В скважинах по лабораторным данным

Подбор рецептур тампонажного раствора для цементиро­вания глубоких скважин основан на моделировании сква-жинных давлений и температур. Кроме времени загустевания и сроков схватывания, как правило, определяют прочность образующегося в результате схватывания тампонажного кам­ня. Практика цементирования скважин в целом подтверждает возможность определения сроков схватывания тампонажного раствора в автоклавах, позволяющих создавать забойные давления и температуры.

Тем не менее в литературе появляются сведения о том, что фактическое поведение тампонажных растворов в скважине не соответствует данным лабораторных анализов, например по срокам схватывания. Поскольку причины такого несоот­ветствия выяснены недостаточно, подвергается сомнению возможность моделирования процессов схватывания и твер­дения тампонажных цементов в автоклавах, в частности воз­можность регламентирования времени ожидания затвердения цемента на основании данных о прочности тампонажного камня, твердеющего в автоклавных условиях.

Для выяснения этого вопроса было проведено сопоставле­ние данных лабораторных и термоакустических исследова­ний в период ОЗЦ после цементирования эксплуатационных колонн на скважинах Троицкой площади Краснодарского края, сведения о конструкции и цементировании которых приведены в табл. 19 [42].

237

Все три исследованные скважины пробурены в идентич­ных геологических условиях по одинаковой технологии. Скважины были предназначены для вскрытия IV нефтегазо­вого горизонта, располагающегося в интервале от 1420 до 1520 м и имеющего пластовое давление приблизительно 15,5 МПа, температуру около 60 °С.

Согласно программе проведения исследований, после це­ментирования эксплуатационной колонны и сброса давления на устье в скважину спускали в общем корпусе термометр ТЭГ-36 и АКЦ-1. При спуске замеряли температуру, а при подъеме — амплитуду акустической волны, проходящей по колонне А_к. Спуск-подъем приборов производили несколько раз в течение 24 ч ОЗЦ.

Подробно рассмотрим условия цементирования и резуль­таты исследований на одной из них — скв. 1244 Троицкой (результаты, полученные на остальных скважинах, были ана­логичны). Низ эксплуатационной колонны был оборудован обратным клапаном ЦКОД-146, толщина стенки колонны 7 — 8 мм. Промывка перед цементированием длилась 1 ч 15 мин при расходе 20 л/с. Температура выходящего на устье буро­вого раствора в конце промывки равнялась 31 °С. При це­ментировании скважины в течение 1 ч было закачано 19 м³ портландцементного растворов (вторая порция). Обе порции приготовили на воде, в 1 м³ которой содержалось 12 л кон­центрата ССБ плотностью 1,16 г/см³. Температура закачанно­го раствора составляла 17 — 19 °С. Тампонажный раствор продавливали в течение 23 мин буровым раствором плотнос­тью 1,24 — 1,28 г/см³. Объем продавочной жидкости — 24 м³. Момент "стоп" был получен при давлении на устье 11 МПа через 1 ч 26 мин после начала цементирования.

На рис. 97 представлены результаты исследований, кото­рые удобно рассмотреть по интервалам размещения первой и второй порций тампонажного раствора.

Вторая порция размещалась в интервале 1330—1550 м. Че­рез 7 ч после окончания цементирования \ = 0 (см. рис. 97, $), следовательно, тампонажный раствор уже схватился. Такой результат вполне согласуется с лабораторными данны­ми (см. рис. 97, •). Ввиду завершения схватывания и сниже­ния тепловыделения из твердеющего раствора, нагрев прист­вольной зоны сменяется охлаждением в период между температурными замерами, проведенными через 9 и 13 ч (ÒÏ. рис. 97, _‚).

В интервале 1230— 1330 м, где находилась зона смешивания первой и второй порций, между 7- и 19-часовыми замерами

238

е

30 40

15 20 25 30 35 см

Рис. 97. Сопоставление результатов термоакустических и лабораторных исследований в скв. 1244 Троицкой площади:

$ — цементограммы через 7 (1) и 19 (2) ч; ■ — сроки начала (3) и конца (4) схватывания тампонажного раствора по дан­ным лабораторных анализов;, — термограммы через 7(5), 9(6), 13(7) и 19(8) ч после окончания цементирования; „ — кавернограмма (9)

АКЦ А_к снижается до нуля (см. рис. 97, а), что свидетельству­ет о завершении схватывания смеси в этот период. Очевид­но, наличие гельцемента в твердеющей смеси замедляет ее схватывание.

Схватывание первой порции тампонажного раствора, размещенного в интервале 150— 1230 м, трудно установить по данным температурных замеров и АКЦ, поскольку тепловы­деление и упрутопрочностные характеристики гельцементной массы значительно ниже, чем портландцемента. Тем не менее и здесь имеются признаки подтверждающие сходимость гео­физических данных с лабораторными данными (см. рис. 97, б). По данным термометрии в период последнего (19-часового) спуска приборов схватывание гельцементного раствора плотностью 1,40 г/см³ завершено на глубине, пре­вышающей 850 м. Замеры АКЦ также показали уменьшение А_к, особенно заметное ниже 850 м. О начале схватывания гельцементного раствора, расположенного выше 850 м, сви­детельствует подъем температуры между 13- и 19-часовыми замерами в интервале каверн под башмаком кондуктора (ÒÏ. рис. 97, ‚, „).

Таким образом, проведенные исследования показали, что можно с достаточной точностью определять сроки схватыва­ния тампонажного раствора в лабораторных условиях, если последние и рецептура проб максимально приближены к скважинным.