Цементирование скважин и варианты его научного исследования | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 19 октября, печатный экземпляр отправим 23 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №23 (522) июнь 2024 г.

Дата публикации: 11.06.2024

Статья просмотрена: 8 раз

Библиографическое описание:

Дос Сантос, Тьяго Карвальё. Цементирование скважин и варианты его научного исследования / Тьяго Карвальё Дос Сантос. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2024. — № 23 (522). — С. 37-38. — URL: https://moluch.ru/archive/522/115409/ (дата обращения: 07.10.2024).



Цементирование — одна из самых важных операций, выполняемых в скважине. Этап цементирования отвечает за изоляцию скважины от поверхности между обсадной трубой и пробуренными горными породами. Это, пожалуй, самая важная операция при разработке нефтяной или газовой скважины, где изоляция, создаваемая цементным кольцом, должна обеспечивать целостность скважины (с точки зрения утечек и механических нагрузок) и пластов в периоды разведки углеводородов и закачки CO 2 , а также гарантировать долгосрочное хранение. Поэтому для обеспечения идеальной изоляции необходимо полностью удалить буровой раствор из затрубного пространства, заполнив его цементным раствором, так как неполная зональная изоляция может привести к проблемам загрязнения окружающей среды или снижению ожидаемых показателей добычи. Цементные растворы представляют собой жидкую смесь цемента, воды и дополнительных наполнителей.

Ключевые слова: цементирование,скважина, изоляция.

Процедура первичного цементирования, которая осуществляется сразу после погружения каждой обсадной колонны в скважину, предусмотрена в программе бурения скважин и ориентирована на приоритетную реализацию. Основная цель состоит в том, чтобы ввести безупречные и цементную пасту в затрубную область между пластом и обсадной колонной, что приведет к эффективной и длительной фиксации и герметизации затрубного пространства.

Основными задачами первичной цементации являются: механическое сцепление с покрытием и пластом, изоляция пересекаемых пластов и защита покрытия от коррозии и динамических нагрузок, возникающих при операциях внутри него. В зависимости от типа цементируемой обсадной колонны или особых условий скважины существуют конкретные цели.

— Токопроводящее покрытие: предотвращает эрозию обычно неконсолидированных поверхностных слоев;

— Поверхностная обсадная колонна: предназначена для защиты пресноводных пластов, поддержки оборудования, обеспечивающего безопасность скважины; а также для поддержки других обсадных колонн. На данном этапе цементирование по всей обсадной колонне обязательно;

— Промежуточная прокладка: обеспечивает изоляцию пластов с аномально низким или высоким давлением и изолирует некомпетентные пласты, чувствительные к контакту с буровым раствором;

— Продуктивная прокладка: предоставляет защиту углеводородосодержащих зон, направленную на предотвращение снижения производительности, которое может произойти из-за возможной чувствительности пласта к жидкостям, содержащимся в скважине; кроме того, обеспечивает изоляцию зон для селективной разработки различных интервалов.

— Многоступенчатость: позволяет проводить цементирование обсадной колонны в несколько этапов в случаях, когда колонна очень длинная или когда пересекаются пласты с различными характеристиками. Такая процедура снижает риск загрязнения, буровым раствором, а также уменьшает вероятность гидроразрыва пласта.

Первичное цементирование заключается в помещении цементной пасты в кольцевое пространство, образованное обсадной колонной и стенками скважины, которая после схватывания должна обеспечить:

  1. Механическое сцепление с обсадной колонной;
  2. Изоляцию пластов;
  3. Защиту обсадной колонны от коррозии и динамических нагрузок, возникающих при проведении работ внутри нее.

При проектировании и проведении первичного цементирования необходимо соблюдать определенные меры предосторожности, чтобы обеспечить выполнение вышеуказанных требований.

Первичное цементирование чрезвычайно важно для жизненного цикла скважины, поэтому недостаток изоляции потребует проведения корректирующих операций, что приведет к дополнительным затратам в процессе строительства скважины. В основном это активные операции, которые включают в себя исправление дефектов первичного цементирования, устранение попадания воды из нежелательной зоны, снижение соотношения газ/нефть путем изоляции газовой зоны, прилегающей к нефтяной зоне, ликвидацию истощенных зон или устранение утечек в обсадной колонне [1].

Цементирование играет важную роль в строительстве скважин. При бурении определенного участка скважины необходимо организовать его изоляцию непроницаемым материалом (цементом), чтобы не допустить сообщения между различными фазами скважины или между проницаемыми пластами с различными флюидами или градиентами давления, что чревато проблемами при бурении и эксплуатации скважины. Цементирование также отвечает за обеспечение гидравлической изоляции проницаемых пластов от поверхности. Отсутствие такой изоляции может привести к попаданию нефти на морское дно или на поверхность земли, что приведет к загрязнению окружающей среды. Ряд производственных неудач, связанных с нарушением гидравлической изоляции от поверхности, может привести к катастрофическим авариям. Это означает, что при реализации проекта или программы цементирования необходимо всегда учитывать риски, особенно с точки зрения безопасности, используя передовые методы и соответствующие технологии, рекомендованные промышленностью в соответствии с установленными стандартами.

Таким образом, приняв во внимание разнообразие исследований, связанных с цементированием нефтяных скважин, и соотнеся их цели повышения эффективности в нефтяном секторе, необходимо заключить, что, благодаря технологическим исследованиям, было разработано много устойчивых проектов, направленных на соблюдение стандартов безопасности и охраны окружающей среды; проведено углубленное изучение паст с использованием полимеров или биоразлагаемых материалов; а также удалось значительно снизить скорость разрушения при цементировании по сравнению с предыдущими годами.

Литература:

  1. Nunes, E. R. D. Influence of expanded vermiculite in the formulation of light pastes to prevent gas migration in oil well cementing. 2014. 186 f. Thesis (Doctorate in Materials Science and Engineering) — Postgraduate Program in Materials Science and Engineering, Center for Exact and Earth Sciences, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, 2020.
Основные термины (генерируются автоматически): первичное цементирование, буровой раствор, колонна, окружающая среда, пласт, цементирование, гидравлическая изоляция, затрубное пространство, механическое сцепление, обсадная колонна.


Похожие статьи

Компоновочные схемы заканчивания боковых стволов эксплуатационных скважин месторождений ПАО «Сургутнефтегаз»

Применение технологии зарезки боковых стволов является эффективными технологиями для увеличения дебитов и извлечения оставшейся нефти в выработанных залежах за счет решения таких проблем как ограничение водопритока, вовлечение в разработку недренируе...

О некоторых результатах лабораторных исследований для сокращения выноса песка при эксплуатации газовых скважин

В статье приведены основные особенности, противоречия и факторы, осложняющие эксплуатацию газовых скважин на поздней стадии разработки сеноманских залежей нефтегазоконденсатных месторождений ЯНАО, связанные с обводнением призабойной зоны пласта и вын...

(СТАТЬЯ ОТОЗВАНА) Утилизация отходов бурения

При добыче нефти образуются отходы бурения, которые являются основным источником загрязнения нефтедобывающей среды. Практически каждый процесс поиска и добычи нефти приводит к образованию многих видов отходов, которые негативно влияют на окружающую с...

Обоснование схемы вскрытия и эксплуатации урановых месторождений методом подземного выщелачивания

Скважинная гидродобыча — метод добычи, основанный на приведении полезного ископаемого в подвижное состояние путем гидромеханического воздействия и выдачи в виде гидросмеси на поверхность. Совершенствование техники и технологии добычи урана, повышение...

Сравнение эффективности заводнения и водогазового воздействия на залежи нефти с повышенной вязкостью

При разработке залежей нефти с трудноизвлекаемыми запасами (ТРИЗ) углеводородов традиционные системы поддержания пластового давления (ППД) не могут обеспечить высокую эффективность вытеснения нефти. В этом случае встает вопрос о применении более эффе...

Современные тенденции в области совершенствования и оптимизация процессов углубления скважин

В настоящее время гидравлические забойные двигатели являются одним из основных технических средств для работы породоразрущающего инструмента в составе КНБК. В настоящее время, несмотря на их широкое применение в области бурения, существует ряд пробл...

Исследование сорбционных свойств ионита на основе активированного угля

При добыче урана способом подземного выщелачивания (далее по тексту «ПВ») необходимо учитывать неразрывную связь геотехнологических работ с дальнейшим процессом переработки растворов. В основе этой взаимосвязи лежат требования экологии и экономики. Т...

Совершенствование технологической эксплуатации водяных скважин с использованием поверхностно-активных веществ газовых шахт

Водяные скважины играют важную роль в добыче нефти и газа. Однако, технологическая эксплуатация водяных скважин может столкнуться с различными проблемами, такими как образование нагара или отложений, плохая фильтрация и другие технические сложности. ...

Трубопроводный транспорт высоковязких нефтей

Трубопроводный транспорт высоковязких и высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов затруднен из-за их повышенной вязкости, высокой температуры застывания и других реологических особенностей. Высокая величина коэффициента гидравлического сопротивления ...

Технология обработки призабойной зоны пласта с отклонителями

В последние годы проблема увеличения нефтеотдачи пластов стала одной из самых важных в нефтегазовой промышленности. Вот уже два-три десятилетия в России и за рубежом при разработке нефтяных месторождений широко применяют поддержание пластового давлен...

Похожие статьи

Компоновочные схемы заканчивания боковых стволов эксплуатационных скважин месторождений ПАО «Сургутнефтегаз»

Применение технологии зарезки боковых стволов является эффективными технологиями для увеличения дебитов и извлечения оставшейся нефти в выработанных залежах за счет решения таких проблем как ограничение водопритока, вовлечение в разработку недренируе...

О некоторых результатах лабораторных исследований для сокращения выноса песка при эксплуатации газовых скважин

В статье приведены основные особенности, противоречия и факторы, осложняющие эксплуатацию газовых скважин на поздней стадии разработки сеноманских залежей нефтегазоконденсатных месторождений ЯНАО, связанные с обводнением призабойной зоны пласта и вын...

(СТАТЬЯ ОТОЗВАНА) Утилизация отходов бурения

При добыче нефти образуются отходы бурения, которые являются основным источником загрязнения нефтедобывающей среды. Практически каждый процесс поиска и добычи нефти приводит к образованию многих видов отходов, которые негативно влияют на окружающую с...

Обоснование схемы вскрытия и эксплуатации урановых месторождений методом подземного выщелачивания

Скважинная гидродобыча — метод добычи, основанный на приведении полезного ископаемого в подвижное состояние путем гидромеханического воздействия и выдачи в виде гидросмеси на поверхность. Совершенствование техники и технологии добычи урана, повышение...

Сравнение эффективности заводнения и водогазового воздействия на залежи нефти с повышенной вязкостью

При разработке залежей нефти с трудноизвлекаемыми запасами (ТРИЗ) углеводородов традиционные системы поддержания пластового давления (ППД) не могут обеспечить высокую эффективность вытеснения нефти. В этом случае встает вопрос о применении более эффе...

Современные тенденции в области совершенствования и оптимизация процессов углубления скважин

В настоящее время гидравлические забойные двигатели являются одним из основных технических средств для работы породоразрущающего инструмента в составе КНБК. В настоящее время, несмотря на их широкое применение в области бурения, существует ряд пробл...

Исследование сорбционных свойств ионита на основе активированного угля

При добыче урана способом подземного выщелачивания (далее по тексту «ПВ») необходимо учитывать неразрывную связь геотехнологических работ с дальнейшим процессом переработки растворов. В основе этой взаимосвязи лежат требования экологии и экономики. Т...

Совершенствование технологической эксплуатации водяных скважин с использованием поверхностно-активных веществ газовых шахт

Водяные скважины играют важную роль в добыче нефти и газа. Однако, технологическая эксплуатация водяных скважин может столкнуться с различными проблемами, такими как образование нагара или отложений, плохая фильтрация и другие технические сложности. ...

Трубопроводный транспорт высоковязких нефтей

Трубопроводный транспорт высоковязких и высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов затруднен из-за их повышенной вязкости, высокой температуры застывания и других реологических особенностей. Высокая величина коэффициента гидравлического сопротивления ...

Технология обработки призабойной зоны пласта с отклонителями

В последние годы проблема увеличения нефтеотдачи пластов стала одной из самых важных в нефтегазовой промышленности. Вот уже два-три десятилетия в России и за рубежом при разработке нефтяных месторождений широко применяют поддержание пластового давлен...

Задать вопрос