Определение зацементированных интервалов скважины и сроков схватывания в них цементных растворов

Проведение на основе вытекающих из 3.2.1.2 предпосылок неоднократных последовательных измерений температуры по стволу скважины в период ОЗЦ показало, что такие ис­следования позволяют с достаточной точностью определять сроки схватывания цементного раствора и интервал его рас­пространения в заколонном пространстве [33, 77].

Для достижения этой цели наиболее целесообразно стро­ить и анализировать кривые вариации зарегистрированных в стволе скважины значений температуры во времени: f =

= f (t).

В качестве примера на рис. 26 представлены кривые вари­ации температуры в период ОЗЦ по четырем скважинам Ставропольского и Краснодарского краев, анализ которых позволяет сделать нижеследующие выводы.

В скв. 38 Мирненской площади (см. рис. 26, а) на глубине 900 м температура через 6 ч после цементирования практиче­ски оставалась неизменной в течение периода ОЗЦ, что со­гласно изложенному в 3.2.1.2 с большой вероятностью харак­теризует отсутствие цемента за обсадной колонной на этой глубине.

Значительное повышение температуры на глубинах 1700 — 1950 м по сравнению с глубиной 900 м (с градиентом измене­ния температуры более 4 °С/100 м), а также ее возрастание

76

êËÒ. 26. кривых

Кривые вариации температуры в период ОЗЦ скважин (цифры - глубина измерения температуры, м)

во времени в течение 14 ч после окончания цементирования с последующими уменьшением и стабилизацией, позволяет считать, что на этих глубинах за колонной находится це­ментный раствор, схватившийся спустя 14 ч после цементи­рования.

Медленное повышение температуры во времени до 12 ч после цементирования, а затем сравнительно резкое (за 4 ч)

77

достижение максимальной аномалии свидетельствуют о нали­чии на глубине 2480 м активно гидратирующегося портланд­цемента, схватывающегося к 16 ч после цементирования.

Более раннее, по сравнению с глубиной 2480 м, схватыва­ние цементного раствора и менее интенсивное выделение тепла при этом на глубине 1700— 1950 м связаны, вероятно, с разжиженностью находящегося там цементного раствора или смешиванием его с глинистым раствором (образованием гельцемента).

В скв. 14 Юбилейной площади (см. рис. 26, б) на кривой вариаций температур в период ОЗЦ наблюдается температур­ная аномалия, связанная с гидратацией цементного раствора в интервале 0 — 370 м, что свидетельствует о наличии в этом интервале цементного раствора за колонной. В этой скважи­не в отличие от данных, полученных методом акустического контроля за цементированием (см. 3.2.4), анализ временных термограмм позволяет сделать заключение о подъеме тампо-нажного раствора за колонной вплоть до устья.

Сравнение кривых вариаций температур для интервалов 0 — 370 м и 370—1450 м показывает, что максимум тепла, вы­деляющегося при гидратации цементного раствора, для ниж­него интервала смещен, по сравнению с максимумом для ин­тервала 0 — 370 м, на 1,0 —1,5 ч от момента окончания цемен­тирования. Ускорение тепловыделения в верхнем интервале можно объяснить изменением водотвердого отношения. Оче­видно, интервал 0 — 370 м соответствует зоне смешения буро­вого и тампонажного растворов.

По всему стволу скв. 14 Юбилейной площади, за исключе­нием верхнего интервала (0 — 370 м), максимум выделения тепла в скважине зафиксирован через 14 —15 ч после закачки цементного раствора, что согласуется с данными, получен­ными отечественными исследователями. Эти данные свиде­тельствуют о том, что при умеренных температурах макси­мальная температура схватывания цементных растворов и формирования цементного камня с водоцементным отноше­нием (В/ц) 0,4 — 0,5 создается через 10— 15 ч после затворения цементного раствора.

В скв. 182 Мирненской площади (см. рис. 26, в) сравни­тельно высокие значения температуры (до 78 — 80 °С) на глу­бине 900 м, а также ее колебания во времени с максимумами через 12 и 24 ч после цементирования указывают на наличие на этой глубине цементного раствора, схватившегося к 12 ч после цементирования и продолжающего твердеть с замет­ным тепловыделением. Практически в такие же сроки це-

78

ментный раствор схватывается и твердеет на глубинах 1500 и 2300 Ï.

Однако на глубине 2600 м, судя по резкому увеличению температуры в первые часы после цементирования и дости­жению максимума температуры через 9,5 ч, в это время про­изошло опережающее схватывание цементного раствора.

В скв. 34 площади Русский Хутор (см. рис. 26, в) в интер­вале глубины 1130 — 3250 м четко отмечается схватывание в заколонном пространстве цементного раствора к 14 ч после цементирования.

Приведенные примеры показывают, что анализ построен­ных кривых вариаций температуры в период ОЗЦ позволяет определять сроки схватывания цементного раствора и уточ­нять высоту его подъема. Результаты такого анализа также подтверждают тот факт, что схватывание цементного рас­твора по глубине скважины зависит от многих факторов и может происходить как одновременно, так и дифференциро­ванно во времени.

Проведенное сопоставление показывает, что определен­ные в условиях скважин термографическим методом сроки схватывания цементного раствора могут значительно отли­чаться от определяемых в лабораторных условиях, при кото­рых невозможно учитывать влияние всех скважинных фак­торов.