенок обсадной колонны. Когда устанавливается цементный мост в скважине ( своего рода второе дно скважины, отсекающее нижнюю ее часть от верхней и разделяющее пласты грунта разных уровней), его герметичность и прочность неразрушающими методами проверить весьма проблематично.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector