О компании
Продукция

Новости Расширяющие добавки
Новости Смеси для разрушения
Новости Специальные цементы
Новости Ремонтные смеси
Новости Пластификаторы
Новости Химические реагенты
Новости Кольматанты

НИОКР
Контакты Контакты

 

 

 

 

 

Адрес:

  г. Москва,

ул. Феодосийская,

д.1

 

Телефон:

тел.:(495) 741-8227

 

E-mail: stroyreachim@mail.ru

 

skype:

stroyreachim

 

 

 
Повышение качества крепления скважин 

 

Бурение является одним из основных способов добычи нефти и газа (углеводородного сырья) из недр Земли. Полнота извлечения этих полезных ископаемых во многом зависит от качественного строительства и эксплуатации скважин. Качество строительства скважин, и их долговечность во многом определяется завершающим этапом строительства скважины - креплением скважин.

Основное назначение цементного кольца, который формируется при цементировании скважины, это разобщение пластов путем герметичного перекрытия затрубного пространства. Для надежного перекрытие пластов формирующийся цементный камень должен обладать определенными свойствами. Иметь достаточно высокую прочность на изгиб и сжатие для удержания обсадной колонны и сохранения герметичности при технологических перепадах давления в колонне. А также иметь как можно меньшую газо- и водопроницаемость и создавать при твердении контактное давление со стенкой скважины и колонной. Однако, цементный камень из обычного тампонажного цемента при твердении подвержен усадке. Этого недостатка лишены тампонажные материалы с расширяющимися свойствами. Но несмотря на их положительные качества расширяющиеся тампонажные материалы еще не нашли широкого применения в практике крепления скважин. Основными причинами, сдерживающими применение расширяющихся тампонажных материалов являются: недостаточный объем опытных и теоретических работ в области расширяющихся тампонажных материалов, снижение показателей прочности цементного камня из расширяющихся цементов и отсутствие единых требований к расширяющим тампонажным материалам.

Наиболее доступными расширяющими материалами в качестве добавок к тампонажным цементам являются оксиды кальция и магния. Расширение тампонажных материалов с расширяющими добавками на оксидной основе заключается в том, что продукты гидратации окиси кальция и магния имеют больший объем, чем их исходные окислы. Расширение, как положительное качество материала, позволяет создавать контактное давление со стенкой скважины и колонной, что повышает герметичность скважины. С другой стороны это расширение приводит к снижению прочности цементного камня, что ограничивает его применение, так как цементный камень из расширяющего материала при определенной динамике и величине расширения перестает удовлетворять требованиям норм по прочности.

Проведенные исследования показали, что эти противоречия могут быть устранены, если рассматривать показатели расширения и прочности цементного камня с учетом условии скважины. Как известно, тампонажный материал твердеет в затрубном пространстве в условиях всестороннего сжатия температуры. Исследования показали, что прочность цементного камня из расширяющегося тампонажного материала существенно отличается, если раствор будет твердеть в условиях ограничивающих его свободное расширение, что больше соответствует условиям скважины.

 

Как видно из графиков, при твердении образцов в формах до момента испытания, показатели прочности цементного камня, в зависимости от величины расширения цементного камня, изменяются незначительно. Если же через сутки, как это требует ГОСТ 26798.1-96, образцы извлекать из форм и они будут твердеть до момента испытанияв свободном состоянии, то их прочность с увеличением расширяющей добавки существенно снижается и уже при величине расширения более 2 %, не удовлетворяет требованиям норм. 

Известно, что с повышением температуры твердения конечная величина расширения снижается, а прочность цементного камня возрастает [1].

Показатели тампонажного раствора и камня при различных количествах добавки.

 

Таблица 1.   

п.п.

ПЦТ

Добавки, в %

В/Ц

Д ср

мм

оС

Прочность камня, МПа

изгиб

сжатие

1

95

ДР-50 - 5 %

ВПК-402 –3 %

0,5

209

40

1с – 5,01

2с-4,32

12,87

15,75

2

90

ДР-50 - 10 %

ВПК-402 –3 %

0,525

215

40

2с-3,98

3с – 3,75

8,65

10,25

 

Плотность жидкости затворения (солевого раствора) для состава 1 – 1,08 г/см3, 2- 1,10 г/см3.

Из результатов испытаний следует, что прочность цементного камня с повышением температуры значительно возрастает и вполне укладываются в требования норм. Показатели прочности цементного камня при температуре 40 оС на вторые сутки лишь незначительно снижаются из-за расширения и, даже с количеством расширяющей добавки ДР-50 в 10 % вполне удовлетворяет требованиям норм. Ниже приведена динамика и показатели расширения состава № 2 ( таблица 1) с количеством ДР-50 10 % в составе сухой смеси при 20 и 40 оС.

 

Как видно из графика, расширение цементного камня с добавкой ДР-50 с повышением температуры замедляется, при этом общая величина расширения при повышении температуры уменьшается. Так, например, в первые сутки твердения величина расширения для состава 1 (табл. 1) с содержанием ДР-50 5 % составила лишь 0,36 %, вторые – 1,68 % и на третьи сутки достигла 1,76 %. Для состава 2 с содержанием расширяющейся добавки 10 % составляла соответственно; 0,76 %, 3,53 % и 3,73 %.

 

Дополнительно на данную тему:
 
Типы расширяющихся добавок, и их основные характеристики.
Исследование прочности и расширения цементного камня при твердении в свободном состоянии

Влияние расширяющейся добавки на проницаемость цементного камня

Изучение герметизирующих свойств расширяющегося тампонажного материала при различной глинизации зоны контакта цементного кольца с колонной 
 
     
     
[ Назад | Начало | Наверх ]
 
    c) Copyright Компания "Стройреахим" 2012. Все права защищены. stroyreachim@mail.ru