Цементирование скважин является обязательной процедурой при бурении. Пренебрегать ей нельзя. Цель цементирования заключается в защите ее от попадания грязи сверху вниз.
Содержание
Технологии тампонирования
Способы цементирования скважин, которые применяются в настоящее время, имеют между собой различия в подаче цементирующих (тампонажных) смесей в пространство, находящееся за обсадной колонной, и в применяемом технологическом оборудовании.
Имеются следующие схемы закачки готовых смесей:
- Прямая схема. В ходе закачки по такой схеме подача смеси осуществляется непосредственно внутрь обсадной колонны, которая опускается до «башмака», выходит в затрубное пространство и заполняет его снизу до верха скважины.
- Обратная схема. Цементаж подается непосредственно в затрубное пространство, заполнение происходит сверху вниз.
В ходе масштабного бурения наиболее часто используется прямая схема, и сама процедура выполняется за один цикл, при котором подается все необходимое количество тампонажной смеси.
Оборудование для тампонирования
Оборудование для цементирования скважин должно быть таким:
- агрегат цементировочный, обеспечивающий затворение растворов и их подачу внутрь скважин под давлением;
- смесительный агрегат аналогичного назначения, что и цементировочный;
- головка цементировочная, при помощи которой промывают ствол скважин и тампонируют его стены;
- заливочные пробки, которые используют в качестве ограничителей в случае выполнения двухступенчатого процесса цементации;
- прочее оборудование, такое как распределительные устройства для подачи смеси, металлорукава, краны высокого давления.
Одноступенчатое тампонирование
Одноступенчатое цементирование скважин получило большое распространение при цементировании водяных скважин бытового назначения. При этом тампонажная смесь с избыточным давлением подается в затрубное пространство агрегатами, установленными на грузовое автомобильное шасси или стационарную платформу, расположенную на близком расстоянии. Тампонажная смесь движется вниз по колонне, достигает дна и затем заполняет все затрубное пространство.
Есть определенная технология цементирования скважин. Перед цементированием они промываются, и в ствол обсадной колонны проводится крепление нижней пробки в качестве ограничителя. Затем с помощью бетонного насоса производится подача смеси. Опускаясь по стволу, смесь давит на пробку, продвигая ее до «башмака» колонны. После этого в колонну ставят верхнюю пробку и начинают процесс уплотнения смеси при помощи вибропресса с одновременной подкачкой дополнительного количества смеси внутрь скважины. 
В момент касания верхней пробки нижней считается, что процесс уплотнения раствора завершен и что весь поданный раствор наполнил пространство за обсадной колонной. По завершении процесса цементирования раствору дают до 48 часов для полного застывания. Одноступенчатый тампонаж применяется для скважин небольшой глубины, имеющих простую геометрию ствола. Главный недостаток данного метода состоит в том, что нельзя определить время достижения раствором «башмака» колоны.
Двухступенчатое или двухцикловое цементирование
Двухступенчатое цементирование скважин было специально создано для тампонирования нефтеносных источников. Требуя наличия технологического оборудования большой мощности, этот метод тампонирования используется редко.
В основном способ применяется при таких условиях:
- когда тампонажная смесь застывает за такое короткое время, что невозможно за 1 раз заполнить пространство за обсадной колонной;
- необходимо пространство за обсадной колонной разделить на несколько участков;
- большая глубина, что не дает провести тампонирование из-за очень высокого давления, требуемого для подачи смеси.
В другом случае двухступенчатая цементация скважин нецелесообразна по временным критериям, а также по величине материальных затрат.
Метод двухступенчатого тампонирования состоит в том, что подачу тампонажной смеси выполняют в два цикла. В ходе первого цикла закачивается количество смеси, которое заполняет только определенную часть затрубного пространства. После застывания смеси, по истечении не менее 13 часов, подается оставшееся требуемое количество смеси для полного заполнения затрубного пространства.
Проверка качества проведенной цементации
Проверить качество выполненных работ по тампонированию возможно только с привлечением сторонних специалистов. Самому это сделать не представляется возможным, так как для проверки требуется особые приборы, так называемые дефектоскопы, которые зачастую имеются только в специализированных лабораториях. В этих лабораториях необходимо заказывать услугу по оценке качества цементирования при помощи следующих методов:
- Акустического, в ходе которого при помощи ультразвука проверяется отсутствие полостей в затрубном пространстве. Метод использует свойства звуковой волны менять свои характеристики при прохождении сред с разной плотностью.
- Радиологического, основанного на измерении степени рассеивания ионизирующего излучения, издаваемого радиоизотопным источником.
- Термального, основанного на изменении температуры застывающего раствора.
Результатом проверки является презентация, которую вам предоставляют сотрудники лаборатории.
Термальным методом проверить качество работ можно и самостоятельно, для чего достаточно замерить температуру стен скважины. Если температура стен равна температуре воздуха, то это свидетельствует о том, что тампонажная смесь застыла полностью. Но и после этого требуется, чтобы скважина отстоялась в течение 2 дней.
По истечении этого времени выполняется очистка устья скважины от остатков тампонажной смеси. После этого скважина проверяется на герметичность в течение 30-40 минут высоким избыточным давлением воды. Величина падения давления в течение указанного времени не должна превышать установленного значения.
После выполнения этих процедур считается, что скважина готова к эксплуатации.