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

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

• Аннотация
• Об авторах
• Список литературы
• Cited By

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.

Ключевые слова

Об авторах

Буглов Николай Александрович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой нефтегазового дела, Институт недропользования

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Бутакова Любовь Александровна, специалист по учебно-методической работе учебно-исследовательской Лаборатории буровых растворов и крепления скважин, Институт недропользования

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Бочарников Михаил Витальевич, аспирант, учебный мастер учебно-исследовательской Лаборатории буровых растворов и крепления скважин, Институт недропользования

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

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. [и др.] . 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.

Для цитирования:

Буглов Н.А., Бутакова Л.А., Бочарников М.В. Проблемы использования облегченного цемента для крепления нефтегазовых скважин и пути их решения. Науки о Земле и недропользование. 2020;43(3):339-349. https://doi.org/10.21285/2686-9993-2020-43-3-339-349

For citation:

Buglov N.A., Butakova L.A., Bocharnikov M.V. Problems of the use of lightweight cement in oil and gas well fixing and possible solutions. Earth sciences and subsoil use. 2020;43(3):339-349. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2686-9993-2020-43-3-339-349

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.