Цементування свердловини

Цементування свердловини є останнім етапом в її будівництві. Основна мета цементації свердловини - це ізоляція експлуатованого водоносного горизонту від верхніх експлуатованих, кріплення стінок свердловини у не стійких породах, а також захист поверхні обсадних металевих труб від корозії. Залежно від гідрогеологічних умов цементація виконується на всю глибину до гирла свердловини або в певному інтервалі.

Деякі люди плутають цементування з ліквідаційним тампонажу свердловин, мета якого захистити від забруднення артезіанські води. Цей процес називається цементаж, або тампонаж, що має на увазі ліквідацію свердловини, шляхом її заповнення розчином (як правило, під тиском).

Види тампонажних розчинів

Для цементування свердловин використовується спеціальний розчин, на основі тампонажного цементу. Тампонажний цемент відрізняється від звичайних підвищеними механічними властивостями після затвердіння, уповільненими термінами схоплювання. Склад розчину вибирається залежно від геологічних і природних умов.

1. Піщанистий цемент - суміш 80% тампонажного цементу і 20% кварцового піску. Такий розчин має гарну сцепляемость з гірськими породами, застосовується для цементації напрямків і кондукторів.
2. Волокнистий цемент. Такий цемент застосовується для зменшення глибини проникнення в тріщини порід, які мають невелику пластовий тиск або якщо потрібно ліквідувати поглинання розчину для промивання. Цей розчин готується з тампонажного цементу з волокнистими добавками в кількості від 1 до 3%, як добавки використовується (азбест, папір).
3. Розширюють цементи - використовуються для створення міцного непроникного цементного каменю. Такі цементи при твердінні збільшуються в обсязі до 2%. Розширює цемент виходить при використанні в якості добавки діятимуть, тріпала.

Кожен розчин має певні термінами схоплювання, які регулюються спеціальними добавками. Для того щоб уповільнити процес схоплювання використовують ПАР (поверхнево-активні речовини), уповільнити схоплювання потрібно в тому випадку, коли потрібно цементувати глибокі свердловини, коли використовуються насоси з низькою продуктивністю чи виконується цементація свердловин з термальними водами. Для цементації неглибоких свердловин, щоб зменшити термін схоплювання, додаються прискорювачі: кухонна сіль або хлористий кальцій в кількості 1-2% від маси сухого цементу.

Одним з головних показників цементного розчину є водо-цементне співвідношення, тобто відношення маси води до маси сухого цементу, і становить воно 0,4-0,5. Якщо збільшити кількість води, то знизиться межа міцності цементного каменю і він довше схоплюється. При збільшенні кількості цементу знижується плинність тампонажного розчину.

Розрахунок кількості розчину і цементу

методи цементування

Цементування свердловини, як правило, виконується по одноступінчастої схемою з однією або двома пробками. На практиці використовуються такі способи подачі тампонажного розчину в свердловину:

• Пряма закачування тампонажного розчину в затрубний простір, розчин при такому способі рухається зверху вниз. Відрізняється швидкістю виконання робіт, але якість цементування низьке, такий спосіб застосовується на неглибоких свердловинах.
• Зворотне цементування вважається більш складним у виконанні, за даною технологією розчин закачується безпосередньо всередину обсадної труби, і за допомогою води або глинистого розчину під тиском видавлюють розчин в затрубний простір. Розчин рухається від низу до верху. Для виключення змішування розчину з продавочной рідиною, закладають розділяє пробку, одну або дві.

Для глибоких свердловин цементацию проводять в декілька етапів окремими ділянками.

Якщо конструкція свердловини має телескопічну конструкцію, цементацию виконують на кожному етапі установки секції труби, буріння триває тільки після повного затвердіння розчину.

Монтажне цементування застосовують, якщо необхідний тампонаж затрубного простору, розташованого вище забою, наприклад, коли водораскривающая колона є одночасно експлуатаційної, а фільтр знаходиться внизу. Монтажне цементування застосовують також при ремонті свердловин і для усунення місць витоків в колонах труб.

У всіх випадках цементування після заливки розчину в свердловину залишають в спокої для твердіння. Для кондукторів на 12 годин, а для експлуатаційних колон на 16-24 години, під тиском, яке було при продавкі.

Агрегати і механізми для цементації

Зачиннення цементу і закачування розчину в свердловину слід проводити в найкоротший термін, це викликає необхідність їх максимальної механізації. Розчин перемішують гідравлічними цементомешалкамі. Для подачі розчину в свердловини застосовуються цементувальні агрегати, які монтуються на шасі автомобіля і до складу яких входить водяний насос для закачування розчину, бак. Основними параметрами цементувальних агрегату є продуктивність і тиск, який він створює. Для проведення цементування застосовуються цементувальні головки

Перевірка якості тампонажу

Після твердіння цементного розчину знімають заливальне голівку і приступають до розбурювання пробок і цементу. Ця частина цементу називається цементним склянкою. При перевірці якості тампонажу спочатку відчувають герметичність колони, а потім герметичність затрубного простору. Технологія випробування герметичності грунтується на різниці тисків рідини в затрубному просторі і в обсадних колонах. Опресовки виконують чистою водою, для цього нагвинчують на колону заливальне голівку і за допомогою насоса створюють тиск в колоні до 60-120 ат і залишають під цим тиском на 30 хв. Якщо після закінчення часу тиск впаде не більше ніж на 5 ат, колона вважається герметичною.

Від якості цементації свердловини залежить термін її експлуатації, тому цементації приділяється велика увага, цементацию не можна якісно виконати без залучення бурових організацій зі спеціальним обладнанням.

Відео

У цьому відео розповідається про цементувальних агрегатів для свердловин з поршневим насосом: