Murakkab sharoitlarda neft va gaz quduqlarini qazish

7.1. Quduqlarni sementlashning maqsadi,

vazifasi va usullari

Quduqlarning ma’lum oraliqlarida to‘ldirilgan suspenziyali eritmalarning quyuqlashib, qotib, suyuqlikni o‘tkazmas holatiga o‘tish qobiliyatiga quduqlarni sementlash jarayoni deb ataladi.

Quduqlarni sementlashning asosiy maqsadlari quyidagilardan iborat: burg‘ilash jarayonida ochilgan o‘tkazuvchan qatlamlarni bir-biridan ajratish; mustahkamlovchi quvurlar birikmasini osilgan holatda tutib turish; mustahkamlovchi quvurlarni korroziyalovchi qatlam suyuqliklari ta’siridan saqlash; mahsuldor qatlamlarda suv bosishga qarshilik ko‘rsatuvchi to‘siq (ekran) hosil qilish; quduqlarda mustahkam ko‘prik o‘rnatish; suyuqliklarni yutuvchi qatlamlarni ajratish; quduq devorlaridagi beqaror tog‘ jinslarini mustahkamlash; quduq tugatilganda uning og‘zini germetiklash.

Quduq sementlashning bir necha usullari mavjud: tiqinli normal sementlash, bir va ikki pog‘onali sementlash, manjetli sementlash, pakerli sementlash, dum (xvostovik) larni sementlash, bosimli sementlash va boshqalar.

Bir pog‘onali sementlash. Skvajinaga konduktor, oraliq mustahkamlovchi quvurlar birikmasi yoki «xvostovik» va ekpluatatsiyaga mo‘ljallangan quvurlar tushirilgandan so‘ng ularning tashqi tomoni sementlanadi.

Quvur orqasini sementlashdan maqsad:

1) bir qatlamdan boshqa qatlamga suv, neft yoki gaz o‘tishiga yo‘l qo‘ymaslik;

2) tushirilgan quvurlarni skvajina devori bilan mahkam bog‘lash;

3) quvur birikmasini korroziyadan saqlash, unga qo‘shimcha mustahkamlik berish.

Quvurlar birikmasini sementlashda bir qancha usullar qabo’l qilingan. Bo’lardan eng ko‘p tarqalgani mustahkamlovchi quvurlarni birdan to‘g‘ri sementlash, ya’ni sement qorishmasini quvurlar ichiga haydab, bashmak orqali, skvajinaning halqa bo‘shlig‘iga chiqarish.

Quvurlar pog‘analab ham sementlanadi, bu usulda skvajinaga tushirilgan mustahkamlovchi quvurlar birikmasi 2 yoki 3 bo‘lib sementlanadi. Buning uchun quvurlar birikmasining ayrim joylariga maxsus sementlovchi mufta o‘rnatiladi. Sementlash pastki pog‘anadan boshlanadi. So‘ngra maxsus muftadagi teshikni ochib, yuqori pog‘ona sementlanadi. Shu yo‘sinda uchinchi pog‘onani ham sementlash mumkin. Lekin pog‘onalab sementlash har holda maqsadga muvofiq emas, iloji boricha bu usulni qo‘llamaslik kerak.

Yana amaliyotda, kam bo‘lsa ham, teskaricha sementlash usuli qo‘llaniladi. Har qaysi usulni o‘ziga yarasha yutuqlik va kamchilik tomonlari bor.

Hozir manjet bilan sementlash usuli ishlatilmaydi. Buni o‘rniga paker bilan sementlash qo‘llaniladi. Skvajinaning mahsuldor qatlam joylashgan qismini sementlamay qoldirish uchun quvur birikmasiga paker o‘rnatiladi. Paker mahsuldor qatlam tepasiga joylashtiriladi, quvurlar bilan skvajina devori orasi pakerlanib bo‘lgandan so‘ng quvur ichiga oldin shar yoki tiqin yuborib to‘g‘ri teshikni berkitib, sement qorishmasi haydaladi. Qorishma paker yuqorisidagi teshikdan chiqib quvur orqasiga ko‘tariladi. Pakerdan pastki interval sementlanmay ochiq qoladi. Quvurlardagi teshiklar (filtr) orqali qatlamdan neft yoki gaz skvajinaga kirib keladi.

Mustahkamlovchi quvurlarning sementlash texnologiyasi quyidagi tartibda bajariladi: skvajinani yuvib bo‘lgandan keyin quvur ichiga ma’lum miqdorda bufer suyuqligi haydaladi, sungra quvur ichiga pastki tiqin o‘tkaziladi, undan keyin sement qorishmasi yuboriladi. Sement qorishmasi haydalib bo‘lgandan so‘ng haydovchi tiqin, orqasidan yana bufer suyuqligi yuboriladi. Uning ustidan xaydovchi suyuqlik (burg’ilash qorishmasi) yuboriladi. Quvur ichiga yuborilgan bufer suyuqligi, pastki va ustki haydovchi tiqinlar, ularning orasida joylashgan sement qorishmasi, haydovchi suyuqlik hammasi nasoslar yaratgan bosim ostida pastga qarab harakat qiladi va bashmak orqali chiqib halqa bo‘shligida yuqoriga ko‘tariladi. Yuqorigi haydovchi tiqin kelib to‘g‘on halqada to‘xtaydi. Nasoslarning berayotgan bosimi oshib ketadi, shundan so‘ng sementlash jarayoni to‘xtatiladi. Skvajinani halqa bo‘shlig‘idagi sement qorishmasi qota boshlaydi, sementning qotishini kutish ya’ni OZS (ojidaniye zatverdivaniya sementa) boshlanadi.

Quduqlarni bir pog‘onali sementlash juda keng tarqalgan usul hisoblanadi. (10.1-rasm). Sementlash jarayoni quyidagicha amalga oshiriladi: quduqqa musthakamlovchi quvurlar birikmasi tushirilgandan keyin sementlashga tayyorgarlik ko‘riladi. Quduqni sementlashga tayyorlash mustahkamlovchi quvurlar birikmasini tushirilgandan so‘ng quduq tanasi va quvurlarni yaxshilab yuvishdan boshlanadi. Buning uchun tushirilgan quvurlar birikmasiga sementlovchi kallak mahkamlanib, quduqni yuvishga kirishiladi.

Bunday jarayon suyuqlikning qoldiq tog‘ jinslarini yuqoriga olib chiqishi tugatilgungacha hamda quduqdan chiqayotgan suyuqlik zichligi unga kirayotgan suyuqlik zichligi bilan bir xil bo‘lganigacha davom etadi.

Quduqni yuvish jarayonida foydalaniladigan yuvuvchi suyuqlik minimal suv bera oluvchanlikka, statik va dinamik siljish kuchlanishiga, kichik plastik qovushqoqlikka hamda yaxshi moylash xarakteriga ega bo‘lishi lozim. Bunda nasos yordamida berilayotgan bosim doimiy ravishda nazorat qilinib boriladi.

Quduq yuvib bo‘lingandan keyin barcha armaturalarni tekshiriladi (barcha agregatlardan sementlash kallagigacha bo‘lgan hamma tizmalar maksimal hisoblangan bosimdan 1,5 marta ortiqroq bosimda sinaladi hamda agregatlarning bunday bosimlarga 3 minut davomida bardosh bera olishlik qobiliyati aniqlanadi). Sungra sement eritmalarini tayyorlashga kirishiladi.

Sement qorishmasining qotib qolmasligi uchun mustahkamlovchi quvurlar birikmasiga buferli suyuqlik haydaladi (suv yoki neft).

Gidrostatik bosimning pasayishi orqali mahsuldor qatlam sharoitidan foydalanib kerakli suyuqlik hajmini hisoblash mumkin.

Bufer suyuqligini mustahkamlovchi quvurlar birikmasiga haydab bo‘lgandan keyin quvurlar birikmasiga pastki tiqin tushiriladi. Bu 11.1,a-rasmda tasvirlangan.

Keyin sement qorishtirgich va agregatlar yordamida sement eritmasi tayyorlanadi hamda hosil bo‘lgan eritma quduqqa haydaladi. Sementlovchi kallakdan sement eritmasi haydalgandan so‘ng yuqorigi tiqin bosiladi (10.1,b-rasm). Keyin sement eritmasi ikki tiqin orasidan quvurlar birikmasining pastki oxiri tomon harakatlanadi (10.1,v-rasm) va sement eritmasi pastga qarab siqiladi. Nasoslar yordamida gilli eritmalar sementlovchi agregatning o‘lchagichiga haydaladi. Quvurlar birikmasi orqali gilli eritma quduq tubigacha uzatiladi.

Sement eritmasini ko‘tarish tezligi ishlatish quvurlari orti muhitida 1,0 m/s, konduktor va oraliq quvurlar birikmasida esa 1,5 m/s dan kam bo‘lmasligi kerak. Sementlash eritmasini quduqqa haydashda maxsus hisoblash ishlari bajariladi.

Agar agregatda 0,5-1 m³ haydovchi suyuqlik qolsa bitta agregatdan boshqa agregatga o‘tish uchun hisoblash ishlari olib boriladi (ya’ni tiqin quduq tubiga yetib jipslashguncha). (10.1, g-rasm). Bunday jipslashish momenti bir zumda sodir bo‘ladi, bosim esa tezda oshib ketadi. Bu jarayonni «zarba nazariyasi» ham deb yuritiladi. Bundan tashqari, bosuvchi tiqinning to‘xtash halqasiga joylashish lahzasida «gidravlik zarba» ro‘y beradi. Bunday zarbalar miqdori burg‘ilash ustalarining ish faoliyatiga bog‘liq. Odatda, uning bosimi quduq tubida 5-10 kgs/sm² dan yuqori bo‘ladi va bu yerda tiqinlar tutashuvi yuz beradi. Shu bilan quduqlarni sementlash jarayoni tugatiladi. Quduqni esa maxsus moslamalar yordamida ma’lum muddatgacha yopib qo‘yiladi.

Bu davr 12-24 soat davom etishi mumkin. Bu texnologiyani quvurlarni birdan to‘g‘ri sementlash misolida ko‘rish mumkin (10.2 rasm).

Skvajinalarni sementlash hisobi quyidagilarni aniqlashdan iborat:

1) sementlash uchun kerak bo‘ladigan quruq materiallar miqdorini;

2) sement qorishmasini tayyorlash uchun ishlatiladigan suv hajmini;

3) sement qorishmasini mustahkamlovchi quvurlar orqasiga haydash uchun zarur haydovchi suyuqlik hajmini. Aksariyat haydovchi suyuqlik sifatida skvajinada ishlatilgan burg’ilash qorishma qo‘llaniladi;

4) sementlash jarayonini davom etish vaqtini;

5) sementlash jarayonida paydo bo‘ladigan eng yuqori bosimini;

6) sementlovchi agregatlar va sement qorishmasini tayyorlovchi mashinalar sonini.