Методы скважин: и цементирование цели

В статье мы попытаемся разобраться, для чего и какими способами выполняется цементирование скважин. Сходу условимся: мы внимательно рассмотрим относительно узкую область - бурение на воду.

В нефтегазовой индустрии своя специфика, которую мы затронем только частично.

Для чего это делается?

Главные обстоятельства цементировать скважину выглядят так:

1. Цементирование повышает неспециализированную прочность конструкции. Стены скважины держит обсадная труба; но при подвижках грунта появляющиеся упрочнения смогут быть непомерно громадны для прочности ее стенок. В случае если обсадная труба укреплена цементированием - шансы разрушения ствола скважины заметно уменьшаются.
2. Цементирование формирует защитный слой, предотвращающий эрозию трубы почвенными водами и коррозию металлической трубы.
3. Наконец, последнее и основное. На различных уровнях грунта существуют различные водоносные горизонты. Что делает скважина? Объединяет их.

В следствии вода на различных уровнях смешивается. В артезианскую воду с глубинных слоев попадают стоки из выгребных ям и септиков вместе с дождевыми водами; да и просто объединение водоносного слоя с песчаным и супесчаным грунтом обжим каналом может привести к тому, что вода начнет уходить в песок. (См. кроме этого статью Как обустроить скважину как следует.)

Цементирование скважин призвано мешать этому процессу. Оно образует около обсадной трубы глухую пробку, уплотнитель, мешая миграции воды между уровнями.

Обратите внимание:  цементаж скважин и их цементирование - не синонимы, как легко решить по сходному звучанию слов.

Цементаж, либо тампонаж - это ликвидация скважины, ее заполнение раствором (в большинстве случаев, под давлением).

Цель - опять-таки разъединить водоносные пласты различных уровней грунта.

Как это делается?

Материалы

В общем случае растворы, используемые при цементировании скважин, делятся по нескольким параметрам.

• Температура скважины. Чем глубже скважина - тем выше в ней температура и тем стремительнее сохнет раствор. Разделяют цементы для холодных (до 40 С) скважин; тёплых с температурой до 75С и глубоких - с температурой до 120 С. Первые в однообразных условиях с последними твердеют куда стремительнее. Очевидно, при бурении на воду последние два варианта неактуальны. Скважины просто не достигают глубин с этими температурами.
• Добавки. Используется цемент с кварцевым песком, не дающий усадки; волокнистый цемент с добавкой целлюлозы, который практически не попадает в рыхлые породы; расширяющийся цемент, который уплотняет грунт около ствола скважины при застывании. Наконец, пуццолановые цементы, каковые пропускают воду и одновременно с этим не опасаются агрессивных примесей.
• Водоцементное отношение. Чем больше воды - тем раствор более текуч, но тем продолжительнее он схватывается. К тому же растворы с меньшим содержанием воды по окончании застывания оказываются более прочными.

Способы

При бурении используются следующие методы цементирования скважин:

1. Сплошное цементирование. Оно же - одноступенчатое цементирование скважин. Сущность способа такова: в обсадную колонну заливается цементирующий раствор; он накрывается плотной пробкой; затем в колонну нагнетается промывочный раствор. Пробка неспешно вытесняет цемент в пространство около колонны.

1. Двухступенчатое цементирование. Скважина цементируется в два приема: нижняя, а позже верхняя ее часть. Метод используется, в случае если проблемно сходу приготовить необходимое количество раствора либо в случае если температура пластов и состояние грунта в верхней и нижней частях скважины очень сильно различаются.

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

Для слоев цемента пригодится кольцо-разделитель.

1. Манжетное цементирование. Эта разработка цементирования скважин используется, в случае если необходимо изолировать от грунтов только верхнюю часть скважины. На нужном уровне между грунтом и обсадной колонной 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. Наряду с этим очистной либо буровой  раствор вытесняется через полость колонны.

Оборудование

Оборудование для цементирования скважин достаточно громоздко и требует применения в качестве мобильного носителя грузовика. Типично комплексы для цементирования монтируются на машинах класса "Урал", "КамАЗ" либо "КрАЗ".

В качестве источника энергии для дозировки конвейеров и работы загрузки, управления и системы смешения употребляется двигатель автомобиля.  На том же шасси смогут расположиться нагнетающие насосы. Их большое давление нагнетания раствора может быть около внушительных 35 МПа. (См. кроме этого статью Изюминки замены насоса в скважине)

Что происходит с цементным раствором в данной установке?

• Цемент дозировано подается в бетономешалку. В том же направлении поступает необходимое количество воды.
• Цементирующий раствор вымешивается до полной однородности.
• После этого нагнетающие насосы подают раствор в обсадную колонну либо окружающее ее пространство посредством цементирующей головки.

Кто специализируется на оборудовании для цементирования скважин у нас? В первую очередь это находящийся в поселке Новый Уренгой центр цементирования скважин, являющийся частью корпорации "Газпром бурение". Его цеха и филиалы находятся в Астрахани, Оренбурге, Ухте и Краснодаре.

Контроль качества

Оценка качества цементирования скважин на данный момент проводится следующими способами:

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

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

В случае если по мере подъема-опускания источника излучения графики интенсивности равномерны и однообразны на всех датчиках - цементирование выполнено удовлетворительно. В случае если графики неровны и отличаются - цементирование неравномерно, имеет недостатки или выполнено не полностью.

Увидьте: эти способы подходят как раз при цементирования стенок обсадной колонны. В то время, когда устанавливается  цементный мост в скважине ( своего рода второе дно скважины, отсекающее нижнюю ее часть от верхней и разделяющее пласты грунта различных уровней), его прочность и герметичность неразрушающими способами проверить очень проблематично. (См. кроме этого статью Какой насос лучше для скважины выбрать.)

Заключение

К сожалению, в рамках статьи мы можем только познакомить читателя с базами технологии и терминологии. Цементирование скважин - достаточно сложная наука, о которой кратко, увы, не поведаешь. Но, будем сохранять надежду, неспециализированное представление о вопросе вами получено.