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. 4.11. Схема расположения цементного и промывочного раствора в скважине после цементирования

Итак, для приведенной схемы будем считать, что цементный раствор (с известными допущениями) твердеет без изменения объема и, следовательно, давление на скелет пласта остается постоянным1 (наличие глинистой корки исключается).

Иначе обстоит дело с давлением, передаваемым на флюид пласта. Давление на поверхности пласта в точке А (рис. 4.12) будет создаваться весом столба цементного раствора.

Давление столба бурового или цементного раствора на флюид пласта изменяется в зависимости от различных факторов и в первую очередь от расстояния точки от стенки скважины в глубь пласта, физико-механических свойств глинистой корки, пористости и проницаемости пласта, водоотдачи бурового и цементного растворов и т.п. В общем случае можно сказать, что давление на флюид пласта у стенок скважины равно давлению, создаваемому столбом бурового или

1В действительности большое влияние оказывают температурные изменения, колебания давления и т.д.

Рис. 4.12. Активное давле- Рис. 4.13. Схема распределения давление цементного раствора рц ния в загустевшем или затвердевшем на скелет пласта цементном растворе заколонного прост-

ранства скважины

цементного раствора, в некотором удалении от столба скважины оно равно пластовому.

Основной причиной кажущегося понижения давления (точнее, снижения давления, способствующего прохождению флюида в цементный раствор-камень) является контракция цемента при его гидросливе и гидратации.

После схватывания цементного раствора давление, приложенное на устье в заколонном пространстве, уже не действует на пласт, даже если проницаемость цементного камня будет достаточно высокой, так как на передачу этого давления требуется определенное время. Давление воспринимается только верхним участком заколонного цементного кольца, причем эпюра распределения давления, вероятно, близка к схеме, представленной на рис. 4.13.

4.2.7. ПРОНИЦАЕМОСТЬ КАМНЯ ИЗ ТАМПОНАЖНОГО ЦЕМЕНТА

При сплошном заполнении заколонного пространства с полным замещением бурового раствора цементным переток газа может происходить только через цементный камень, если проницаемость его высока и перепад давления достаточный.

Известно, что в результате действия различных температур и давлений при твердении цементного раствора проницаемость камня изменяется. Большое значение при этом имеют водоцементное отношение, количество и природа наполнителей и срок твердения раствора-камня.

Изменение газопроницаемости цементного камня, твердевшего при различных температурах и давлениях в течение от 1 2 до 1 68 ч, представлено в табл. 4.7.

На основании данных (см. табл. 4.7) построены графики зависимости проницаемости цементного камня от температуры, давления и от срока твердения (рис. 4.14).

С увеличением возраста наблюдается снижение проницаемости цементных образцов, твердевших при температуре 22 и 75 °С, причем темп снижения проницаемости у образцов, твердевших при 22 °С, больше, чем у образцов, твердевших при 75 °С. С повышением температуры от 75 до 110 °С и увеличением давления до 30,0 МПа проницаемость образцов несколько возрастает. К 4 - 7 сут проницаемость стабилизируется. Дальнейшее повышение температуры и давления приводит к интенсивному росту проницаемости. Так, при температуре 1 40 °С и давлении 40,0 МПа проницаемость цементного камня с увеличением срока твердения возрастала. При температуре 200 °С и давлении 50,0 МПа проницаемость образцов из цементного камня оставалась приблизительно по-

Т а б л и ц а 4.7

Изменение проницаемости (в мД) цементных образцов, твердевших при различных температурах Т (в °С) и давлениях р (в МПа)

Время твердения, ч

12 24 48 96 1 68

Т = 22 # = 1

44,50 1 9,00 7,20 2,53 1,70

Т = 75,

# = 0,1

1,40 0,46 0,44 0,37 0,29

Т = 11 0,

# = 30,0

4,00 2,50 1 ,50 1 ,45 1 ,39 1 ,44

Т = 1 40,

# = 40,0

15,20 34,00 38,00 40,00 45,60 46,45

Т = 200,

# = 50,0

75,00 68,00 63,00 65,00 66,00 68,20