Grundlagen der Brunnenzementierung

Übersicht über die primäre Zementierung und die Sanierungszementierung

Die Bohrlochzementierung besteht aus zwei Hauptoperationen – der Primärzementierung und der Sanierungszementierung. Beim Primärzementieren wird ein Zementmantel in den Ringraum zwischen dem Futterrohr und der Fodermation eingebracht. Die Sanierungszementierung erfolgt nach der primären Zementierung, wenn Ingenieure Zemente für verschiedene Zwecke in strategische Bohrlochpositionen einspritzen, einschließlich Bohrlochreparatur und Bohrlochaufgabe.

Grundlegende primäre Zementierung mit zwei Pfropfen. Nachdem ein Bohrlochabschnitt bis zur gewünschten Tiefe gebohrt wurde, wird das Bohrgestänge entfernt und ein Futterrohrstrang wird auf den Boden des Bohrlochs (oben) abgesenkt. Der Boden des Futterrohrstrangs ist normalerweise mit einem Schutzschuh ausgestattet, und Zentriervorrichtungen halten das Futterrohr zentriert im Bohrloch. Ingenieure pumpen chemische Waschmittel und Spacerflüssigkeiten durch das Gehäuseinnere und verdrängen dabei Bohrspülung (Mitte links). Als nächstes setzen sie einen unteren Stopfen ein, gefolgt von einer Menge Zementschlamm, die ausreicht, um den Ringraum zu füllen (Mitte rechts). Das fortgesetzte Pumpen von Zementschlamm drückt Bohrflüssigkeit aus dem Gehäuseinneren, den Ringraum hinauf und aus dem Bohrloch. Wenn der untere Stopfen am Boden des Futterrohrstrangs landet, reißt eine Membran im Stopfen und öffnet einen Weg für die Zementaufschlämmung, um in den Ringraum einzutreten. Die Ingenieure setzen nach der Zementaufschlämmung einen oberen Stopfen ein, und auf den oberen Stopfen folgt dann eine Verdrängungsflüssigkeit (unten links). Das Pumpen des Verdrängungsfluids drückt den oberen Stopfen nach unten, bis er auf dem unteren Stopfen landet, wodurch das Gehäuseinnere und der Ringraum isoliert und der Ringraum mit Zementschlamm gefüllt wird.

Die Primärzementierung ist ein kritischer Vorgang im Bohrlochbau. Die Zementummantelung bietet eine hydraulische Abdichtung, die eine Zonenisolierung herstellt, die Flüssigkeitskommunikation zwischen den Förderzonen im Bohrloch verhindert und das Entweichen von Flüssigkeiten an die Oberfläche blockiert. Der Zementmantel verankert und stützt auch den Futterrohrstrang und schützt den Stahlmantel vor Korrosion durch Formationsflüssigkeiten. Werden diese Ziele nicht erreicht, kann dies die Fähigkeit des Bohrlochs, sein volles Produktionspotenzial auszuschöpfen, stark einschränken.

Die meisten primären Zementierungsoperationen verwenden eine Zwei-Pfropfen-Zementplatzierungsmethode (rechts). Nach dem Durchbohren eines Intervalls bis zu einer gewünschten Tiefe entfernt eine Bohrmannschaft das Bohrgestänge, wobei das Bohrloch mit Bohrflüssigkeit gefüllt bleibt. Anschließend senkt die Crew einen Futterrohrstrang auf den Grund des Bohrlochs ab. Das untere Ende des Futterrohrstrangs ist durch ein Führungsschuh or Schwimmschuh . Bei beiden Schuhen handelt es sich um konische, üblicherweise kugelförmige Vorrichtungen, die das Gehäuse zur Mitte des Lochs führen, um den Kontakt mit rauen Kanten oder Auswaschungen während der Installation zu minimieren. Der Führungsschuh unterscheidet sich vom Schwimmerschuh dadurch, dass bei ersterem ein Rückschlagventil fehlt. Das Rückschlagventil kann Rückfluss oder U-Rohrbildung von Flüssigkeiten aus dem Ringraum in das Gehäuse verhindern. Entlang kritischer Verrohrungsabschnitte sind Zentriervorrichtungen angebracht, um zu verhindern, dass die Verrohrung anhaftet, während sie in das Bohrloch abgesenkt wird. Zusätzlich, Zentralisierer Halten Sie das Futterrohr in der Mitte des Bohrlochs, um sicherzustellen, dass eine gleichmäßige Zementhülle im Ringraum zwischen dem Futterrohr und der Bohrlochwand platziert wird.

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