Проблемы использования облегченного цемента для крепления нефтегазовых скважин и пути их решения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной статье приведены результаты подбора рецептуры тампонажного раствора из цемента, не соответствующего стандарту качества, для цементирования верхней части колонны при строительстве нефтяной скважины. Объектом исследования являлся цемент марки ПЦТ III-об 5-50 ГОСТ 1581-96. В цемент вводились добавки, которые, согласно литературе, способны улучшить его технологические показатели: хлористый кальций (CaСl2), хлористый натрий (NaCl), хлористый магний (MgCl2), гипс (CaSO4·2H2O), мраморная крошка (МК-100), микрокремнезем (МК-65, МК-85), каустическая и кальцинированная соды (NaOH и Na2CO3), а также полианионная целлюлоза высокой и низкой вязкости (ПАЦ ВВ и ПАЦ НВ). Определялись следующие технологические показатели: плотность раствора, растекаемость цементного теста, водоотделение, загустевание раствора, пределы прочности тампонажного камня при изгибе и сжатии. Исследования проводились с учетом отечественных и международных стандартов. Результаты испытаний показали, что применение добавок NaCl, MgCl2, CaСl2, Easy SET, МК-100 и CaSO4·2H2O улучшает водоотделение цементного раствора и прочностные характеристики цементного камня. Однако реагенты, предназначенные для снижения водоотделения ( ПАЦ НВ, ПАЦ ВВ, Na2CO3, NaOH, МК-65 и МК-85) существенно снижают прочностные характеристики цементного камня. Крепление колонны вышеупомянутым цементом возможно с применением следующих реагентов: CaCl2 в количестве 2 %, NaCl в количестве 1,2 %, MgCl2 в количестве 1 %, а также упрочняющего реагента Easy SET в количестве 1 % от массы цемента.

Об авторах

Н. А. Буглов

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: bna@istu.edu

Л. А. Бутакова

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: lyubov.elizarova.89@bk.ru

М. В. Бочарников

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: lab.ngd@istu.edu

Список литературы

  1. Мильштейн В.М. Цементирование буровых скважин. Краснодар: Просвящение-Юг, 2003. 375 с.
  2. Булатов А.И., Мариампольский Н.А. Регулирование технологических показателей тампонажных растворов. М.: Недра, 1988. 224 с.
  3. Averkina E.V., Shakirova E.V., Butakova L.A. Research on ecologically safe flokulants in clay fluid fluids // IOP Conference. Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 760. P. 012052. https://doi.org/10.1088/1757-899X/760/1/012052
  4. Вороник А.М., Каменских С.В., Краснов С.А. Анализ свойств и параметров облегченных тампонажных растворов и смесей // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2016. № 10. С. 35–41.
  5. Katende A., Lu Y., Bunger A., Radonjic M. Experimental quantification of the effect of oil based drilling fluid contamination on properties of wellbore cement // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2020. Vol. 79. P. 103328. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2020.103328
  6. Петрушин В. Применение облегченного тампонажного цемента в ОАО «Сургутнефтегаз» // Бурение и нефть. 2005. № 3. С. 28–29.
  7. Катеев Р.И., Амерханова С.И., Газизов М.Г. Применение облегченной тампонажной смеси при цементировании в одну ступень // Материалы научной сессии ученых Альметьевского государственного нефтяного института. 2013. № 1. С. 72–76.
  8. Bayanaka M., Zarinabadi S., Shahbazi K., Azimi A. Effects of Nano Silica on oil well cement slurry characteristics and control of gas channeling // South African Journal of Chemical Engineering. 2020. Vol. 34. P. 11–25. https://doi.org/10.1016/j.sajce.2020.05.006
  9. Thakkar A., Raval A., Chandra S., Shah M., Sircar A. A comprehensive review of the application of nano-silica in oil well cementing // Petroleum. 2020. Iss. 2. P. 123–129.
  10. Щербич Н.Е., Белей И.И., Кашникова Л.Л., Родер С.А., Кармацких С.А., Вялов В.В.. Результаты исследований морозостойкости камня облегченных тампонажных цементов // Бурение и нефть. 2008. № 4. С. 15–18.
  11. Овчинников П.В., Кузнецов В.Г., Фролов А.А., Овчинников В.П., Шатов А.А., Урманчеев В.И. Специальные тампонажные материалы для низкотемпературных скважин. М.: Недра, 2002. 115 с.
  12. Зимина Д.А., Двойников Д.А. Улучшение качества цементирования скважин в многолетнемерзлых горных породах // Проблемы геологии и освоения недр: труды XXI Междунар. симп. им. акад. М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвящ. 130-летию со дня рождения проф. М.И. Кучина. В 2 т. Т. 2. Томск: Изд-во ТПУ, 2017. С. 89–90.
  13. Каримов Н.Х., Агзамов Ф.А., Газизов Х.В., Каримов И.Н., Комлева С.Ф. Облегченный тампонажный раствор с улучшенными технологическими свойствами // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 1997. № 6. С. 45.
  14. Исмагилова Э.Р., Агзамов Ф.А., Аббас А.Д. Оптимизация дисперсности добавок в самозалечивающихся цементах // Георесурсы. 2017. Т. 19. № 2. С. 129–134. http://doi.org/10.18599/grs.19.2.7
  15. Бекбаев А.А., Агзамов Ф.А., Хафизов А.Р., Лягов А.В. Исследование армированных облегченных тампонажных материалов // Нанотехнологии в строительстве. 2017. Т. 9. № 4. С. 131–148. http://doi.org/10.15828/2075-8545-2017-9-4-131-148
  16. Бекбаев А.А., Агзамов Ф.А., Комлева С.Ф. Дисперсное армирование облегченных цементов // Нефтяная провинция. 2018. № 3 (15). С. 127–141. http://doi.org/10.25689/NP.2018.3.127-141
  17. Бакиров Д.Л., Бурдыга В.А., Мелехов А.В. Специальный облегченный тампонажный состав для боковых стволов в условиях Западной Сибири // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2018. № 10. С. 39–41.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).