Ұңғыларды цементтеу тәсілдері

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 24 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ:
КІРІСПЕ 3
1. ҰҢҒЫЛАРДЫ ЦЕМЕНТТЕУ
1.1. Цементтеу мақсаттары 5
1.2. Ұңғыларды цементтеу тәсілдері 6 1.3. Сатылы цементтеу 10
1.4. Кері цементтеу 15
1.5. Манжеттік цементтеу 19
2. СКВАЖИНАЛАРДЫ ЦЕМЕНТТЕУ МАҚСАТЫ МЕН ТӘСІЛДЕРІ
2.1. Скважиналарды цементтеудің мақсаты 18
2.2 Шегендеу бағаналарды жабдықтауға арналған қондырғы 26
ҚОРЫТЫНДЫ 31

КІРІСПЕ
Ұңғы дегеніміз - жер қыртысында арнайы бұрғылау жабдықтары көмегімен қазылатын диаметрі тереңдігінен бірнеше есе кіші цилиндр пішінді тау-кен құрылыс орны. Ұңғының басталатын жері сағасы цилиндрлі беті қабырғасы немесе оқпаны, ең төменгі шеті түбі деп аталады. Сағасынан түбіне дейінгі оқпан бойынша ара қашықтық скважина ұзындығы, ал скважина осі проекциясының тіке аралығы тереңдігі деп аталады.
Ұңғы тіке және көлбеу бұрғыланады. Олардың диаметрі аралықтан аралыққа кішірейіп отырады. Мұнай және газ скважиналарының бастапқы диаметрі 900 мм-ден аспаса, ал соңғы диаметрі 165 мм-ден кем болмайды.
Ұңғыларды тау жыныстарын тұтастай немесе оның шет жағын ғана талқандау арқылы тереңдетеді. Скважиналарды бұрғылау қондырғыларының көмегімен құрлықта да, теңізде де бұрғылайды. Теңізде бұрғылау жағдайында бұрғылау қондырғылары эстакадаларға, арнайы іргетастарға немесе кемелерге орнатылады. Мұнайгаз өндіру өнеркәсібінде қызметтеріне қарай әртүрлі скважиналар бұрғыланады, бұлар - зерттеу, пайдалану, айдау және арнайы. Пайдалану скважинасы - деп, мұнай немесе газды өндіруге арналған скважиналарды атайды. Айдау скважиналары - деп, қабатқа су, газ, бу айдауға арналған скважиналарды атайды. Бірақ кен орында игеру барысында мұнай өндіру скважиналарын айдау скважинасы ретінде қолдана береді, кей жағдайларда керісінше. Арнайы свкажиналар - кен орындарды игеру барысын бақылау үшін, қабаттың құрылымын (структурасын), коллектор қасиетін дәлірек анықтау үшін арналған.
Скважинаның бекітілуі мұнай-газды қабаттарды жоғарыда орналасқан басқа қабаттардан, сонымен қатар мұнайлы қабаттарды газды қабаттардан бөлу үшін, шегендеу кұбырларын жер қойнауында циркуляцияланатын минералданған сулардың коррозиялық әсерінен сақтау үшін жүргізіледі. Сондықтан да үңғымаға түсірілген шегендеу бағаналары ұңғыма қабырғалары мен шегендеу құбырлар арасындағы сақиналы кеңістікке нығыздаушы материалды айдау арқылы цементтелу қажет. Ұңғыманы цементтеудің бірнеше әдістері бар. Оларға: бір және екі сатылы цементтеу, манжетті цементтеу, хвостовиктерді цементтеу, қысым астында цементтеу жатады. Мұнай немесе газ кабаттардың орналасу жагдайларына, олардын қаныққандық күйіне, литологиялық кұрамына, өткізгіштеріне байланысты жоғарыда аталған әдістердің біреуі қолданылады.

1. ҰҢҒЫЛАРДЫ ЦЕМЕНТТЕУ
1.1. Цементтеу мақсаттары
Цементтеу деп ұңғының берілген аралығын тыныштықта қоюланып, іс жүзінде өткізбейтін қатты денеге айналатын тұтқыр материалдар ертіндірлермен толтыру процесін айтады. Мұнайгаз өңдіру саласында цементтеу төмендегі мақсаттарды шешу үшін қолданылады:
1) Өткізгіш қабаттар бұрғыланып ашылғаннан кейін оларды бір-
бірінен ажырату және қабат сұйықтарының тізбек сыртындағы
кеңістікте ағуын тоқтау;
2) Шегендеу тізбектерінің ілулі күйінде көтеріп ұстау;
3) Шегендеу тізбектерінің қабат сұйықтарының коррозиясынан
сақтандыру;
4) Ұңғырларды бекіту кезіндегі ақауларды түзету;
5) Ұңғы ішінде өте жоғары өстік салмақ қабылдайтын берлік
көпірлер орнатыу;
6) Жұтушы қабаттарды бекіту;
7) Опырлып құлауға бейімді тау жыныстарында ұңғы қабырғасын
қатайту;
8) Ұңғыларды тойтарыу кезінде ұңғы сағасын бекіту.

1.2. Ұңғыларды цементтеу тәсілдері
Цементтеу тәсілдерін 3-топқа бөлуге болады. Олар: алғаш цементтеу тәсілдері; 2-ші қайтара цементтеу тісілдері (түзету-жөндеу ); цемент көпірлерін орнату тәсілдері.
Алғаш цементтеу тәсілі бір сатылы, сатылы,кері,манжеттік және жасырын тізбектерді цементтеу тәсілдеріне бөлінеді.
Бір сатылы цементтеу. Бұл өте кең таралған цементтеу тәсілі. Шегендеу тізбегі ұңғыға түсіріліп, жуылып болғаннан кейін, тізбектің жоғары шетіне бүйіріндегі бұрамалары құбыр арқылы цементтеу сорабымен жалғанатын арнайы цементтеу басы (1) орнатылады (1-сурет). Цементтеу алдында төменгі бұрма (12) арқылы буферлік сұйық (5) айналады. Содан кейін кран (15) жабылады да, 14-кран ашылып, цементтеу тығынын (4) ұстап тұратын бекіткіш ағытылады да, бүйір бұрма (2) арқылы цемент ерітіндісінің қажеті көлемі (3) айдалады (2-сурет,). Цемент ерітіндісі тығынды тізбек ішімен төмен ығыстырады. Цемент ерітіндісі айдалып болғанан кейін кран (14) уақытша жабылып, жоғарғы цементтеу тығынын (16) ұстап тұрады, бекіткіш босатылады да, кран (13) ашылып, бұрма (11) арқылы басып айдау сұйығы (17) айдалады. Жоғарғы тығын тізбекке енген кездеш 14-кранды ашып, 2-бұрма арқылы да, басып айдау сұйығы айдалады .
Төменгі тығын (4) кері клапынға (9) жетіп тоқтайды да, қысым әсерінен ондағы мембрана жыртылып, цемент ерітіндісі тығындағы тесік арқылы башмақтық құбыр және бағыттау тығыны арқылы сақиналы кеңістіккте көтеріледі . Ұңғыманы бірсатылы цементтеу (бірциклді әдіс) - цементтеу кеңінен таралған әдісі. Цементтеу үрдісі келесіден кұралған. Шегендеу бағансы түсірілгеннен кейін шегендеу кұбырларьн тусіргенен кейін, оны жуу арқылы цементтеуге дайындайды. Ол түсірілген кұбырлар бағанасына цементтік басын кигізіп, жууға кіріседі. Бұрғылау ерітіндісінің кұрамында тау жыныстардың сыныктары кездеспегенге дейін, яғни ұңғымаға түсетін бұргылау ерітіндісінің тығыздығы ұңғымадан шығып жаткан бұргылау ерітіндісінің тығыздығына тең болмағанша жуу жургізіледі. Жуу кезінде сорғыштың шығу жүйесінде қысымды бакылау қажет. Ұңғыма жуулып, барлық арматура тексерілгеннен кейін (цементтік агрегаттардан цементтік басына дейінгі барлық жүйелер максмалды есептелген кысымнан 1,5 есе жоғары кысыммен тұщыландырылу (опрссовка) кажет; агрегаттар жүйелерінен тұщыландырылу кысымы 3 минут бойы сақталу кажет), ұнғымаға цементтік ерітіндіні дайындап, айдауды. Цементік қоспаны айдаудын алдында бағанаға буферлі сұйыктарды айдау ұсынылған, буферлі сұйыктар ретінде кеңінен су, NaCl, СаСЬ және т.б. тұздардың сулы ерітіндісі, NaOH сілтілері және ПАВ (сульфанол) қолданып келеді. Олар бұрғылау ерітіндісімен араласып, оны сұйылтады, ығысудың статикалык және динамикалық кернеулігін және тұтқыгрлықты төмендетеді. Буферлі сұйықтықтың мөлшері өнімді қабатқа гидростатикалык кысымның шектік төмендеу жағдайынан есептеледі. Буферлі сұйықтыкты айдағаннан кейін бағананың төменгі тығынын түсіреді Кейін цемент коспалары мен цементті кұралдардың көмегімен цементті ерітіндіні дайындап, оны айдау кұралдарымен ұңғымаға айдайды. Цементті ерітіндіні айдағаннан кейін цементті бастан жоғарғы тығынды басады жән цементті ерітінді екі тығын арасымен бағананың башмагына қарай козғалады Кейін иементтік ерітндіні төменге қарай басады. Бұрғылау сорғыштары сазды ерітіндіні цементтік кұралдардың олшейтін сыйымдылыктарына айдайды. Цементтік ерітіндіні ығыстыру кезінде бағанаға айдалатын жуу сұйықтығының мөлшері есептеледі. Бұл қалган 0,5...1,0 м3 жуу сұйыктығын айдау үшін бір кұралға көшіп, осы кұралдың көмегімен тығынды тіректі сакинаға отырғызу жургізіледі. Бұл момент соққы деп аталатын айдау барысында қысымның күрт жоғарлауымен сипатталады. Соқкынң көлемі жұмыс басқарушына тәуелді және әдетте 0,5...1,0 МПа аспайды. Осы сатымен цементтеу үрдісі аякталады және ұңғыма цементтік ерітінді қату үшін қажетті уақытқа және басындағы жабык крандармен тыныштыкка калдырылады.

Цементтеу ерітіндісінің тығыздығы жуу сұйығыікінен әр кашанда жоғарғы, сондықтан тізбек іші цемент ерітіндісімен толу барысында оның ішіндегі қысым мен сыртындағы қысым айырмасы өседі, ал цементтеу басындағы және цементтеу басындағы және цементтеу сораптарындағы қысым төмендейді (кейде атмосфералық кысымға дейін).
Жоғарғы тығын төменгі тығынға келіп отырған бойда, тізбек ішіндегі қысым күрт көтеріледі. Бұл басып айдау сұйығын айдау тоқтату белгісі болып саналады. Цементтеу басындағы барлық крандар жабылып, ұңғы цемент ерітіндісінің қатуы үшін, тыныштықта қалдырлады. Цементтеу тығындары тез бұрғылынатын материалдардан дайындалады.

1.3 Сатылы цементтеу.
Шегендеу тізбектерін сатылы цементтеу төмендегі жағдайларды іске асырлады: а) цементтеу аралығындағы тау жыныстарының айырылу қауіпі болса: б) цементтеу аралығындағы цемент ерітіндісінің қату мерзімі кезінде қабаттан мұнайгаз атқылау қауіпі болса; в) жоғарғы аралықтарды цементтеуде, жоғары темппертураға шыдамайтын ерітінділер қолданса.
Сатылы цементеу үшін цементтелетін аралық 2 бөлікке бөлініп, ортасына арнайы цементтеу муфтасы орналастырлады. Муфта тұрақты тау жыныстары тұсына қойылып, муфтадан төмен және жоғарғы үш-төрт құбырға тіктеуіш қойылады.
Алдымен ұңғының төменгі бөлігі цементтеледі. Ол үшін буферлік сұйық көлемі айдалғаннан кейін тізбек ішіне төменгі тығын түсірліп, оның үстіне цемент ерітіндісі (3) айдалады. Содан кейін 2-ші тығынды (10) босатып, оның үстінен басып айдау сұйығының (11) қажетті көлемі айдалады. Басып айдау сұйығын айдау оңында тізбек ішіне пластмаса шар тасталады. Ол жоғарғы төлке арқылы өтіп, төменгі төлке (7) ершігіне отыруы тиіс. Жоғарғы тығын төменгі тығынға отырған кезде, ұңғы сағасындағы қысым көтеріледі, бұл кезде сұйық айдауды уақытша тоқтатады.
Шар (12) тізбек ішімен түсіп отырады. Цементтеу муфтасының төменгі төлкесіне (7) отырады. Содан кейін басып айдау, сұйығың қайта айдайды. Шардың үстінде пайда болатын артық кысым төменгі төлке (7) щтифті қиып, шектеуішке (9) тірелгенше тұрақтағы тесікті (8) ашады. Осы тесік арқылы ұңғыны төменгі бөліктегі цемент ерітіндісі қатқанша жуады (150-в, сурет). Содан кейін тізбекке келесі цемент ерітіндісінің (14) көлемін айдап, жоғары бөлу тығыны (13) босатылып , 2-ші басып айдау сұйығының көлемі (15) айдалады (150-г ,сурет).

Басып айдау сұйығымен айдалған тығын (13) тізбек ішімен төмен жылжып, цементтеу муфтасының жоғарғы төлкесіне жеткенде тоқтайды, төлке муфта тұрқына ұстатылған штифті қиып төменгі төлке (7) шетіне тірелгенше жылжып, тұрақтағы тесікті жабады. Осы кезде тізбек ішіндегі қысым күрт өседі, бұл цемент процесінің аяқталғандығын білдіреді.
2-ші цементтеу ертіндісі қатқаннан кейін шар, төлке (6.7) клапан, тізбек ішіндегі артық цемент бұрғыланылады.

Екі сатылы цементтеуге арналған құю муфтасы, төменгі (а) және жоғарғы (б) тығындар. 1 -жалғастырғыш; 2 - қаптама; 3 - төменгі цилиндрде айналуды шектейтін кескіндер; 4, 11- ершік; 5 -төмснгі цилиндр; 6 - резиналы сақина; 7 - жоғарғы цилиндрде айналуды шектейтін кескіштер; 8 - жоғарғы цилиндр; 9 - кескіндер; 10 - сақтандырғыш сақина Yenңғыманы екі сатылы цементгсуді жүргізу үшін, шегендеу бағанасында ұңғыма забойынан шамалы биіктікке арнайы айдау муфтасын орнату қажет. Екі сатылы цементтеудің технологаялық үрдісі келесі реттілікпен жүргізіледі. Төменгі жағы жабдыкталған және айдау муфтасы орнатылған шегендеу бағанасын ұңғымаға түсіріп, карапайым жуу арқылы цементтеуге дайындайды. Ұңғымаға түсіру алдында айдау муфтасы жер бетінде тексерілу кажет цементтеуге ұнғыманы дайындағаннан кейін сазды ерітіндінің бірінші бөлігінің есеіптелген мөлшерін айдап, төменгі цементтік тығынды түсіреді. Төменгі тығыннан кейін цементтік ерітіндінің екінші бөлігін айдайды да, екінші цементтік тығынды түсіреді, ол төменге карай сазды ерітіндісінің екінші бөлігінің есептелген мөлшерімен басылады. Бірінші (төменгі) цементгік тығын сұйыктықтың кысымының әсерінен төмен козғалып белгілі уакыттан кейін өзінің иыктарымен айдау муфтасының төменгі цилиндрінің седлосына 4 тіреліп, сұйықтық бағанасының кысымы мен сорғыштар қысымының әсерінен стопорлы болттарды кеседі. Төменгі цилиндр өзінің төменгі кертпештерімен муфтадан шегендеуші құбырға дейінгі жалғастырғышқа тірелгенше төмен карай қозғалады. Төменгі цилиндрдің төмен қарай қозғалысынан цементік саңылаулар ашылып, бірінші (төменгі.) тығынның үстінде орналасқан цемснттік ерітінді кұбыраралық кеңістікке қарай бағытталады, ал төменгі цементгік тығын өзінің иыктарымен седлога 4 тығыз тіреліп, кысымның әсерінен бағананың төменгі бөлігін, яғни айдау муфтасынан башмакка дейін герметикалык жабады.
Екінші (жоғарғы) цементтік тығын төмен карай қозғалып, өзінің иықтарымен айдау муфтасының екінші цилиндрінің седлосына 11 тіреліп, қысым әсерінен жоғарғы цилиндрдің стопрлы болттарын кеседі, цилиндр төмен карай қозғалып, цементтеу саңылауларын жабады, нәтижесінде тоқта соққысының уақыты келіп, қысым күрт жоғарлайды және бағананың цементтелуі аяқталады.
Цементтелу саңылауларының жақсы жабылуын, сонымен қатар құбыраралық кеңістіктегі цементтік ерітіндісінің кысымын серпімді сақинаның ұстап тұру беріктілігін бақылау үшін, 10 МПа қысыммен соккы уақытында жабылған бағананың цементтік басындағы кранды ашып, бағанадан шығып жатқан сұйықтықтың мөлшерін және басындағы кысымды бақылайды. Егер шыққан сұйықтықтың мөлшері шлам мен айдау жүйесі алып жатқан мөлшерге тең, ал кысым сұйықтық ағып шыкқанда нөлге түсетін болса, онда екінші айдау сатысы дұрыс өткен және ұңғыманы цементті кату уақытына тыныш күйінде калдырады. Цементтің кату мерзімінен кейін айдау басын шешіп, қашауы бар бұрғылау басын түсіріп, тығындарды бұрғылайды, ұңғыманы бағананың башмағындағы цементтік стаканға дейін жуып, бірінші және екінші сатыдағы цементтің көтерілу биіктігін тексереді. Ұңғыманы екі сатылы цементтеу сұлбасы жоғарыда көрсетілген: a - төменгі тығынды түсіру; б - жоғарғы тығынды түсіру; в - цементтеудің аяқталуы; 1 - цементтік ерітінді

1.4 Кері цементтеу.
Ұңғыға шегендеу тізбегі кері клапансыз, кіріледі. Цементтеу алдында тізбектің жоғарғы ұшы жоғары қысымдық цементтеу басы және ұңғыдан шығатын жуу сұйығын тазарту жүйесіне бағыттайтын құбыр желісімен жабдықталады. Ұңғы тасы првентормен бекітіліп,превентордың бүйір бұрмасына цементтеу сораптары жалғанады.
Ұңғыны кері жуып болғаннан кейін сақиналы кеңістікке буферлік сұйық көлемі айдалады. Одан кейін тізбек ішінің көлеміне тең жуу сұйығының көлемі белгілі болғандықтан, сораптармен сақиналы кеңістікке айдалатын сұйық көлемі арқылы, бірінші буферлік сұйық ұңғы сағасына шығыпбайқалғаннан кейін, тізбек ішіне цемент ерітіндісі 100-150 м аралыққа кіретін кезеңді толықтауға болады.Осы кезеңде ұңғы ішіне сұйық айдауды тоқтатып, цементтеу басындағы крандар жабылып,ұңғы цемент ерітіндісі қатқанша қысымды қалдырылады. Екі буферлік сұйық,цемент ерітіндісі мен жуу сұйықтарының араласып кетпеуі үшін қолданылады. Кері цементтеу тәсілінде бөлу тығындар қолданылмайды. Бұл тәсіл цементтеу техникасы жетіспеген жағдайда қолданылады. Негізгі кемшіліктері: тізбек ішінде цемент ертіндісі көп қалдырылады.
Ұңғыма оқпанының қалыпты цементтеу кезінде шамалы өнімділігі бар немесе катты дренаждалған кабаттарды цементтеу қауіпі бар, нәтижесінде ұнғыманың өнімділігі күрт төмендеуі мумкін. Бұл жағдайда мұнай және газды кабаттар шекарасындағы пайдалану бағанасының төменгі бөлігі перфорацияланған құбырлардан - сүзгіден кұралады, яғни ұңғыманың манжетпті цементтелуі жүреді. Шегендеу баганасынан цементтеу ерітінді кұбыраралық кеңістікке сүзгінің үстінде орналасқан шегендеу бағанасының шеткі саңылауларынан түседі. Шегендеу бағанасының ішінде шеткі саңылауларьнан төмен кұбырлардың қосылған жерлерінде тура кақпақ орнатады, ол жоғары карай ашылыл, сұйықтыкты төменен жоғары қарай айдайды, ал сырткы жағынан воронка тәріздес манжеттерді орнатады. Манжетанын міндеті - цементке төмен қарай қозғалуға жол бермей. Манжета бұл манжетаның жоғарғы диаметрі ұңғыманың төменгі диаметрінен үлкен, биіктігі 60...70 см, эластикалық материалдан (брезент, тері немес т.с.с.) жасалған ворронка. Шегендеу бағаналарының екі сатылы немесе манжетті цементтелуін жүргізу кезінде ПДМ типті бағанаралык пакерлер кеңінен колданып келеді (ВНИИБТ конструкциясы). Бұл пакерлер 140; 146; 168 мм шегендеу бағаналары үшін резинаматалы, сонымен қатар резинаметалды тығыздаткыш бөлшектермен бірге барланып, шығарылады. ПДМ типті пакерлерді ұңғымаға шегендеу бағанасымен түсіріледі. Екі сатылы цементтеуде пакерлерді цементтеу сатылары арасында, ал манжетті цементтеуде - өнімді кабаттың үстінде орналастырады. Бірінші сатының цементтелуі (пакерден төмен) шегендеу бағанасының башмагы арқылы, ал екінші сатының цементтелуі (пакерден жоғары) - жоғарғы цементтік ығынды колдана отырып пакердің цементтік саңылау аркылы жургізіледі. Құбырарлык кеністікті шегендеу баганасынан сұйықтықты пакердің тыгыздаткыш бөлшегін үрлеу аркылы пакерленеді. Ұңғыманы манжетті цементтеуде жоғарғы цементті тығынды қолданады, aл пакерлеуді жуу сұйыктығымен немесе тампонажды ерітіндінің алғашкы бөлігімен жүргізеді. Артқы ілмекті цементтеу екі әдіспен жүргізіледі: бөлгіш цементтік тығынмен және онсыз. Бұл жағдайда артқы ілмек бұрғылау құбырларында сол жақты оймасы бар арнайы жалғастырғыштардың көмегімен түсіріледі. Жоғарыдағы суретте:
а - тығынды түсіру және орналастыру; б - цементтеу; в - пакермен цементтік саңылауларды жабу; г - тығындарды, втулка және ершіктерді бұрғылағаннан кейінгі ұңғыма; 1 - ұңғыма; 2- шегендеу бағансы; 3 - паз; 4- тығын; 5 - өнімді қабат; 6 - сүзгі; 7 - бағана башмағы; 8 - ығыстыру сұйықтығы, 9-тығын; 10- тампонажды ерітінді Бірінші әдіс біршама жетілген, артқы ілмектің диаметрі мен оны түсіретін бұрғылау кұбырлардың диаметрі әртүрлі болғандыктан цементтік ерітінді мен ығыстыру сұйықтығын бөлу үшін екі бөліктен құралған цементгік тығынды қолданады. Оның төменгі бөлігі хвостовик штифтердің көмегімен арнайы келте құбырға ілінеді. Жоғарғы бөлігі цементті ерігіндімен бірге бұрғылау құбырларының бағанасы бойынша қозғалады. Жогарғы тығын төменгі тығыннын санылаулары басып, оны жапқан кезінде, қысым жоғарылап, штифтер кесіліп кетеді және тіректі сакинаға дейін тығынның екі бөлігі бірге козғалады. Алдыңғы щегендеуші бағана мен хвостовик арасындағы сақиналы кеңістіктің герметизациялануын Герус қондырғысын колдану аркылы жүзеге асыруға болады (10.16 сурет). Қазіргі ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.