Дисперсноармированные портландцементные и шлакощелочные системы для крепления скважин в осложненных условиях Курбанов, Абдуманнон

Введение к работе

Ш:і |

от""і'я;-, 'Актуальность темы. С цельо ускорения темпов разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений в Соетском Союзе большое внимание уделяется повышению качества строительства скважин.

Перед буровыми предприятиями поставлена задача выполнить не менее 80% прироста буровых работ за счет повышения производительности труда и снизить стоимость метра проходки не менее чем на 6/5. В этих условиях особое значение приобретает задача совершенствования крепления скважин -завершавшего этапа их строительства, от качества которого зависит успешность эксплуатации продуктивных объектов.

Серьезным резервом ускорения сдачи скважин в эксплуатацию, исключения ремонтных работ, связанных с ыедоподъемами цемента в затрубнсм пространстве, является предупреждение поглощений тампонажного раствора. В ряде районов страны, в частности на площадях Средней Азии, где отмечаются проявления сероводородных вод, также необходимо обеспечить коррозионную стойкость цемента, не допускать поступления пластовых флюидов,связанного с АВПД.

Повышение эффективности борьбы с поглощением тампонажного раствора, разрушением цементного камня под воздействием сероводородных вод и предупреждением водопроявления - проблема сложная и актуальная. Ее решению посвяшена настояная работа, которая соответствует научно-техническим программам отрасли, в частности НТП 017/0.02.02 "Разработать и внедрить прогрессивные технологии и технические средства, обеспечивающие повышение технико-экономических показателей при строительстве нефтяных и газовых скважин", утвержденной постановлением ГКНТ от 30.10.85 № 555.

.3

Цель работы. Исследование, разработка и внедрение рецептур дисперсноаршрованных портландцементных и шлакошелочных систем, повышавших эффективность борьбы с поглощениями тампонажного раствора и с сероводородной коррозией камня при креплении глубоких скважин в диапазоне температур от 30 до 200С.

Основные задачи исследований

1. Анализ крепления скважин в условиях поглощений тампонажного раствора и воздействия на цементный камень сероводородных вод при температуре от 30 до 200С.

2. Разработка рецептур облегченных, нормальных и утяжеленных тампонажних портландцементных растворов, в которых для предупреждения поглощений используется значительные (до 20) добавки асбеста.

3. Разработка дисперсноармированных шлакошелочных цементов для использования в условиях сероводородной агрессии.

4. Исследование дисперсноармированных (содержащих до 20 асбеста) пластифицированных портландцементных растворов и активированных шлаковых систем для использования в широком диапазоне температур (от 30 до 200С).

5. Разработка технологии производства цементировочных работ дисперсноармированшліи тампонажними растворами. Подготовка руководящей документации.

6. Промышленное внедрение дисперсноармированных портландцементных и шлакошелочных систем.

Научная новизна

Обоснована целесообразность использования для борьбы с поглощениями пластифицированных дисперсноармированных портландцементных гаипонажных растворов, содержащих в качестве волокнистой

добавки до 20% хризотил-асбеста.

Показана перспективность применения в условиях сероводородной коррозии камня шлакошелочного цемента. Обоснованы требования к технологическим показателям указанного материала.

Установлено, что цементный камень дисперсноармированных шлакошелочных тампонажних растворов обладает повышенными прочностью .газонепроницаемостьюи коррозионной стойкостью. Изучение деформативности тампонажного камня показало возможность придания ему вязкоупругих свойств за счет микроармирования.

Получена модель изменения параметров дисперсноармированного тампонажного раствора - камня в зависимости от его компонентного состава.

Разработаны метопы регулирования технологических свойств шлакошелочных цементов в широких пределах путем изменения состава вяжушего материала, а также добавками соответствующих реагентов.

Показана возможность применения порошков сульфокарбонатных отходов в качестве шелочных активаторов дисперсноармированных шлакошелочных тампонажних растворов.

Определены пути получения тампонажного материала из золы -уноса путем их шелочной активации. Снижение плотности раствора до 1250...1500 кг/м³ из таких составов достигается вводом асбеста.

Практическая ценность

Разработан состав пластифицированного дисперсноармированного тампонажного портландцемента, отличающийся повышенной механи-' ческой прочностью и трешиноватостыо (а.с. СССР № 773251).

Установлено, что совместное применение 'пластификатора и асбеста обеспечивает повышение показателей физико-механических

свойств образующегося камня, а также увеличивает прочность его контакта с колонной и породой стенки скважины. В качестве пластификатора рекомендован разработанный нами реагент KCT-I (а.с. СССР N5 968049).

Показано, что достигаемая при использовании предложенного дисперсноармированного материала кольматация-асбестовым волокном пористых и трешиноватых пластов снижает вероятность поглощения тампонажного раствора.

Разработана ряд шлакоаелочных цементов и методы регулирования их свойств для использования в широком диапазоне температур 30...200С в условиях сероводородной агрессии (а.с. СССР JP 977706; * 1062375; JP ІІ39827; № І5466ІЗ; заявка на изобретение № 4624658/24-03 от 24.11.88, полож.реш. от 06.07.89).

Разработан способ приготовления дисперсноармированшх тампонажних растворов в производственных условиях (а.с. СССР * ІІ37І83).

Подготовлено "Временное руководство по применению дисперсно-армированных портландцементных и шлакошелочных таыпонажных растворов для цементирования в осложненных условиях скважины" (утверждено'в ПО "Узбекнефть" 15 февраля 1982 г.).

Экспериментальные исследования, результаты которых изложены в работе, выполнялись в соответствии с договорами за 1979 ... 1990 гг. с ПО "Узбекнефть", "Таджикнефть" и "Киргизнефть" по теме "Разработка и внедрение научно обоснованных регламентов и рецептур тампонажкых растворов".

Реализация работы в промышленности

Дисперсноармированные портландцементные тампонажные растворы успешно используются в производственных объединениях "Узбек-нефть" (с 1979 г.), "Таджикнефть" и "Киргизнефть" (с 1981 г.).

Указанные составы внедрены более чем в 130 скважинах.

Шлакотелочные тампонажные растворы применяются с 1982 г. в производственных объединениях "Узбекнефть" и "Таджикнефть". Ими зацементировано более 20 скважин.

Применение дисперсноарыированных портландцементных и шлако-шелочных тампонажних систем позволило ликвидировать осложнения, связанные с поглощением тампонажного раствора и сероводородной коррозией цементного камня. Общий экономический эффект составил I млн. 100 тыс.рублей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на Международном симпозиуме "Формирование бетонных камней" (май 1982 г., г. Киев), Республиканском совешании молодых ученых Узбекистана.в честь ознаменования 2000-летия г.Ташкента (май 1985 г., г.Ташкент), Всесоюзной конференции-дискуссии "Формирование и работа тампонажного камня в скважине" (май 1984 г., 1985г., 1986 г., г.Дивноморск), Всесоюзной конференции "Пути развития научно-технического прогресса в нефтяной и газовой промышленности" (август 1986 г., г.Грозный), Всесоюзной конференции по проблемам строительства нефтяных и газовых скважин, посвященной 20-летип Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института по креплению скважин и буровым растворам (октябрь 1990 г., г. Краснодар) и на семинарах во ВНДОКРнефти в 1986, 1987, 1988 и 1989 гг.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 33 печатных работах, в том числе в двух обзорах. Новизна теоретических и практических разработок подтверждена восемью авторскими свидетельствами.