Tecnologia de Cimentação de Poços

Soluções usadas e recursos do método

Antes de concluir um projeto de cimentação de poço, é realizada toda uma série de cálculos, o que permite calcular o volume da mistura usada, sua composição e métodos de fornecimento. No processo de realização de análises preliminares, vale a pena considerar os seguintes fatores:

1. Profundidade de uma estrutura hidráulica.
2. A distância entre a superfície externa da coluna de revestimento e as paredes do poço.
3. Forma de passagem. Violações e defeitos que foram identificados durante a perfuração.
4. Composição e características do solo.

Caso a perfuração já tenha sido feita na área, muitos dos dados podem ser obtidos do projeto antigo. Ao mesmo tempo, o processo de cimentação do poço será bem sucedido com um consumo mínimo de materiais somente com o devido cálculo e disponibilidade do projeto.

Dependendo da composição do solo, diferentes soluções de rejunte podem ser usadas:

A tradicional pasta de cimento-areia é adequada para cimentação de poços localizados em xisto denso.

• Se o poço de água for feito em rocha porosa, o trabalho será realizado usando enchimentos para a mistura. Para isso, são utilizados amianto, papel e outros materiais fibrosos. Se você tentar realizar o trabalho com uma argamassa convencional de cimento-areia, isso pode levar a um aumento no consumo da mistura.
• Os compostos espumantes às vezes são usados ​​para tamponamento, que se expandem durante o processo de solidificação. Graças a eles, a qualidade das estruturas de entrada de água de vedação é significativamente melhorada.

Areia e cascalho são adicionados à mistura de cimento. Mas a consistência da solução deve permanecer líquida. A mistura é preparada rapidamente para fácil bombeamento. A solução é alimentada através do tubo de enchimento a uma altura de até 3 m. Para desinfecção, é adicionado lixívia.

Por que é necessário cimentar poços

• Primeiro, a resistência geral da estrutura é aumentada.
• Em segundo lugar, a argamassa protege a superfície do tubo, que é feito de metal, da corrosão, que pode ocorrer devido à umidade do subsolo.
• Em terceiro lugar, se o poço for construído de forma a conectar diferentes espaços de petróleo e gás, após a cimentação eles definitivamente serão isolados uns dos outros.

Descrição do processo de cementação

Não surpreendentemente, a tecnologia de rejuntamento passou por grandes mudanças. É completamente diferente do antigo. Agora eles usam cálculos tecnológicos computadorizados para a proporção correta de água nas argamassas de cimento e usam aditivos especiais para elas.

Os aditivos para argamassas de cimento podem estar na forma de:

• Areia de quartzo - permite reduzir o encolhimento e maximizar a resistência
• Celulose fibrosa, que não permite vazamento de cimento líquido em nenhum lugar, principalmente nas rochas mais porosas
• Polímeros primários - durante a solidificação, eles expandem e compactam o solo
• Pozzolanov. Esta é uma migalha especial - minerais ultraleves, são à prova d'água e não têm medo de produtos químicos agressivos. Poços de petróleo durante a cimentação requerem um controle de qualidade especial em vários estágios do plugue feito.

Como é avaliada a qualidade dos poços cimentados?

Realize procedimentos especiais:

• Térmica - determinar o nível de elevação máxima do cimento
• Acústico - detecta possíveis espaços vazios internos no cimento
• Radiológico - é uma espécie de raio-x durante este procedimento

Métodos de cimentação de poços

No momento, existem quatro métodos principais de cimentação:

• Método de passo único. A mistura de cimento é despejada na coluna de revestimento e tampada com um plugue. A solução de lavagem é aplicada ao plugue. Tais ações levam ao fato de que o cimento é deslocado para o anel
• Dois estágios. De acordo com a tecnologia, é exatamente o mesmo que o de estágio único. A diferença é que as ações são executadas primeiro com a parte inferior e depois com a superior. Um anel especial é usado para separar os dois departamentos.
• Manguito.A cimentação é usada com um colar sólido para cimentar apenas o topo do poço.
• De volta. A pasta de cimento é derramada imediatamente no espaço atrás do tubo, as soluções de perfuração e limpeza são forçadas a sair na cavidade das colunas.

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TECNOLOGIA DE CIMENTAÇÃO

Turbulador

Aula 14

A cimentação é o processo de preenchimento de um determinado intervalo de um poço com uma suspensão de ligantes, capaz de engrossar em repouso e se transformar em um corpo sólido e impermeável.

Cimentação O.K. - uma das etapas mais críticas da construção do poço. A cimentação de alta qualidade de qualquer poço inclui: e pedra de cimento atrás da coluna.

Os principais objetivos da cimentação são:

1). Isolamento de horizontes permeáveis ​​uns dos outros após serem abertos pelo poço e prevenção de transbordamento de fluido de formação através do anular;

2). Coluna de revestimento suspensa;

3). Proteção da coluna de revestimento contra o impacto de fluidos de formação agressivos;

quatro). Eliminação de defeitos no revestimento do poço;

5). Criação de telas divisórias que impeçam a rega dos horizontes produtivos;

6). Criação de pontes de alta resistência no poço, capazes de absorver cargas axiais suficientemente grandes;

7). Isolamento de horizontes absorventes;

oito). Reforço das paredes do poço;

9). Vedação da cabeça do poço em caso de abandono do poço.

- implementação das normas e regras de trabalho desenvolvidas de forma a preencher mais completamente o espaço anular do poço com pasta de cimento de determinada qualidade (em vez de pasta de perfuração) numa determinada área, garantindo o contacto da pasta de cimento - pedra com o superfície de OK. e parede do poço, mantendo a integridade das camadas.

O processo tecnológico de cimentação é determinado por fatores geológicos e tecnológicos.

Esses fatores são:

1. Tempo de presa e tempo de espessamento da pasta de cimento, suas características reológicas, estabilidade de sedimentação, perda de água e outras propriedades.

2. Compatibilidade e relação entre a perfuração e as pastas de cimento no anel.

3. Modo de movimento das pastas de perfuração e cimento no anel.

4. O volume do material de cimento injetado, o tempo de seu contato com a parede do poço.

5. Qualidade e quantidade do líquido tampão.

7. Cimentação da coluna.

Existem vários métodos de cimentação:

– métodos de cimentação primária (estágio único, estágio múltiplo, reverso, manga);

– métodos de cimentação secundária (reparação e correção);

— Métodos de instalação de pontes divisórias de cimento.

Cimentação de estágio único - a pasta de cimento é bombeada no volume necessário para preencher o intervalo especificado do espaço anular do poço e a seção O.K.. abaixo da válvula de retenção e o líquido de espremer - no volume necessário para preencher a cavidade interna da coluna acima da válvula de retenção. A densidade da pasta de cimento deve ser maior que a densidade do fluido de perfuração.

Tipos de cimentação primária:

O oposto é verdadeiro quando a pasta de cimento é bombeada imediatamente para o espaço anular.

Direto, quando a pasta de cimento é bombeada para o O.K., e só então é pressionada no anular. Está subdividido em:

A) Um estágio (usado com mais frequência).

B) Dois estágios (usado em intervalos longos ou com ANPD). Pode ser com intervalo de tempo e sem intervalo de tempo.

Cimentação de passo (com uma pausa no tempo). É usado nos casos:

1. Se for impossível cimentar este intervalo de uma só vez devido ao perigo de ruptura da rocha;

2. Se houver perigo de GNVP durante a pega e endurecimento da pasta de cimento;

3. Se cimentar a seção superior de um longo intervalo, deve-se usar uma pasta de cimento que não possa ser exposta às altas temperaturas típicas da seção inferior.

Cimentação de manga. É usado se a seção inferior da coluna de revestimento for composta por tubos com furos pré-fresados. No final da descarga, uma bola é deixada cair no poço. Com o fluxo do pâncreas, a bola desce e fica na sela da manga inferior da manga de cimentação. À medida que a bomba continua bombeando o pâncreas, a pressão na corda aumenta bruscamente, a luva corta os pinos que a prendem no corpo do acoplamento, desce até o limitador e abre as janelas para que o fluido saia no anular. A partir deste ponto, o processo prossegue da mesma forma que na cimentação em duas fases.

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Métodos de vedação do espaço anular

Além disso, a cimentação do poço fortalece a coluna de revestimento, reduzindo o risco de sua deformação e o aparecimento de vazamentos nas juntas devido ao cisalhamento e à pressão do solo. Antes de iniciar o trabalho de vedação, vários procedimentos obrigatórios são realizados:

Análise de poço, durante a qual a profundidade do poço e o tamanho do espaço entre as paredes do poço e o revestimento são medidos. A geometria de toda a estrutura é verificada. As características do solo são esclarecidas - tipos de rochas, porosidade, fraturamento e outras propriedades geológicas e hidrogeológicas.

Considerando que a cimentação do espaço anular é um processo irreversível, não podem ser cometidos erros durante a vedação, pois não será possível corrigir as violações, o que levará a uma alteração para pior na funcionalidade da estrutura de captação de água. Isso significa que os perfuradores profissionais devem realizar trabalhos de cimentação de poços, além disso, com base em soluções de projeto bem desenvolvidas.

Solução de trabalho para vedação de poços

Tendo em conta as características geológicas do local, é determinado o tipo de mistura para reboco. A argamassa de cimento-areia é usada para selar o anel de um poço perfurado em rochas argilosas. Solos porosos requerem o uso de misturas com adição de materiais fibrosos como amianto ou betume. O uso de uma mistura padrão de cimento-areia fará com que as rochas porosas absorvam um volume significativo da solução. Isso levará a um gasto excessivo significativo de materiais de construção.

Tecnologia de vedação de poços

Os principais métodos de cimentação:

• Um dos métodos mais simples é a injeção direta da mistura no anular, quando a solução preenche o espaço livre por gravidade devido às forças gravitacionais. A desvantagem da técnica pode ser considerada a possível formação de vazios quando a mistura não preenche completamente o espaço entre o invólucro e a parede do poço.
• A vedação reversa é uma opção mais aceitável. A tecnologia envolve o fornecimento da solução diretamente no invólucro, e a mistura preenche o anular de baixo para cima. Um diafragma especial é usado para cortar o aquífero.

Para poços profundos, foi desenvolvido um esquema de rejuntamento por etapas. Requisitos para a camada de cimento resultante:

• falta de vazios;
• força mecânica;
• adesão com superfícies;
• a capacidade de suportar a pressão das águas subterrâneas, possivelmente contendo soluções agressivas de produtos químicos.

Equipamento de vedação de poço

Para realizar o procedimento de cimentação do espaço anular, várias unidades são usadas, incluindo:

• equipamento de mistura de cimento para preparação de misturas;
• unidades para fornecimento de solução sob a pressão necessária;
• equipamento para limpar o poço de vestígios de fluido de perfuração, o que reduz as propriedades adesivas da mistura de cimento.

Em todas as etapas do procedimento de cimentação do anular e vedação do poço, é necessário seguir rigorosamente a tecnologia das operações para garantir um resultado de alta qualidade.

PROCESSO TECNOLÓGICO DE CIMENTO DE POÇO

A etapa final das operações de perfuração é acompanhada por um processo que envolve a cimentação do poço. A viabilidade de toda a estrutura depende de quão bem essas obras são realizadas.O principal objetivo perseguido no processo de realização deste procedimento é substituir o fluido de perfuração por cimento, que tem outro nome - pasta de cimento. A cimentação de poços envolve a introdução de uma composição que deve endurecer, transformando-se em pedra. Até o momento, existem várias maneiras de realizar o processo de cimentação de poços, a mais utilizada delas tem mais de 100 anos. Esta é uma cimentação de revestimento de estágio único, introduzida no mundo em 1905 e usada hoje com apenas algumas modificações.

PROCESSO DE CIMENTAÇÃO

A tecnologia de cimentação de poços envolve 5 tipos principais de trabalho: o primeiro é misturar a pasta de cimento, o segundo é bombear a composição para o poço, o terceiro é alimentar a mistura no espaço anular pelo método selecionado, o quarto é o endurecimento da mistura de cimento, o quinto é verificar a qualidade do trabalho realizado.

Antes de iniciar o trabalho, deve ser elaborado um esquema de cimentação, baseado em cálculos técnicos do processo.

Será importante ter em conta as condições mineiras e geológicas; a duração do intervalo que precisa ser reforçado; características do projeto do poço, bem como sua condição. Deve ser utilizado no processo de realização de cálculos e experiência na execução de tal trabalho em uma determinada área

CARACTERÍSTICAS DE DESCARGA

A cimentação pode ser feita por diferentes métodos de fornecimento da mistura no anular, além disso, vários dispositivos podem ser usados ​​no processo de trabalho.Os poços de cimentação podem envolver o fornecimento direto da mistura, tal esquema envolve o fluxo de cimento no espaço interno da coluna de revestimento, seguido de sua passagem diretamente para a sapata e posterior entrada no anular, enquanto o fluxo da solução é feito de baixo para cima. Com o esquema inverso, a injeção é realizada na ordem inversa, de cima para baixo.

Nesse caso, a cimentação do poço pode ser realizada em uma abordagem, durante a qual o volume necessário para o tamponamento da mistura é forçado a passar por vez.

A cimentação de dois estágios é usada quando o poço tem uma profundidade significativa. O processo tecnológico é dividido em preenchimento sequencial de intervalos individuais através do uso de equipamentos. A cimentação de colar, em contraste com os métodos acima, envolve a proteção de uma parte do poço da passagem da mistura de cimento. O manguito permite isolar a área localizada ao longo do comprimento do reservatório. O poço pode ter colunas e seções ocultas, sua cimentação pode ser classificada como um grupo separado.

A implementação da cimentação de poços, independentemente do método de trabalho escolhido, tem como objetivo expulsar do anel a solução formada pela perfuração, o que é possível com a colocação de uma pasta de cimento.A cimentação garante o preenchimento completo do intervalo do poço com mistura de cimento; eliminação do fluido de perfuração por penetração da mistura de cimento no intervalo destinado à cimentação; proteção da mistura de cimento da penetração do fluido de lavagem; a formação de pedra de cimento, caracterizada por uma resistência significativa a vários tipos de influências na forma de cargas profundas; excelente aderência da pedra de cimento às paredes do poço e à superfície do revestimento.

FERRAMENTAS E MATERIAIS:

• unidades de cimentação projetadas para misturar a mistura e sua posterior punção sob pressão significativa;
• equipamento de mistura de cimento;
• cabeça de cimentação para lavar o furo de poço e cimentar ainda mais suas paredes;
• tampões de enchimento para cimentação de dois estágios;
• torneiras de alta pressão;
• mangueiras flexíveis de aço;
• dispositivos projetados para realizar a distribuição da solução.

17.8. Isolamento de zonas de absorção

A maioria
maneira comum de isolar zonas
absorções é a cimentação do intervalo
absorção por composições de endurecimento rápido.
Existem várias variedades
cimentação de zonas absorventes.

Ao primeiro grupo
incluir métodos de cimentação sem
separação preliminar da zona
absorção de outros intervalos. Naquilo
caso, uma corda é abaixada no poço
tubos de perfuração, extremidade aberta inferior
que eu coloquei um pouco mais alto
o teto do horizonte absorvente e em
o poço é bombeado com uma porção de cimento
solução em volume suficiente para
enchendo uma seção do tronco com um pouco de comprimento
acima da zona de absorção, bem como para
preenchendo os canais na formação absorvente.
A pasta de cimento é forçada para fora
tubos com fluido de deslocamento. Seu volume
é escolhido a partir da condição de que, no momento,
quando o limite superior da argamassa
solução estará acima do teto do absorvente
intervalo, a pressão sobre a formação tornou-se igual a
reservatório nesta zona. Após o download
Fluido de perfuração
retirado do poço. expediente
injetar fluido de espremer
em trechos com a ascensão de tubos de perfuração.

Ao segundo grupo
tipos de cimentação
com separação preliminar da zona
perdas de outras rochas permeáveis
usando vários packers e espaçadores
engarrafamentos. De acordo com o gráfico de calibre, encontre um site
tronco com diâmetro normal próximo
o teto da camada absorvente. Abaixo do poço
uma coluna é baixada para esta seção
tubos de perfuração, na extremidade inferior dos quais
O packer perfurável está suspenso. Produzir
desembalagem. Carregar um específico
volume de pasta de cimento. Desconectado
do packer e o tubo é levantado. Empacotador
impede o fluxo de fluido de
horizontes de pressão superior para a zona
absorção.

Caso quando
intensidade de absorção é alta em
a área em consideração é lavada
material de ponte grosso
e assim conseguir uma redução
intensidade de absorção.

Se disponível
vários intervalos de sua absorção
pode ser isolado em série
de baixo para cima, separando o próximo de
packer perfurado anterior: em
é possível cimentar a posterior
prosseguir após a conclusão da cimentação
anterior sem esperar endurecimento
solução. Depois de endurecer o packer e
pedra de cimento é perfurada. Qualidade
o isolamento é avaliado por crimpagem
a zona correspondente. Se separados
cimentou várias áreas,
pressione-os separadamente de cima para baixo,
depois de perfurar o packer e a pedra contra
a zona correspondente, mas antes de perfurar
empacotador a jusante.

Para crimpagem em
tubos de perfuração são abaixados no poço
embalador hidráulico-mecânico, que
definido sobre a área em estudo
É conveniente pressurizar
solução de argila com baixa perda de água
criando o maior
a pressão que pode ocorrer quando
operações subsequentes. Qualidade de isolamento
pode ser considerado satisfatório se
o volume de líquido que
bombear em tubos para manter
pressão de pressão constante
durante a crimpagem, não excede
perdas significativas por
perda de água.

Cimentação de poços - os principais destaques do processo

Caso o empreiteiro de perfuração de poços em sua área tenha concluído que a fonte carece de endurecimento adicional, a recomendação não deve ser ignorada, pois sua entrada de água pode entrar em colapso em alguns anos. A cimentação de poços é um processo tecnológico bastante complexo que permite fortalecer a coluna de origem e torná-la praticamente indestrutível.

A essência do processo está contida no preenchimento da cavidade próxima ao tubo com uma argamassa de cimento especial, também chamada de rejunte. No final da sua solidificação e de um conjunto de características de resistência, obtém-se um material que, em termos de dureza, na verdade não é inferior à pedra.

Os principais tipos de trabalho realizados dentro do processo

Observamos imediatamente que fazer o trabalho com suas próprias mãos sem equipamentos especiais é praticamente irreal, um alto nível de qualidade do trabalho é alcançado apenas com a estrita observância de todas as etapas do processo tecnológico. O preço deste serviço é alto, mas estes custos são plenamente justificados.

Todo o fluxo de trabalho pode ser dividido em algumas etapas principais, consideraremos qualquer uma delas com mais detalhes:

1. Preparação de uma solução especial para preencher a cavidade. Como os mais altos requisitos são impostos à composição, é melhor usar um cimento especial de cimento Portland, que fornece à solução os mais altos indicadores de resistência.
2. A composição de cimento acabado deve ser entregue no poço, pois solidifica bastante rapidamente, a maneira mais fácil é usar equipamentos especiais em uma plataforma de caminhão, caso em que todas as operações necessárias serão realizadas no local.
3. Em seguida, o espaço anular é bombeado com uma composição de cimento. Esta operação pode ser realizada por dois métodos, um dos quais discutiremos abaixo.
4. Então você precisa permitir que a solução endureça e ganhe certas características de resistência. O momento certo depende de vários fatores: o grau da solução, a profundidade do poço e os destaques da obra.
5. Além disso, é necessário verificar a qualidade do trabalho e identificar todos os fatores: espessura da camada, uniformidade de preenchimento e outros fatores.

A duração do endurecimento da camada protetora e verificação de sua qualidade

A formação de pedra de cimento começa imediatamente após a conclusão do vazamento da mistura. O processo de endurecimento completo depende da temperatura ambiente, da composição e teor de umidade do solo, do material dos elementos de revestimento, bem como das características e lista de componentes da própria solução.Se não for possível determinar quando a camada protetora está totalmente formada, espere pelo menos 48 horas antes de tomar qualquer ação.

Após dois dias, recomenda-se verificar a camada protetora resultante. Resultados mais precisos só podem ser obtidos usando equipamento profissional especial. Existem três maneiras de verificar a integridade de uma solução:

• Acústico. A técnica baseia-se em rosquear tubos de revestimento ao longo de todo o comprimento do eixo e processar os resultados obtidos por meio de um programa de computador.
• Radiológico. A medição é realizada por dispositivos de rádio especiais.
• Térmico. A temperatura é medida durante a solidificação da camada.

Se não for possível convidar especialistas para avaliar o trabalho realizado, você pode verificar a prontidão da camada de cimento usando um método térmico simplificado. Para fazer isso, durante o período de solidificação da mistura, a temperatura nas paredes do invólucro é medida. Deve primeiro equalizar com a temperatura ambiente e, em seguida, tornar-se 1-1,5 graus mais baixo.

O passo final é limpar o barril dos restos da mistura. Ao fazer o trabalho com as próprias mãos, a limpeza pode ser feita com um fiador. Antes de colocar a fonte em operação, o eixo é verificado quanto ao aperto. Para fazer isso, a água é bombeada para o barril sob pressão por 20 a 30 minutos. Se durante este tempo a pressão da água diminuiu em não mais que 0,5 MPa, o trabalho foi feito com alta qualidade.

Conselhos de sondadores

Toda a composição da mistura é selecionada individualmente, dependendo de muitos motivos. Estas podem ser razões relacionadas principalmente às camadas da terra e seus tipos.Um aumento de volume e densidade durante a cimentação pode ser alcançado usando uma solução especial que aumenta de volume. Com uma rocha da terra, que tem uma absorção muito alta e sua porcentagem, é impossível usar uma solução comum. Essa mistura simplesmente rastejará em direções diferentes, preenchendo ineficientemente o anel. É para este fim que apenas a pasta de cimento é usada. Também é praticado adicionar enchimentos fibrosos especiais a ele.

Antes de iniciar o trabalho, é imprescindível verificar não só a prontidão da solução, mas também todos os equipamentos e a pressão necessária para concluir o trabalho. Antes disso, recomenda-se limpar e enxaguar todo o espaço anular com água, pois os restos de terra e rocha irão interferir ainda mais em todo o trabalho de preenchimento da solução ou até mesmo quebrar a estrutura do poço.

Vale lembrar o fato de que esse trabalho é recomendado para ser realizado apenas por pessoas que tenham as habilidades apropriadas e experiência considerável neste setor. Ações erradas só podem agravar todo o processo de trabalho e levar a consequências ruins. É por isso que você deve tentar ouvir o máximo possível a opinião de perfuradores experientes e mestres de cimentação. Ou, alternativamente, aproveite a ajuda deles na prática.

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