Методы цементирования скважин

Когда буровые работы полностью окончены и машина достигла забоя скважины, необходимо осуществить грамотное цементирование скважин. Такой процесс позволяет полностью вытеснить из ствола колодца весь буровой раствор, и укрепить трубу. Кроме того, цементирование скважин позволяет добиться и таких эффектов:

• Объединение двух и более водоносных горизонтов, что способствует увеличению общего дебита рабочей скважины;
• Усиление и укрепление обсадной трубы скважины. В результате затвердения цементного раствора в околоскважинном пространстве труба полностью защищена от природных смешений пластов грунта и выхода из строя трубы;
• Защита обсадной трубы от коррозии в течение всего срока эксплуатации. Здесь стоит отметить, что слишком высокие затраты на проведение цементации полностью окупаются длительным сроком службы готового источника.

В ходе выполнения всего процесса работ цементный раствор закачивается в околотрубное пространство, после чего вытесняет своей массой всю первичную буровую жидкость. В процессе застывания такой раствор принимает форму и крепость камня.

Важно: цементирование скважин должны проводить только опытные профессионалы. К тому же перед первичным выполнением работ необходимо провести подробный и точный расчет, что позволит максимально рационально использовать оборудование, компоненты раствора и рабочие ресурсы. Кроме того, такой расчет является обязательным с целью достижения наилучшего результата.

Этапы работ при цементировании

В первую очередь после проведения расчетов необходимо подготовить нужное количество раствора. Для этого проводят установку специального смесителя и используют портландцемент. Именно это вещество является максимально прочным и устойчивым к различным механическим повреждениям после застывания.

• Готовый раствор закачивается в околотрубное пространство непосредственно после приготовления, поскольку имеет высокий порог застывания (то есть очень быстро стынет).
• Следующими этапом является затвердевание раствора. На это может уйти разное количество времени в зависимости от глубины скважины, толщины околотрубного пространства, марки и типа цементной смеси.
• На конечном этапе выполняется проверка выполненных работ, и качество цементирования скважин, а именно — испытание застывшего раствора на прочность.

Важно: на прочность и скорость застывания готового раствора влияют такие факторы как температура, количество воды в растворе и наличие специальных добавок. В первом случае стоит знать, что раствор застывает быстрее при более высоких температурах.

В случае с водой, напомним, что большое её количество в растворе позволяет лучше заполнить все околотрубные пространства, но при этом скорость застывания цемента и его прочность оставляют желать лучшего. Поэтому так важен первичный расчет. А различные виды добавок позволяют усилить свойства готового цементного раствора, что также требует проведения глубокого анализа и расчета.

Необходимое оборудование

Для выполнения работ по вытеснению бурового вещества, контроля над  процессом работ и укрепления обсадной трубы различными способами применяется специальное оборудование для цементирования скважин. Машины чаще всего являются массивными и имеют крупные габариты. Поэтому все агрегаты располагаются на тяжёлой автомобильной платформе и работают от автомобильного двигателя.

Установка такого агрегата в непосредственной близости к скважине позволяет готовить раствор и подавать его к месту назначения в непрерывном процессе.

Составляющими агрегата являются:

• Специальный растворосмеситель (миксер);
• Насосное оборудование для перекачки готового раствора.

Методы закачки готового цементного раствора

Профессионалы при проведении цементации используют три основных способа работ, в зависимости от глубины и сложности скважины:

• Сплошная или одноступенчатая цементация;
• Двухступенчатое цементирование;
• Цементация манжетного типа;
• Обратная цементация.

Все способы рассмотрим более подробно.

Цементирование одноступенчатое

Такой способ цементирования еще называется сплошной. Особенностями данного метода заливки околоскважинного пространства являются:

• В обсадную трубу устанавливается пробка, которая играет роль своеобразного моста-ограничителя для готового раствора;
• При помощи установки насосного оборудования готовый состав под большим давлением закачивается непосредственно в обсадную трубу скважины;
• Сверху на залитый цементный раствор производят установку верхней пробки, которую методом нажима опускают, заставляя всю цементную смесь достигнуть дна скважины и выйти в околотрубное пространство;
• Благодаря высокому напору загруженная цементная смесь выталкивается из забоя скважины и поднимается наверх до самого устья;
• Остаётся дать цементу застыть (а это требует дополнительного контроля со стороны специалистов).

Цементирование скважин таким способом считается самым быстрым и простым. Но есть одно но:

Слишком глубокие скважины не поддаются быстрой циментации при помощи такого метода.

Подробнее о процессе выполнения работ смотрите на видео.

Если скважина слишком глубокая

В этом случае профессионалы используют двухступенчатый способ цементирования. Схема работ в этом случае выглядит так:

• Скважина делится на два уровня при помощи специального кольца-моста. В результате получаются два участка.
• Раствор заливается сначала в нижний отсек скважины. Затем — в верхний.

Такая технология цементации используется, если температурные показатели на всей глубине скважины различаются существенно, а количества готового раствора не достаточно для единоразовой загрузки по всему периметру скважины.

Манжетный способ

Этот метод цементирования используется в тех случаях, когда необходимо закрепить только верхнюю часть обсадной трубы. Здесь на необходимой отметке трубы крепится специальный мост-манжета, который играет роль ограничителя для поступающего раствора. Важно: для использования такой технологии необходимо предусмотреть перфорацию в трубе для монтажа моста.

Обратное цементирование

Этот способ проведения работ не нашёл широкого применения в кругах профессионалов. Принцип работ прямо пропорционален однофазной цементации. Здесь раствор загружается непосредственно в околотрубное пространство, но даже самый тщательный контроль не позволяет установить качество выполненных работ и уровень крепости застывшего раствора.

Подробнее о способе цементирования однофазном и его технологии вы можете узнать из фото и видео, приложенных в тексте.

Важно: Различные виды работ могут быть актуальны для одной скважины, и совершенно не подходить для другой. Поэтому доверяйте сложные процессы профессионалам.