Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 [ 94 ] 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Рис. 4.9. К понятию о контакте цементного раствора со стенкой скважины

быточного давления, т.е. напряжена, и она не способна пр опускать флюиды. Для этого нужен канал.

Как показали экспериментальные работы, глинистая кор-ка может быть нарушена под действием или давления, ("прострел") или физико-химических процессов, протекающих на контакте цементный раствор - корка. Каналы могут возникнуть и в самом цементном растворе-камне.

Если глинистая корка (прослойка) отсутствует, возникает напряженный контакт цементный раствор (камень) - стенка скважины.

Следовательно, речь может идти не о "плохом" контакте между цементным камнем, породой и колонной, но об его отсутствии в связи с наличием прослойки (корки) бурового раствора.

При наличии контакта между указанными поверхностями появляется возможность проявления сил сцепления между ними. Последние определяются сродством материалов, чистотой поверхности, природой материалов, условиями твердения и т.д.

Приведенное указывает на то, что "слабое сцепление" или "недостаточный контакт" - понятия, несовместимые с объяснением природы газопроявлений.

Иногда при объяснении продвижения газа пытаются использовать термины, природа которых или сомнительна (сверхмицеллярная структура, сверхдиффузия и др.), или к рассматриваемому вопросу не имеет прямого отношения.

4.2.1. НЕГЕРМЕТИЧНОСТЬ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ И УЗЛОВ КОЛОННОЙ ГОЛОВКИ

Анализ многочисленных случаев появления газа в межколонном пространстве показывает, что осложнения, возникшие из-за пропусков газа резьбовыми соединениями и узлами колонной головки, происходили чаще, чем вследствие действия других причин.

Однако, учитывая очевидность указанных путей движения газа по зазорам, авторы не сочли целесообразным более детально рассматривать данный фактор, ограничившись в последующих главах предложениями по профилактике и ликвидации возникающих каналов.

4.2.2. О РАДИАЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ЦЕМЕНТНОГО

КАМНЯ

При креплении газовых скважин вопросы контакта цементного камня в обсадной колонне приобретают весьма серьезное значение.

В настоящей работе дается в общем виде решение задач по определению радиальной деформации обсадной колонны после снятия избыточного давления по истечении срока ожидания затвердения цементного раствора. Вследствие этой деформации может образоваться зазор между цементным камнем и обсадной колонной.

Предположим, что буровой раствор вытеснен из заколон-ного пространства (по проекту), и цементный камень контактирует непосредственно с наружной поверхностью обсадной колонны. Внешнее давление на колонну остается гидростатическим, равным весу составного столба бурового и цементного растворов.

Цементный камень (особенно в первые сроки) формируется при неравновесном состоянии, что связано с необрати-

мыми деформациями и позволяет считать, что цементная оболочка неупруго деформируется. Тогда "свободная" радиальная упругая деформация обсадной колонны определится следующим образом:

6 = Up + и, (4.35)

где ир - силовая деформация, определяемая решением известной задачи Ламе для толстостенной трубы; Ut - деформация, определяемая температурными изменениями.

В большинстве районов (а совсем недавно во всех районах) после фиксации момента посадки на стоп-кольцо верхней цементировочной пробки на обсадную колонну создается некоторое избыточное давление.

Пусть р0 - максимальное давление, создаваемое на устье, а р1 - давление, до которого оно снижается (давление столба воды или глинистого раствора) (рис. 4.10).

В результате изменения давления внутри колонны на А# радиальное перемещение наружной поверхности трубы

(4.36)

Здесь а, b - соответственно внутренний и наружный диаметры обсадной колонны. Знак минус указывает на то, что перемещение направлено к оси трубы.

Как известно, после спуска обсадной эксплуатационной колонны, как правило, производят не менее одного-двух циклов промывки скважины. Это приводит к охлаждению колонны и стенок в нижней части скважины и нагреванию ее верхней части. При прокачке цементного раствора и пр ода-вочной жидкости температура ствола изменяется. Таким об-

Рис. 4.10. К расчету радиальной деформации обсадной колонны