Повышение качества цементирования обсадных колонн является одним из важнейших вопросов в технологии бурения и строительства скважин.
Процесс цементирования скважины может быть разделен на два этапа: удаление бурового раствора и закачка цемента, причем оба зависят от степени вытеснения жидкости.
В качестве буферной жидкости компания ООО «ОТЭКС» рекомендует использовать моющие буферные композиции «МБК» марок А и Б.
При подборе рецептуры моющего буфера необходимо выполнять условие, при котором плотность и вязкость буфера должны быть между значений плотности и вязкости бурового и тампонажного растворов. Важно, чтобы моющий буфер не оказывал влияния на их свойства и не смешивался с ними.
Тампонажный раствор и буферная жидкость созданы для работы по пути «наверх» в затрубном пространстве – для удаления бурового раствора и размещения цемента. С другой стороны, когда жидкости закачиваются по трубам «вниз», правильно подобранные плотность и реологические свойства позволяют не допустить смешения растворов. Объем загрязнения и смешения жидкостей зависит от множества факторов, главные из которых – свойства жидкостей, длина и диаметр труб.
Главные последствия смешивания жидкостей:
• уменьшение степени вытеснения бурового раствора. Загрязнение фронта жидкости приводит к частичной потере ее индивидуальных свойств, что угрожает процессу вытеснения бурового раствора (а также приводит к байпасированию одной жидкости сквозь другую);
• уменьшение прочностных характеристик цементного камня. В зависимости от степени загрязнения тампонажного раствора снижается прочность цементного камня и увеличивается время затвердевания. В некоторых случаях при сильном загрязнении тампонажный раствор может подвергаться сегрегации, прежде чем затвердеет;
• увеличение вязкости и прочности геля, что увеличивает нагрузку на насосы. А в отдельных случаях при экстремально высоких значениях вязкости смесь может стать не прокачиваемой;
• более высокая плотность в скважине из-за увеличенного давления может привести к потерям в процессе цементирования (увеличение водоотдачи и фильтрации в пласт, а в худших случаях – разрыву пласта и поглощению цемента).
Все вышеперечисленное, как правило, является причиной плохой изоляции пластов.
Главные функции буферного раствора:
• разделение жидкостей для того, чтобы избежать проблем их несовместимости;
• обеспечение режима течения – ламинарного или турбулентного – для сохранения контроля над гидростатическим режимом скважины;
• очистка ствола скважины от бурового раствора.
Удаление бурового раствора буферной жидкостью в турбулентном режиме — одна из самых эффективных и распространенных технологий цементирования. Степень замещения – это очень важный показатель при удалении бурового раствора. Использование буферной жидкости позволяет качественно очистить ствол скважины: полноценно удалить фильтрационную корку, а также частицы породы и бурового раствора, что улучшает качество цементирования обсадных колонн.
Турбулентный режим течения – не единственный вариант. Правильно подобранный буровой раствор можно вытеснить буферной жидкостью и в ламинарном режиме течения. Однако для эффективного замещения требуется разница в плотности не менее 10 %. Положительный дифференциал плотностей помогает образовать плоскую, стабильную поверхность раздела жидкостей. Разница между давлениями, которые создают жидкости, должна быть не менее 20 % – для обеспечения межфазной стабильности, иначе замещаемая жидкость будет стремиться байпасировать сквозь жидкость впереди. При ламинарном режиме течения буферные жидкости более густые или вязкие, чем буровой раствор, – наиболее эффективны.
Эффективность буферной жидкости определяется следующими показателями:
• стабильностью ее реологических характеристик при различных температурах;
• совместимостью с контактирующими растворами;
• качеством очистки ствола скважины.
Использование моющих буферных композиций «МБК» увеличивает адгезию тампонажного раствора с породой и колонной, обеспечивая надежное сцепление цементного камня. Моющий буфер позволяет обеспечить подъем тампонажного раствора до проектной высоты, уменьшая риск возникновения заколонных перетоков.
В результате применения буферной композиции «МБК» на Яро-Яхинском, Самбургском, Уренгойском и Тайлаковском месторождениях показатели АКЦ увеличились на 20 – 30 %, что позволило заказчикам и подрядчикам по услугам цементирования скважин выполнить работы качественно и безаварийно.