WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 10 |

Оценка защитных свойствтампонажного раствора и цементного камняиз этого раствора по отношению к металлупроизводилась по скорости коррозии сталитрубного сортамента группы прочности С-75 ввытяжке из цементной суспензии в условияхнасыщения последней сероводородом. Дляэтого использовалась разработанная намикоррозиометрическая установка, принципдействия которой основан наполяризационном методе. Поляризационныйспособ замера скорости коррозии всероводородной среде применялся также длясравнительной оценкизащитного действия исследуемых растворовс ингибирующими добавками.

Для исследованийиспользовали аминосодержащие ингибиторысероводородной коррозии: катапин, АНП-2,уротропин, Dodigen иDodilube (Германия), ВФПМ (высококипящие фракциипроизводства морфолина), атакже формальдегид, являющийся сильнымбактерицидным средством, подавляющимжизнедеятельностьсульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ),редуцирующих сероводород.

В целях решениякомплексной проблемы повышения надежностикрепи скважин (получениякоррозионностойкого цементного кольца изащиты обсадных труб), выбор ингибиторапроизводился с учетом рядатребований:

–высокой степени защиты металла в цементномкамне при действии сероводородсодержащихагрессивных сред;

–хорошей адсорбции на поверхностигидратных новообразований цементногокамня и получения защитной пленки,изолирующей их от влияния изменяющейся посоставу поровой жидкости;

–сохранения защитных свойств втермобарических условиях скважин втечение длительного периодавремени.

В работе приведенырезультаты исследований эффективностидействия ингибиторов сероводороднойкоррозии в щелочной среде тампонажныхрастворов, на основании которыхосуществлен выбор ингибитора ВФПМ cнаибольшей степенью защиты металла отсероводородной коррозии (Z), равной 85 %.Остальные ингибиторы показали Z менее 60 %,кроме Dodilube сZ = 65 %.

Исследованиямиустановлено, что для обеспечения высокойстепени защиты металла в цементном камнетампонажный раствор должен содержатьоптимальное количество ингибитора вжидкой фазе.

Ингибитор ВФПМ,являющийся водорастворимымполиэлектролитом на органической основе,характеризуется наличием полярных групп вмакромолекулах, что обусловливает егоадсорбцию на поверхности гидратныхновообразований цементного камня суменьшением концентрации в жидкой фазе.При этом ингибитора. Поэтому, чтобыобеспечить требуемую концентрациюингибитора коррозии в поровой жидкостицементного камня, необходимо учитывать егоадсорбцию на поверхности твердой фазытампонажного раствора.

Величину адсорбциирассчитывали по содержанию ингибитора вжидкой фазе гидратирующихся цементов, дляопределения которого использовалифотоколориметрический методанализа.

Результатыисследования ингибированных тампонажныхрастворов из цементов ПЦТ I-100, ШПЦС-120,ШПЦС-200, НКИ показали, что для получениянеобходимой концентрации ингибитора впоровой жидкости цементного камня () содержание ВФПМ в воде затворения() при приготовлениирастворов следует определять всоответствии с расчетом

, (3)

где Аи В –эмпирические коэффициенты; S – удельнаяповерхность цемента, м2/кг; – плотностьингибитора, кг/м3; К–водоцементное отношение, л/кг.

Эффективностьзащитного действия ингибитора втампонажном растворе в значительнойстепени зависит от совместимостиингибитора ВФПМ с химическими реагентами,используемыми в качестве добавок согласнопринятой технологии цементирования.

После проведенияисследований широкого спектрареагентов, применяемых в буровой практике,установлено, что для регулирования сроковзагустевания ингибированных тампонажныхрастворов следует применять реагенты:декстрин, СДБ, КМЦ и ихкомбинации с хромпиком, не ухудшающиеэффективности ВФПМ.

В работе приведенырезультаты исследований активностицементного камня из различных вяжущих квзаимодействию с сероводородом (рис. 4),определены коэффициенты их коррозионнойстойкости и влияние сероводородсодержащихагрессивных сред на фазовый составпродуктов твердения цементногокамня.

–коэффициент активности AS; –коэффициент активности ASOз

Рисунок 4 – Коэффициентыактивности цементного камня из различныхвяжущих

Низкая активностьцементного камня к сероводороду являетсяодним из необходимых условий при выборетампонажных материалов для разобщенияпластов. Установлено, что наибольшейактивностью к сероводороду с образованиемсульфатной серы обладают составы на основеПЦТ I-100 и отхода содового производства ОП-3,а наименьшей – материалы на основе кислых шлаковникелевого

производства НП и НКИ, атакже ШПЦС-200. Это объясняется тем, чтопервые представлены высокоосновнымигидратными минералами и включаютдостаточно оксидов железа, способствующихпоявлению дополнительного количествасульфат-ионов и протеканию кроме кислотной(сероводородной) еще и сульфатной коррозии, которая засчет объемных изменений (образованияэттрингита) втечение 6 мес. испытаний полностью разрушаетцементный камень (рис. 5).

слева - после 6 мес.выдерживания в сероводороднойсреде;

справа - после 6 мес.выдерживания в водопроводной воде(контрольные)

Рисунок 5 – Образцыпортландцементного камня (ПЦТ I-100)

Вышеуказанные шлаковыецементы состоят из низкоосновныхкристаллогидратов и содержат минимальноеколичество компонентов, участвующих вокислительно-восстановительныхпроцессах.

Ингибированные ВФПМтампонажные растворы имеют повышенныйкоэффициент коррозионной стойкости прииспытаниях в условиях, имитирующих условияреальных скважин по температуре, давлениюи концентрации агрессивной среды.

Это подтверждено такжеисследованиями фазового составацементного камня после воздействиягазовой агрессивной среды (t = 75 °С, РH2S = 1 МПа), проведеннымис помощью деривативной термографии,инфракрасной спектроскопии,рентгеноструктурного анализа иэлектронной микроскопии. Намикрофотографиях (рис. 6) видно, что стечением времени в портландцементномкамне происходит накопление продуктовкоррозии в виде сульфидных и сульфатныхсоединений (игольчатые кристаллыэттрингита), а поверхность гидратныхновообразований ингибированного камняпокрыта пленкообразным веществом ВФПМ,предотвращающим их взаимодействие споровой средой, насыщеннойсероводородом.

Результатыисследований основных технологическихсвойств обработанных химреагентамиингибированных ВФПМ тампонажныхрастворов–камня из ШПЦС-120 и НКИ приведены втабл. 1. ВФПМ улучшает седиментационнуюустойчивость растворов, несколько снижаетпрочность цементного камня с одно -

Таблица 1– Основные технологическиесвойства ингибированных тампонажныхрастворов из ШПЦС-120 и НКИ

Добавки, % от массы цемента

Параметры тампонажногораствора

Свойства цементного камня

Декст-рин

Бура

СДБ

КМЦ

Хром-пик

В/Ц

Плотность,кг/м3

Растекаемость,

см

Водоотде-

ление,

%

Загустевание

(120 C, 60 МПа),

ч-мин

2 сутпрочность при изгибе, МПа

Газопроницаемость,

10-3 мкм2

ШПЦС-120

*-

-

-

-

-

0,45

1800

19,0

3,8

0-23

5,85

0,359

-

-

-

-

-

0,45

1800

19,0

3,2

0-27

4,46

0,272

0,7

-

-

-

-

0,45

1800

20,5

2,3

3-30

4,61

0,147

0,1

-

-

-

0,05

0,45

1790

19,0

2,8

2-32

5,66

0,153

0,2

-

-

-

0,10

0,45

1810

20,0

2,5

5-00

4,89

0,206

-

1,0

-

-

-

0,45

1800

18,0

4,0

2-10

-

-

-

0,5

0,35

-

-

0,40

1850

19,0

3,8

3-30

-

-

-

-

0,40

-

-

0,40

1860

20,0

3,5

0-50

3,94

0,136

-

-

0,15

-

0,30

0,45

1810

21,0

3,2

3-50

3,99

0,444

-

-

-

0,08

0,04

0,45

1790

18,5

2,5

1-35

4,72

0,232

-

-

-

0,13

0,06

0,45

1790

18,0

2,3

4-18

4,13

0,257

-

-

-

-

0,40

0,45

1800

19,5

3,2

0-47

5,38

0,171

НКИ

*-

-

-

-

-

0,45

1880

18,5

0,0

0-20

6,87

0,182

-

-

-

-

-

0,45

1870

19,0

0,0

0-23

5,72

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 10 |






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