WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 10 |

Разработка «Способкоррозионных испытаний цементного камня вусловиях, имитирующих условия реальныхскважин по температуре, давлению иконцентрации сероводорода»экспонировалась в павильоне «Газоваяпромышленность» Всероссийскоговыставочного центра и удостоенасеребряной медали.

Апробация работы. Основные положениядиссертационной работы докладывались наМеждународных, Всероссийских ирегиональных совещаниях, конференциях исимпозиумах: науч.-практ.конф. "Проблемы и перспективы развитиясверхглубокого бурения", Грозный, 1982; ХVIIВсесоюзном симпозиуме "Реология бетонныхсмесей и ее технологические задачи",Юрмала, 1982; П зональной науч.-техн. конф. попроблемам нефтяной и газовойпромышленности Северного Кавказа,Ставрополь, 1983; Всесоюзной конф.-дискуссии"Формирование и работа тампонажного камняв скважине", пос. ДивноморскийКраснодарского кр., 1984; на Ш науч.-практ.конф. "Повышение эффективностинаучно-исследовательских работ в решениизадач газодобывающей отрасли ТССР",Ашхабад, 1984; VI Республ. конф.по физико-химии, технологии получения иприменения промывочных жидкостей,дисперсных систем и тампонажных растворов,ИКХХВ АН УССР, Киев, 1985;VI науч.-практ. конф."Оптимальные методы разработкисероводородсодержащих месторожденийгаза", Ашхабад, 1986; IV конф.-дискуссии"Формирование и работа тампонажного камняв скважине", Краснодар, 1987; VIII науч.-практ.конф. "Совершенствование технологиибурения скважин в осложненныхгорно-геологических условиях ВосточнойТуркмении", Ашхабад, 1988; XXVI науч.-техн. конф.СтГТУ, Ставрополь, 1996; I Рег. науч.-техн. конф."ВУЗовская наука – Северо-Кавказскому региону", СтГТУ,Ставрополь, 1997; Межрег. науч.-техн. конф. попроблемам газовой промышленности России,СтГТУ, Ставрополь, 1997; Межд. науч.-практ.конф. "Проблемы эксплуатации икапитального ремонта скважин наместорождениях и ПХГ", Кисловодск, 2003; Межд.науч.-практ. конф. "Проблемы эксплуатации икапитального ремонта скважин", Кисловодск,2004; ХIII науч.-практ. конф. МУС "Проблемыразвития газовой промышленности ЗападнойСибири", ТюменНИИгипрогаз, Тюмень, 2004; Межд.науч.-практ. конф. "Проблемы добычи газа,газового конденсата, нефти", Кисловодск,2005–2008.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 160печатных работ, в том числе авторскихсвидетельств на изобретения и патентов РФ– 46.

Объем работы. Диссертация изложена на 329страницах машинописного текста, включает 62таблицы и 49 рисунков. Работа состоит извведения, пяти глав, заключения, спискаиспользованных источников из 213наименований и приложения.

Автор выражает глубокуюпризнательность своему научномуконсультанту доктору технических наук,профессору Р.А. Гасумову, заслуженномудеятелю науки РФ, доктору технических наук,профессору К.М. Тагирову, докторамтехнических наук Р.Е. Шестериковой и Н.Г.Федоровой, доктору физико-математи-ческихнаук В.А. Толпаеву, научным сотрудникам И.А.Винниченко и В.В. Палиеву за советы иконсультации, благодарность за помощь впроведении экспериментальныхисследований и опытно-промышленныхиспытаний разработок – кандидатамтехнических наук Ю.И. Петракову, В.Г.Мосиенко, Н.М. Дубову, директору научногоцентра эксплуатации и ремонта скважинСевКавНИПИгаза М.Н. Пономаренко и егосотрудникам, кандидатусельскохозяйственных наук Н.Н. Чурсину (ООО«Экипаж») за своевременный и качественныйвыпуск опытных партий наполнителяАПТОН-РС.

Соискатель благодаритсотрудников предприятий ОАО «Газпром»,оказавших содействие в проведенииопытно-промышленных испытаний и внедренииразработок в производство.

СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы,сформулированы цель, задачи и методыисследований, обозначены научная новизна ипрактическая реализация работы, дана ееобщая характеристика.

В первой главе проведен анализвлияния технологических жидкостей длязаканчивания и ремонта скважин наколлекторские свойства продуктивныхпластов, сохранение естественнойпроницаемости которых является одним изосновных факторов повышения качествавыполняемых работ и увеличенияпроизводительности скважин.

Известно, что пористыесреды различных типов обладаютопределенными фильтрационными свойствами.Поэтому на всех стадиях строительства,эксплуатации и ремонта скважин происходитпроникновение технологических жидкостей иматериалов в поровое пространствопродуктивных пластов, приводящее ксущественному снижению продуктивностискважин.

В многочисленныхработах отечественных и зарубежных ученых:В.Т. Алекперова, В.А. Амияна, М.О. Ашрафьяна,В.П. Белова, А.И. Булатова,А.А. Вольтерса, Дж. Р. Грея, Р.А.Гасумова, Ф.А. Гусейнова, Г.С.Г. Дарли, С.ВЗарипова, У.Т. Корли, В.И. Нифантова, А.Х. Мирзаджанзаде,А.А. Мовсумова, Г.Т. Овнатанова, Дж.Г. Паттона, Г.С.Попа, В.Ф. Роджерса, С.А. Рябоконя, А.К. Степанянца, К.М.Тагирова, Н.М. Шерстнева и др. при воздействии рабочих жидкостейна продуктивные пласты в процессезаканчивания и ремонта скважинуказываются следующие факторы сниженияпроницаемости:

  1. кольматация пор пласта частицами твердойфазы рабочей жидкости;
  2. блокирование призабойнойзоны пласта (ПЗП) фильтратом рабочейжидкости;
  3. набухание глинистого материала пласта врезультате взаимодействия сфильтратом;
  4. образование нерастворимых осадков впризабойной зоне в результате контактафильтрата с пластовыми флюидами;
  5. образование эмульсий и пен в зоневзаимодействия рабочей жидкости спористой средой пласта.

В техническойлитературе (Г.С. Поп) указаны причины,вызывающие ухудшение проницаемости ПЗП,которые, в зависимости от природы влиянияна ФЕС продуктивных пластов, сопределенной долей условности могут бытьсгруппированы следующим образом:механические загрязнения;физико-литологические; физико-химические;термохимические. Наиболее сложнойявляется группа физико-химическихфакторов, обусловленная процессамиадсорбции, хемосорбции, адгезии,коагуляции, флокуляции и др., происходящимипри воздействии на поровую среду ПЗПингредиентов технологических жидкостей,пластовых флюидов и продуктов ихвзаимодействия.

В работерассматривается влияние свойств буровых итампонажных растворов на качестворазобщения пластов и их естественнуюпроницаемость.

Успешное производствоцементировочных работ во многом зависит отсостояния стенки скважины и свойствпромывочной жидкости. Кавернозностьствола, формирование толстых и рыхлыхглинистых корок, высокие значенияструктурно-механических и фильтрационныхпоказателей бурового раствора приводят коставлению в затрубном пространствеканалов и участков, не заполненныхтампонажным материалом, что влечет засобой негерметичность разобщенияпластов и может вызвать различного родаосложнения, в частности, перетокипластовых флюидов игазонефтепроявления.

Показано, что в целяхпредотвращения осложнений применяемыепромывочные жидкости и тампонажныерастворы должны обладать рядомспецифических свойств, а максимальногосохранения естественной проницаемостиприскважинной зоны пласта призаканчивании скважин можно достичь путемприменения модифицированных буровых итампонажных растворов и совершенствованияряда технологических мероприятий,предотвращающих попадание в пласт нетолько их фильтратов, но и самих дисперсныхсистем (снижение статических игидродинамических репрессий на пласт,сокращение времени воздействия буровогораствора на пласт, изменение конструкцииниза обсадных колонн и т.д.). Этомуспособствует также применение технологиикрепления скважин при вскрытиипродуктивных пластов с предварительным ихблокированием специальными жидкостями(К.М. Тагиров, Р.А. Гасумов).

Сохранениеестественных ФЕС коллекторов и повышениепроизводительности скважин в процессекапитального ремонта – основные задачиинтенсификации добычи газа. В связи с этимот применяемых блокирующих жидкостей при глушении скважин взначительной степени зависит решение этихзадач.

Анализом факторов,влияющих на качество заканчивания скважини проведения в них ремонтных работ,установлено, что с целью сохраненияколлекторских свойств продуктивныхпластов, помимо разработки дополнительныхтехнологических мероприятий,целесообразным являетсясовершенствование применяемых дисперсныхсистем путем улучшения ихантифильтрационных иструктурно-реологических свойств.Перспективным направлением в этомотношении является применениебиополимеров, пофильтрационным, структурно-реологическимхарактеристикам с присущими импсевдопластическими свойствами минимальновоздействующими на продуктивныйпласт.

Анализ техническойлитературы показывает, что биополимерышироко применяются при бурении скважин, аих использование для ремонтных работ носитограниченный характер. На основе опытаглушения скважин биополимернымижидкостями (ООО «ВНИИгаз» –Северо-Ставропольское ПХГ, ОАО«СевКавНИПИгаз» – Комсомольское ГМ, Медвежье ГКМ вЗападной Сибири) автором обоснована перспективность применениямногокомпонентных биополимерных систем вкачестве жидкостей глушения.Их стоимость выше, чем обычныхтехнологических жидкостей, содержащихсинтетические полимеры. Однако в силууказанных преимуществ биополимерныесистемы являются эффективными, и вопределенных условиях им нетальтернативы.

Не менее важнымфактором повышения качества заканчиванияскважин, помимо сохранения коллекторскихсвойств пласта, является обеспечениенадежности крепи скважин, в продукциикоторых содержится сероводород,вызывающий коррозию цементного камня иобсадных труб.

Во второй главе рассмотрены вопросы разработкиметодов коррозионных испытаний ирезультаты исследований цементного камняиз различных вяжущих всероводородсодержащих агрессивныхсредах.

Большой вклад визучение физико-химических и механическихсвойств вяжущих при действии агрессивныхсред внесли ученые: С.Н. Алексеев, Ф.А.Агзамов, В. И. Бабушкин, П.П. Будников, А.И.Булатов, Ю.М. Бутт, А.В. Волженский, В.С.Горшков, В.С. Данюшевский, В.Ф. Журавлев, В.А.Кинд, В.М. Кравцов, А.М. Кузнецов, Н.А.Мариампольский, В.М. Москвин, О.П.Мчедлов-Петросян, М.Р. Мавлютов, Д.Ф.Новохатский, С.Д. Окороков, А.А. Пащенко, А.Ф.Полак, В.Б Ратинов, П.А. Ребиндер, Л.И. Рябова,Ш.М. Рахимбаев, Б.Г. Скрамтаев, М.М. Сычев, В.В.Стольников, А.П. Тарнавский, Н.А. Торопов,В.В. Тимашов, С.В. Шестоперов, В.Н. Юнг и др., атакже ряд зарубежныхисследователей.

В.С. Данюшевским, В.М.Кравцовым, Д.Ф. Новохатским и др.,занимающимися изучением процессовкоррозии тампонажных цементов, показано,что для таких агрессивных компонентов, каксероводород, разработка химически стойкихвяжущих представляет большиетрудности.

Пониженное значение рНпоровой жидкости коррозионно-стойкого вкислых средах цементного камня уменьшаетего защитные свойства. К поверхностиколонны сероводород проникает засчет диффузии через цементное кольцо,имеющеекапиллярно-пористую структуру. Коррозияповерхности обсадных труб приводит к уменьшениютолщины стенки колонны и ее смятиюпластовым давлением.

На основании изученныхработ были сделаны выводы о том, чтоприменение традиционных тампонажныхматериалов, в том числе икоррозионно-стойких цементов, не позволяетв полной мере решить задачу длительнойбезаварийной эксплуатации скважин,содержащих сероводород. Одним израциональных путей повышения надежностикрепи в агрессивных условиях являетсяиспользование тампонажных составов,содержащих ингибитор коррозии. Прицементировании такими тампонажнымирастворами на поверхности обсадных трубобразуется адсорбционная защитная пленка,предохраняемая от механическихповреждений сформировавшимся цементнымкамнем повышенной коррозионнойстойкости.

Таким образом, введениеингибитора в тампонажный растворобеспечивает получениекоррозионно-стойкого цементного кольца изащиту контактирующего с ним металлаобсадных труб от сероводороднойкоррозии.

Отсутствие стандартныхметодов исследований коррозионнойстойкости цементного камня всероводородных средах вызвалонеобходимость их разработки.

Разработанный сучастием автора под руководством канд.техн. наук Ю.И. Петракова экспресс-метод коррозионныхиспытаний при температурах 20– 75 °Спозволяет в течение 7 сут на основе данныххимического анализа цементного камня датьоценку реакционной способности(активности) материала к взаимодействию сагрессивной средой и определитьвозможность применения исследуемогоцемента для разобщениясероводородсодержащих пластов.

Данный методпредусматривает создание избыточногодавления сероводорода, вырабатываемого генератором(рис. 1, для егоинтенсивного проникновения в

поровоепространствокамня. Это дает повышенную растворимость газа впоровойжидкости цементного камня и более глубокое егопроникновение по длине образца.

Процесс диффузии газа впоровое пространство с образованиемпродуктов коррозии: сульфатной (СSO3) исульфидной (CS) серы подчиняетсяэкспо-

Рисунок 2– Содержаниепродуктов коррозии по глубине образцацементного камня

ненциальной зависимости (рис. 2). Математическойобработкой результатов химического анализацементного камня исследуемых образцовполучены уравнения

= ·е-al, (1)

= ·е-вl, (2)

где и – коэффициенты,характеризующие активность цементногокамня к сероводороду с образованиемсоответственно сульфатов и сульфидов впервом от струи сероводорода слоецементного камня; а и в–эмпирические коэффициенты; l – расстояние от торца образца досередины анализируемого слоя.

Для оценкистойкости цементного камня квоздействию сероводорода нами такжеразработана методика и изготовленаустановка для проведения коррозионныхиспытаний при высоких температурах,давлениях и концентрациях агрессивнойсреды. Основные элементы установкивключают автоклав, блоки задания ирегулирования температуры и давления игидропневматический компенсатор давления (рис. 3).

Так как установкапредназначается для работы вавтоматическом режиме длительное время (до6 мес.), то предусмотрен ряд блокирующихустройств.

Для полученияагрессивной среды требуемой концентрациихимреагенты (сульфид натрия исинтетическая винная кислота) встехиометрическом количествепомещаются в камеру в запарафиненныхампулах. Расплавляясь при повышениитемпературы, парафин не препятствуетреакции образования сероводорода, который,находясь под высоким давлением, полностьюрастворяется в воде.

А - автоклав; Б - системазадания и регулирования температуры; В -компенсатор давления; 1 - камера; 2, 3, 4 -элементы системы задания давления; 5 -стакан; 6 - ртутный затвор; 7 - нейтрализаторсероводорода; 8 - манометр; 9 -электронагревательный элемент.

Рисунок 3 – Схема установки длякоррозионных испытаний

Тампонажные материалыявляются средством защиты металлаобсадных колонн от коррозионноговоздействия пластовых флюидов, впостоянном контакте с которыми находитсяцементное кольцо.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 10 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»