Одноступінчастого цементування:

а – нижня пробка; б – верхня пробка

Після нагнітання цементного розчину в обсадну колону проштовхують верхню (без отвору) цементувальну пробку 4 (рис. 1.104, б) і слідом за нею прокачують промивну рідину. Як тільки нижня пробка досягне упорного кільця (див. рис. 1.103, в), вона зупиниться. Тиск над пробкою підвищиться і гумова перегородка розірветься.

При дальшому нагнітанні промивної рідини в колону верхня пробка підійде до нижньої і закриє отвір у ній (див. рис. 1.103, г). Виникне гідравлічний удар. Манометр на цементувальній головці зафіксує різке збільшення тиску. Після цього крани цементувальної головки закривають і свердловину залишають в спокої на 16 годин для тужавіння цементного розчину за кондуктором і на 24 години для тужавіння цементного розчину за проміжною і експлу-атаційною колонами.

При цементуванні обсадних колон в глибоких свердловинах прокачують досить великий об’єм цементного розчину і протискувальної рідини за обмежений час, котрий визначається терміном початку схоплювання цементного розчину. У таких умовах застосовується цементування, за якого цементний розчин закачується в колону і протискується в затрубний простір двома порціями. Перша порція цементного розчину протискується за колону крізь башмак, а друга – крізь отвори в заливальній муфті, встановленій в обсадній колоні на значній відстані від башмака.

Заливальні муфти можуть мати різну конструкцію. Одна з них наведена на рис. 1.105.

Обсадні труби згвинчуються одна з однією за допомогою подовженої муфти 4 з отворами 1. Всередину муфти вставлений пересувний циліндр 2, тимчасово закріплений мідними шпильками 5. На нижньому кінці пересувного циліндра встановлюється упорне кільце 3.

Рисунок 1.105 – Заливальна муфта для двоступінчастого цементування: 1– отвори; 2 – пересувний циліндр; 3 – упорне кільце; 4 – подовжена муфта; 5 – мідна шпилька

Рисунок 1.106 – Схема двоступінчастого цементування свердловини:

1 – цементний розчин;

2 – протискувальна рідина

а б в

Незалежно від конструкції заливальної муфти суть способу двоступінчастого цементування полягає в таких діях. Обсадну колону з башмаком, башмачним патрубком, зворотним клапаном (якщо він необхідний) і заливальною муфтою спускають у свердловину. Після підготовки свердловини до цементування в неї закачують перші порції цементного розчину і протискувальної рідини, а потім спускають нижню цементувальну пробку (рис. 1.106, а).

За нижньою пробкою закачують другу порцію цементного розчину і спускають другу (верхню) цементувальну пробку. Потім у свердловину закачують другу порцію протискувальної рідини (рис. 1.106, б). У процесі нагнітання рідини перша (нижня) пробка доходить до упорного кільця 3 (див. рис. 1.105) в заливальній муфті, сідає на нього і відрізує мідні шпильки 5. Пересувний циліндр звільняється, переміщається до упору вниз і відкриває отвори 1 в подовженій муфті 4. До цього часу завершується протискування в затрубний простір крізь башмак колони першої (нижньої) порції цементного розчину і починається витіснення за колону крізь отвори в заливальній муфті другої (верхньої) порції цементного розчину. Протискування за колону другої порції цементного розчину закінчується посадкою верхньої пробки на нижню (рис. 1.106, в).

Після тужавіння цементного розчину розбурюють обидві пробки в заливальній муфті і, якщо це потрібно, розбурюють зворотний клапан і цементний стакан у нижній частині колони.

Двоступінчастий метод цементування – це метод із застосуванням двох цементувальних пробок, які обмежують другу порцію цементного розчину.

Іноді застосовується двоступінчасте цементування з чотирма пробками, коли кожна пара пробок обмежує обидві порції цементного розчину. У цьому випадку процес цементування аналогічний описаному методу.

При двоступінчастому цементуванні з чотирма пробками нижня частина обсадної колони обладнується так, як і при одноступінчастому цементуванні.

Описані методи цементування обсадних колон, що забезпечують перекриття цементним розчином затрубного простору від башмака колони і вище, задовольняють умовам цементування кондукторів і проміжних колон, але не завжди можуть бути застосовані при цементуванні експлуатаційних колон.

Іноді доцільно не цементувати затрубний простір, розташований проти нафтоносного пласта, а здійснювати підйом цементного розчину над його покрівлею.

У такому випадку застосовується манжетне цементування. При такому способі нижня частина експлуатаційної колони, довжина якої дорівнює товщині продуктивного пласта, складається з перфорованих обсадних труб.

Над перфорованою ділянкою в колоні встановлюють прямий клапан, а трохи вище – спеціальну заливальну муфту.

Зовні, дещо вище за прямий клапан, встановлюється брезентова манжета, яка при витісненні цементного розчину з колони крізь отвори в заливальній муфті притискається щільно до стінки свердловини, перешкоджаючи руху цементного розчину затрубним простором вниз.