Технологии цементирования

Цементное кольцо выполняет ключевые функции защиты и поддержки обсадной колонны, а также обеспечения разобщения интервалов в течение срока эксплуатации скважины. Традиционно цементирование рассматривается как завершающий этап буровых работ. Однако компания Halliburton также разрабатывает технологии цементирования как первого этапа заканчивания скважины. В течение всего срока эксплуатации скважины цементное кольцо должно выдерживать суммарные нагрузки, возникающие при проведении всевозможных мероприятий, таких как опрессовки, испытания скважины, работы по интенсификации добычи и т.д.  

При проектировании работ по цементированию для максимальной вероятности успешного первичного цементирования необходимо в первую очередь учитывать такие свойства цемента как вязкость, время загустевания и прочность. Вязкость и время загустевания должны быть оптимизированы, с тем, чтобы цементный раствор сохранял способность к перекачиванию в течение времени, достаточного для его размещения в требуемых интервалах и достижения требуемой высоты подъема цемента за колонной (ВПЦ). Кроме того, схватывание цемента должно происходить как можно скорее после прекращения закачки, чтобы обеспечить минимальное время затвердевания цемента (ОЗЦ) с одновременным сохранением конструкционной целостности, необходимой для поддержания герметичного разобщения пластов в течение срока эксплуатации скважины.

Физико-механические свойства цемента должны быть оптимизированы с учетом конкретных характеристик каждой скважины. Каждая скважина является уникальной в плане порового давления, градиента давления гидроразрыва, забойной температуры и распределения температуры по длине ствола, забойного давления, физических свойств пласта, свойств находящихся в скважине флюидов, отклонения ствола от вертикали, зазора затрубного пространства и многих других параметров.

Компания Halliburton обладает целым рядом технологий цементирования, которые можно спроектировать с учетом требований каждой скважины.

  • Предотвращение миграции газа — предотвращение возможного проникновения газа или жидкости из пласта с тем, чтобы в зацементированном затрубном пространстве не образовывались каналы и перетоки.
  • Тяжелый цемент — применение утяжеляющих добавок для повышения плотности цементного раствора с целью управления работой скважин с высоким давлением.
  • Обеспечение целостности в течение срока эксплуатации скважины — достижение оптимального соотношения химических и механических свойств, прочности на растяжение и сжатие, обеспечивающего сохранение целостности цементного кольца во время бурения, заканчивания, разработки и ликвидации скважины.
  • Легкий цемент — В пластах низкой прочности, имеющих низкий градиент гидроразрыва и склонных к поглощению бурового/цементного раствора, требуется применение систем легкого цемента (<15 фунт./галл.) для снижения гидростатического давления столба жидкости при закачке цементного раствора.
  • Потеря циркуляции (поглощения) — следует отличать от снижения объема цементного раствора в результате фильтрации (водоотдачи). Поглощение раствора происходит, когда при проведении цементировочных работ цементный (буровой) раствор не возвращается на поверхность, а поглощается трещиноватым, кавернозным или высокопористым пластом.
  • Установка цементных мостов — производится для различных целей, наиболее часто для ликвидации или временного оставления скважины, испытания, бурения боковых стволов, борьбы с поглощением раствора или проведения ремонтно-изоляционных работ.
  • Самовосстанавливающийся цемент — Компания Halliburton поставляет класс цемента, который набухает при реакции с мигрирующими флюидами и автоматически перекрывает канал перетока, не допуская дальнейшей миграции флюида.
  • Ремонтно-изоляционные работы (РИР) — операция, требующая закачки специальных цементных растворов в проблемные участки/интервалы скважины.
  • Серия цементов/цементных растворов Tuned® — В числе постоянных усовершенствований технологий цементирования компании Halliburton — серии специальных цементных растворов, рассчитанных на смягчение основных проблем, связанных со скважинными условиями, с которыми сталкиваются нефтяники и газовики.
  • Скважины в нетрадиционных пластах – Для повышения экономической эффективности при разработке нетрадиционных пластов необходимо оценивать строение скважины включая цементное кольцо в плане продуктивности скважины и общего извлечения углеводородов.