Введение к работе
Актуальность темы. Возрастающая потребность в газовом топливе и продуктах переработки газа предопределяет ускоренный ввод и повышение экономической эффективности разработки газовых месторождений.
Эффективность буровых работ, успешное освоение и эксплуатация газовых скваяин во многом зависят от качества их заканчивания, что оказывает определяющее влияние на герметичность и продуктивность скваяин.
Некачественное заканчивание газовых сквааин приводит к раз-
гермек'зации заколонных пространств в период ОЗЦ, освоения и
эксплуатации окванин, вызывает загрязнение продуктивных пластов
буровыш и цементными растворами, что затрудняет нормальную
эксплуатацию скважин, снижав их продуктивность, увеличивает фонд
скважин..
Обеспечение качественного строительства газовых скваяин
требует комплексного подхода к обоснованию технологии их-Заканчивания в конкретных геолого-техяических уоловиях. При этом необходимо увязать в единую технологическую схему вопросы обоснования оптимальной конструкции забоя и низа эксплуатационной колонны, способа сообщения окваяины с пластоїл и применения эффективных способов и приёмов, предотвращавших загрязнение продуктивных пластов буровым и тампонажним растворами» исвлшзицзх возникновение мелкодонных газопроявлений и менплаотавых перетоков пластовых флюидов.
Однако, несмотря на наличие большого количества разработок в этой области, проблема обеспечения качественного заканчивания
газовых скважин до конца не-рвшена, что требует проведения
исследований к разработки новых путей повышения эффективности
заканчивания газовых скважин в сложных горно-геологических
уоловвях.. v. . .
Дель Работы. Повышение качества аакаачивания газовых сквадин путей разработки новых тампонажних материалов и технических средстве направленных .на повышение герметичности и продуктивности скваяшн.. ч Основные задачи исследования«
- Изучить процеоо расширенна тампонааных систем и разработать
тампонаявне материалы и рецептуры расширяющихся цементных раство
ров различной плотности, обеспечивающих высокую плотность кон
такта цементного камня о породой и колонной.
- Исследовать влияние комплекса добавок к тампонажним раство
рам на стойкость.цементного камня к статическим и данамичесгтм
наі-рузкам.
Разработатьтехнические средства и технологические приёма по предупреждению разгерметизации заколокных пространств и повышению продуктивности скважин.
На основе результатов проведенных исследований разработать рекомендации по повышению качества закаячивания газовых скважин и осуществить опытно-промышленные испытания разработок.
Научная новизна. Обоснована необходимость дифференциаций процесса расширения тампонажних систем в зависимости от продолжительности формирования структуры цементной матрицы и скорости гидратации расширяющегося компонента. Предложено дифференцировать процесс расширения на жидкостное ( распадение в период от начала затеорения до наступления начала схватпвания цементного раствора), активное (расширение, приходящееся на перлод после начала
.5
схватывания), вффективное (расширение в период от начала схватывания до момента возможного наступления деструкции цементного # камня) и деструкционное расширения. Для оптимизирования процесса расширения тампонажних систем введены критерии- коэффициенты жидкостного и деструїздиояного расширений и предложены соотношения для их раочёта.
Установлена возможность повышения величины эффективного' расширения тампонажного камня за счет замедления скорооти гидратации расширяющегося компонента (оксида кальция) с,помощью ПАВ, использования тамаоназяых цементов с повышенной скороотыо формирования отруктурн цементного камня.
Доказана возможность повышения прочности на. растяжение и ударостойкости тампонажного камня, армированного синтетическими волокнами, в частности капроновыми, увеличением прочности сцепления волокон о цементной матрицей за счёт модификации доверхноси волоков ПАВ - промоторами адгезии и расширения'цементного камня в условиях жесткого ограничения.
На уровне изобретения разработан ряд технических средств и технологических приемов, направленных на повышение качеотва заканчивая газовые скважин в сложных горно»геодогических условиях. . .
Основные защищаемые положения.
I4 Принципы дифференцирования общего расширения тампонажних -чютем.
-
Критерии, позволяющие оптимизировать процесе расширений тампонажних систем и соотношения для их расчета.
-
Результаты изучения влияния на эффективное расширение тампонажних систем, поодолжительности формования структуры цементной матрицы и скорости гидратации расширяющейся добавки.
4. Результаты изучения влияния на прочность при растяжении
и ударостойкость тампонажного камня, армированного синтетически
ми волокнами, в частности капроновыми, модификации поверхности
волокон ПАВ.и расширения тампонажного камня в условиях жесткого
ограничения. . . . . ..,, _ „ ,- .
5. Тампонажные материалы и технические средства, направлен
ные на улучшение качества заканчивания газовых скважин за счет
повышения герметичности и продуктивности скважин.
Практическая ценность работы. На основании проведённых исследований разработаны:
технология получения в заводских условиях расширяющегося тампонажного цемента с повышенной скоростью формирования структуры цементного камня с величиной аффективного расширения в пределах 1,0 ... 2J8 ;
новые составы расширяющихся композиций на основе портландцемента, негашенной извести и ПАВ - регуляторов скорости гидратации оксида кальция, обеспечивающих получение тампонажного камня
с повышенной величиной эффективного расширения;
новые составы армированных тампонажних материалов на основе портландцемента, капронового волокна, реагента ПРК и расширяадей-ся добавки, обеспечивающих получение тампонажних раотворов различной плотности с повышенными ударостойкостью и прочностью цементного камня на растяжение;
технические средства и технологические приёмы для цементирования скважин с передачей активного давления на пласт в период ОЗЦ
и заканчивания газовых скважин в условиях аномально-высоких-и низких пластовых давлений, вскрытия пластов куслоЕиях АВПД, позволяющих повысить герметичность и продуктивность скважин, снизить затраты на борьбу с поглощениями и газопроявлениям.
Реализация работы в промышленности. Результаты диссертационной работы получили практическую реализацию.
Разработаны технические условия и технологический регламент на выпуск в заводских уоловцях расширяющегося тампонажного цемента с повышенной скорость» формирования структуры цементного камня. На Ангренокои КШ выпущены и поставлены в трест Тзбен-. бургаз" опытные партии данного цемента в объёма более 500 тонн;
армированные расширяющиеся тампонаяные композиции использованы на ряде Ш* Узбекистана и Казахстана, в чаотнооти на скважинах Карабаирокого, Сев. Сохского, Акыр-Тюбянского ПХГ.;
технология заканчивают скваяин, исключающая кольматащло продуктивного пласта цементным раотвором» внедрена на ряде скважин ГИЛ Щуртан, Зеварда, Денгвзкуль, ШГ Карабаир (всего более
20 скважин);
устройства для цементирования скважин с передачей активного давления на плабт в период ОЗЦ апробированы при цементировании скважин на ПОЛ Щуртан, Денгиз'куль, Култак;
способ вскрытия пластов в условиях АВВД внедрен на ряде скважин ГКЫ. Зеварда, Памук.
На основании полученных результатов разработаны технологические регламенты и инструкции по креплению скважин на ПОЛ и ШГ Ш "СредАзГазпром". .
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на заседаниях ааучно-технического Совета Министерства газовой промышленности.(г. Ашхабад 1983 г.), на семинарах по креплению скваяин (г. Москва. ДДНХ СССР, павильон Газовая промышленность 1984,1986 гг.), на научно-техническом семинаре
,8
ВНТО нефтяной и газовой промышюянооти а Ш "СредДзГазпром" (г.Тащкедт 1988 г.), на международной конференции "Разработка га8оконденоатных местороадеяий" <г.Цраонодар 1990 г.), на заседаниях Учено». СкжетаС^МзїЩІинрогаза и кафедры бурения 7Ш.
Дубликату. Результата исследований опубликованы в 19 работах {9 огатіра* и 10 изобретений}.
Объем g структура работы. Диссертационная работа состоит из введеш», шести глав, основных выводов, описка иопользован-вой литературы, вклшавдэго 133 наименований и приложений на 16 страницах. Работа содержит 184 страницы машинописного текста, 26 таблиц, 25 рисунков.