Цементуванням називають процес заповнення заданого інтервалу свердловини суспензією в’яжучих матеріалів, здатної загустівати у стані спокою і перетворюватися в тверде, практично непроникне тіло.
При будівництві свердловини цементування проводять з такою метою:
1. Ізоляції проникних горизонтів один від одного після первинного розкриття і попередження перетоків пластових флюїдів по заколонному простору;
2. Утримання у підвішеному стані обсадної колони;
3. Захисту обсадної колони від дії агресивних пластових флюїдів, здатних кородувати її зовнішню поверхню;
4. Ліквідації дефектів у кріпленні свердловини;
5. Створення розмежувальних екранів, які перешкоджають обводненню свердловини;
6. Створення високоміцних мостів у свердловині, здатних сприймати великі осьові навантаження;
7. Ізоляції поглинальних горизонтів;
8. Закріплення стінок свердловини в породах, що осипаються;
9. Зменшення передачі тепла від потоку, що рухається колоною труб у свердловині, до навколишніх порід;
11. Герметизації устя у випадку ліквідації свердловини.
Способи цементування поділяють на три групи:
1. Первинне цементування;
2. Вторинне (ремонтно-виправне) цементування;
3. Установка розділювальних цементних мостів.
Первинне цементування здійснюється безпосередньо після спуску у свердловину обсадної колони і проводиться з метою розмежування проникних пластів один від одного і захисту зовнішньої поверхні обсадної колони від корозії, а також підвищення стійкості стінок свердловини.
Існує декілька способів первинного цементування:
Це найпоширеніший спосіб первинного цементування. Після закінчення промивання свердловини на верхній кінець обсадної колони встановлюють спеціальну цементувальну головку 1 (рис. 8.2), бокові відводи якої з допомогою трубопроводів з’єднують з цементувальними насосами. Всередину колони через нижній боковий відвід 12 при закритих кранах 13 і 14 закачують порцію буферної рідини. Потім відкривають крани 14 і 15, вставляють стопор у цементувальній головці, який утримує нижню розділювальну пробку, і цементувальними насосами через бокові відводи 2 закачують необхідний об’єм тампонажного розчину 3 (рис. 8.2, а). Тампонажний розчин проштовхує розділювальну пробку вниз по колоні. Після закачування тампонажного розчину тимчасово закривають крани 14, відгвинчують стопор, який утримує в цементувальній головці розділювальну пробку, відкривають кран 13 і через верхній боковий відвід 11 закачують порцію протискувальної рідини. Коли верхня розділювальна пробка увійде в колону, знову відкривають крани 14 і протискувальну рідину закачують через бокові відводи 2.
Нижня пробка 4, дійшовши до зворотного клапана 9 (або кільця “стоп”), зупиняється. Так як закачування рідини в колону продовжують, мембрана в нижній пробці під впливом надлишкового тиску в колоні над нею зруйнується, і тампонажний розчин через прохідний канал, що відкрився в пробці, і отвори в башмачному патрубку і направляючій пробці поступає в кільцевий простір свердловини (рис. 8.2, в).
Тампонажний розчин закачують в об’ємі, необхідному для заповнення заданого інтервалу кільцевого простору свердловини і ділянки обсадної колони нижче зворотного клапана (кільця “стоп”), а протискувальну рідину - в об’ємі, необхідному для заповнення внутрішньої порожнини колони вище зворотного клапана. Тампонажний розчин готують з допомогою спеціальних машин.
а-закачування тампонажного розчину;б-початок закачування протискувальної рідини;в-заключна стадія закачування протискувальної рідини;
1-цементувальна головка; 2, 11, 12-бокові відводи; 3-тампонажний розчин; 4-нижня пробка; 5-буферна рідина; 6-обсадна колона; 7-промивальна рідина; 8-стінка свердловини; 9-зворотний клапан; 10-башмак з направляючою пробкою; 13, 14, 15-крани високого тиску; 16-верхня пробка; 17-протискувальна рідина.