WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 10 |

Тампонажный материал ссидеритом. Разработанныйсостав включает портландцемент иутяжеляющую железосодержащую добавку, вкачестве которой используется сидеритоваяруда. Содержание железа в руде не менее 30 %,а диоксида кремния – около 13 %.

Процессывзаимодействия ингредиентов данногосостава описаны в работе с обоснованиеммеханизма образования железосодержащегогидрокарбоалюмината кальция 3CaO·Al2O3·FeCO3·12H2O и низкоосновныхгидросиликатов кальция, способствующихповышению прочности и коррозионнойстойкости цементного камня всероводородных средах. Ограниченноесодержание диоксида кремния в сидеритовойруде делает нецелесообразным применениетампонажного материала при температурахвыше 150 °C.

При необходимостивремя загустевания тампонажных растворовможет регулироваться реагентами,применяемыми в практике бурения (ССБ схромпиком, декстрином и т.д.), которыевводят в жидкость затворения. Количестваэтих добавок устанавливаются подобраннойв соответствии с геолого-техническимиусловиями скважин рецептурой в каждомконкретном случае и не оказываютотрицательного влияния на коррозионнуюстойкость цементного камня.

Тампонажный материалпозволяет получить раствор с плотностью 2060– 2140кг/м3, сдостаточной прочностью исероводородостойкостью цементного камняпри концентрации H2S до 5 об. % и рекомендуется дляприменения при температурах 75–150 °С (табл. 3).

Цементные растворы дляусловий сероводородной агрессии и способыих получения. Недостаточная эффективностьингибирующего действия ВФПМ впортландцементных растворах в сравнениисо шлаковыми послужила основанием для ихсовершенствования в плане повышениясероводородостойкости. Разработаныпортландцементные растворы с улучшеннымитехнологическими показателями, содержащиеингибитор и дополнительно нейтрализаторсероводорода, образующие при твердениикоррозионно-стойкий цементный камень(табл. 3).

Механизмвзаимодействия ингредиентов тампонажногораствора из портландцемента, ингибитораВФПМ и карбоната натрия, а также раствора,помимо указанных реагентов, дополнительносодержащего отход производства глюкозы– зеленуюпатоку и перманганат калия, рассмотрен вдиссертации. Показано, что повышениепрочности цементного камня притемпературах до 100 °С происходит за счетпоявления его новых фазовых составляющих,пластифицирующего действия зеленойпатоки, а коррозионная стойкостьувеличивается в результате совместнойработы ингибитора ВФПМ и нейтрализаторасероводорода перманганата калия. Сопряженная адсорбция продуктоввзаимодействия моносахаридов зеленойпатоки с полиаминоэфирами и полигликолямиВФПМ на поверхности металла иновообразований цементного камняспособствует значительному снижениюскорости коррозии поверхности обсадныхтруб и повышению степени их защиты до85–88 %.Коэффициент коррозионной стойкостицементного камня при испытании в течение 6мес. в среде сероводорода с концентрацией 30г/л и температуре 100 °С повышается до0,89–0,92 (табл.3).

Разработанный способ приготовления тампонажногораствора наоснове шлаковых цементовобеспечивает повышениесероводородостойкости и снижениегазопроницаемости цементного камня.Тампонажный раствор готовят путем последовательногорастворения в воде плава дикарбоновыхкислот (ПДК) и ВФПМ, затем затворяютшлаковое вяжущее при В/Ц 0,4–0,45. Компонентныйсостав приведен в табл. 3.

При обработкетампонажных растворов ПДК и ВФПМ в жидкойфазе растворов образуются продуктывзаимодействия этих добавок – высокомолекулярныеполиэфиры, имеющие длинную цепь иразветвленную структуру. Образующиесяпродукты менее подвержены деструктивнымизменениям, чем полигликоли ВФПМ,взаимодействующие с сероводородом инесколько снижающие за счет этого своизащитные функции при высокихтемпературах.

Описаниевзаимодействия ингредиентов, а такжепроцессов образования кольматантовпорового пространства цементного камняприведено в работе. Сероводородостойкостьцементного камня при обработке этимиреагентами повышается до единицы, а егозащитные свойства – до 92 %. Тампонажные растворы могутприменяться при температурах 90–160 °С ввысокоагрессивных средах с концентрациейсероводорода до 30 г/л (табл. 3).

Разработанный способ химической обработкитампонажных растворов,обеспечивающий повышение прочности икоррозионной стойкости цементного камняпри 90–160С, а такжестепени защиты металла обсадных труб до90–98 % привысоком содержании в пластовом флюидесероводорода (до 30 г/л), в том числеобразующегося сульфатвосстанавливающимибактериями (СВБ), предусматриваетобработку тампонажного раствора изшлаковых вяжущих комплексом реагентов,включающим нитрит-нитрат кальция, СДБ, ВФПМи кубовые остатки производства метионина(КОПМ) (табл. 3).

Результатыисследований влияния комплексногореагента на основные свойства цементногокамня с механизмом взаимодействияингредиентов и оценкойпротивобактериальной эффективностиреагента приведены в диссертации, гдепоказано, что биоцидное действиекомплексного реагента обусловлено, восновном, эффективностью КОПМ.

Используемые дляповышения коррозионной стойкостицементного камня и его защитных свойствреагенты, описанные в данной главе,являются отходами химических производств.Выпуск опытных партий этихреагентов-ингибиторов осуществлен всоответствии с техническими условиями ирезультатами токсиколого-гигиеническойэкспертизы. Реагенты относятся кмалоопасным веществам (4 класс) заисключением плава дикарбоновых кислот(ПДК), относящегося к 3 классу опасности.Однако, в связи с невысоким содержаниемэтой добавки и других применяемыхреагентов в тампонажных растворах,учитывая их адсорбцию на поверхноститвердой фазы цементных дисперсий имодификацию при химическом взаимодействииингредиентов, использованиевышеприведенных добавок следует считатьэкологически безопасным.

Пятая глава посвящена разработке комплексныхреагентов и тампонажных растворов дляповышения качества разобщения пластов призаканчивании и ремонте скважин.

Существенный вклад всовершенствование технологии крепленияскважин внесли исследования ученых: А.Г.Аветисова, М.О. Ашрафьяна, М.Г. Бернадинера,А.И. Булатова, М.С. Винарского, А.А.Гайворонского, Р.А. Гасумова, В.С.Данюшевского, Л.Б. Измайлова, А.К. Куксова,В.Д. Малеванского, У.Д. Мамаджанова, Н.А.Мариампольского, А.Х. Мирзаджанзаде, Д.Ф.Новохатского, О.Н. Обозина, Г.Т. Овнатанова,А.Ф. Озеренко, Л.И. Орлова, Ш.М. Рахимбаева,В.Ф. Роджерса, М.К. Сеид-Рза, И.А. Сибирко, В.Т.Суркова и др. Их работами подтверждено, чтотампонажный раствор под действиемперепада давления при спуске обсаднойколонны и цементировании скважин можетпроникать в продуктивный пласт, врезультате чего его жидкая фазаотфильтровывается в породы, а частицытвердой кольматируют поровое пространствоколлектора. В таком состоянии коллекторстановится малопроницаемым дляфлюидов.

Разнообразие факторовгеологического, физико-химического итехнико-технологического характераопределяет необходимостьсовершенствования свойств тампонажных систем вцелях повышения качества разобщенияпластов. В соответствии с целью к цементным растворампредъявляются два основных требования:повышенная изолирующая способность врезультате исключения образования в нихфлюидопроводящих каналов, обеспеченияадгезии к стенкам скважины и колонны иминимальная водоотдача для снижениякольматирующего действия напродуктивныепласты (М.О. Ашрафьян, А.К. Куксов, Ю.В.Гринько и др.).

В ОАО «НПО «Бурение»разработаны комплексныереагенты-компаунды КРК-75(100) для обработкитампонажных растворов, применяемых притемпературах 50–120 С.Эти реагенты включают регуляторы сроковсхватывания, понизители водоотдачи,пластификаторы и др., что обеспечиваетвозможность одновременного регулированияосновных параметров тампонажногораствора. При подготовке к цементированиюисключается многоступенчатость обработкитампонажного раствора, сокращаются срокиприготовления жидкости затворения.

Отличаясьвышеуказанными преимуществами, КРК-75(100)имеют температуру применения до 120 С, что недостаточнодля скважин с высокими температурами.

Нами разработаныреагенты комплексного действия стемпературами применения от 30 до 180 С, использованиекоторых для регулирования технологическихпоказателей тампонажных растворовуменьшает влияние последних наколлекторские свойства продуктивныхпластов, позволяет предотвратитьобразование флюидопроводящих каналов испособствует повышению качества сцепленияцементного кольца со стенками скважины иобсадными колоннами.

Исследованиямиустановлено, что с помощьюоднокомпонентных добавок в тампонажныйраствор трудно добиться одновременногоснижения его водоотдачи и повышениятиксотропии. Исходя из этого возникланеобходимость проведения исследованийвлияния гипана с добавками солей одно- иполивалентных металлов наструктурно-механические свойствараствора-камня из ПЦТ I-100. В результатеразработан комплексныйреагент «гипан–отход производствасебациновой кислоты (ОСК)–сульфат железа»,состав которого и основные свойстватампонажных растворов приведены в табл.5.

Тампонажный раствор сэтим реагентом по сравнению с базовымимеет следующие преимущества: еговодоцементное отношение может бытьснижено до 0,4 при сохранении требуемойрастекаемости по конусу АзНИИ; водоотдачаснижается в 9–35 раз; коэффициент тиксотропииувеличивается в 1,6–3,4 раза, а двухсуточная прочностькамня при изгибе – до 1,3 раз; изменением содержанияингредиентов время загустевания растворовпри температуре 75 °С и давлении 20 МПарегулируется в пределах 1,3–6,3 ч.

Как подтвержденоприменением комплексного реагента«гипан–ОСК–сульфат железа» при цементированииэксплуатационных колонн в скважинахСеверо-Ставропольского ПХГ, по данным АКЦна 30 % улучшилось качество цементированияскважин (сцепление камня с колонной) посравнению с базовым вариантом, заколонныхфлюидопроявлений не наблюдалось.

На основаниипроведенных исследований влиянияфосфоновых комплексонов (ОЭДФ, НТФ, ДПФ-1, ДПФ-1Н и др.) на технологические свойстватампонажных растворовустановлено, что по показателям водоотдачии пластифицирующему эффекту наиболеецелесообразно применение комплексонаДПФ-1Н, представляющего собойтетранатриевую соль2-окси-1,3-пропилендиаминтетра-метиленфосфоновойкислоты.

Исследованиямиустановлена целесообразность совместногоприменения ДПФ-1Н и гипана, в результатечего разработаны комплексные реагентыдля получения седиментационно-устойчивыхтиксотропных тампонажных растворов снизкой водоотдачей:

– гипан–ДПФ-1Н–триэтаноламин – для растворов изПЦТ I-100 с температурой применения 75–100 °С;

– гипан–ДПФ-1Н–гидроксиднатрия– длярастворов из шлаковых цементов типаШПЦС-120(200) и их аналогов с температурой применения 120–180 °С.

Добавка реагента атампонажные растворы из ПЦТ I-100 составляет3,3–5,3 % отмассы цемента, а в растворы из шлаковыхвяжущих –3,6–5 % от ихмассы (табл. 5).

Тампонажный раствор изПЦТ I-100 с этим реагентом по сравнению сбазовым имеет следующие преимущества: еговодоцементное отношение может бытьснижено до 0,38–0,35 при сохранении требуемойрастекаемости по конусу АзНИИ; водоотдачаснижается в 14–20 раз; коэффициент тиксотропииувеличивается в 1,6–2 раза, а двухсуточная прочностькамня при изгибе – в 1,2–1,5раза; время загустевания растворов притемпературе 75 °С и давлении 30 МПарегулируется в пределах 1,3–2,7 ч; увеличиваетсяадгезия цементного камня к металлу.

При обработке реагентомгипан–ДПФ-1Н–гидроксиднатриятампонажных растворов из шлаковых вяжущихтипа ШПЦС их водоотдача снижается всреднем до 18–20раз; коэффициент тиксотропииувеличивается в 3–3,5 раза; время загустеваниярастворов из ШПЦС-120 при температуре 120 °С идавлении 40 МПа ре-

Таблица 5 – свойства тампонажных растворов скомплексными реагентами

Ингредиентный

состав

реагента,

мас. %

Содержание реагента,

% от массы цемента

Ж/Ц

Плотность, кг/м3

Расте-кае-мость,

см

Водоотдача, см3/30 мин

Тик-сотро-пия

Режим

испытаний

Время загусте-вания,

ч-мин

Параметры 2-суточного

цементного камня

Темпе-ратура,

C

Давле-ние,

МПа

Прочность при изгибе, МПа

Газопроницаемость,

10-3 мкм2

Гипан

ОСК

Сульфат

железа

Вода

ПЦТI-100

0,75-1,25

1,5-

2,5

0,13-2,5

93,75-

97,62

40

0,4

1950-

1960

21 – 22

7,0-

16,5

2,7 –

5,5

75

20

1–15-

6–20

3,00 –

6,90

0,215 –

0,421

Гипан

ДПФ-1Н

ЩД

Вода

ПЦТ I-100(ЩД –ТЭА)

8 -

12

4 -

6

2 -

4

77-

86

3,3 –5,3

0,35-

0,38

2000-

2060

18 – 19

12-

17,5

2,35-

3,25

75

30

1–20-

2–40

6,30 – 7,72

0,011-

0,0387

ШПЦС-120(ЩД –NaOH)

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 10 |






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