Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 [ 57 ] 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

3.1.4. МАТЕРИАЛЫ И ХИМИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ

Подавляющее число операций по изоляции поглощающих пластов осуществляется растворами, пастами и быстросхватывающимися смесями (БСС), приготовленными из тампонажных цементов.

Раствор, получаемый после затворения тампонажного цемента водой (или иной жидкостью), обработанной химическими реагентами (или без них) для повышения качества раствора и камня или облегчения проведения технологического процесса, называют тампонажным.

Тампонажные растворы применяют для разобщения пластов и исправительных (ремонтных) работ в скважинах в самых различных геолого-технических условиях: при температуре от -15 до +250 °С и давлении от 1,5 до 200 МПа в каналах заколонного пространства шириной от нескольких миллиметров до 0,5 м и длиной от нескольких сот до нескольких тысяч метров при наличии самых разнообразных пород в разрезе скважины; для борьбы с поглощением пластов, представленных относительно инертными в химическом отношении породами и легкорастворимыми солями, прочными или рыхлыми, подверженными гидроразрывам и другим видам разрушений.

В таких условиях, используя цементный раствор лишь одного типа, нельзя обеспечить герметичность заколонного пространства или ликвидировать поглощения бурового раствора и других жидкостей. Нужен ряд растворов, изготовляемых из разных цементов и обрабатываемых химическими реагентами с использованием различных технологических схем приготовления.

Тампонажные цементы, из которых изготовляют тампо-нажные растворы, БСС и пасты, могут быть классифицированы по следующим признакам: вещественному составу, температуре применения, плотности тампонажного раствора, устойчивости тампонажного камня к воздействию агрессивных пластовых вод, линейным деформациям тампонажного камня при твердении.

1 . По вещественному составу в зависимости от содержания добавок тампонажные цементы разделяются на группы: 1 - без добавок, 2 - с добавками.

2. По температуре применения (°С) тампонажные цементы разделяются на группы: 1 - для низких температур (ниже 15),

2 - для нормальных температур (от 15 до 50), 3 - для умеренных температур (от 50 до 100), 4 - для повышенных температур (от 100 до 150), 5 - для высоких температур (от 150 до 250), 6 - для сверхвысоких температур (выше 250), 7 - для циклически меняющихся температур, 8 - для условий много-летнемерзлых пород.

3. По плотности тампонажного раствора (кг/м3) тампонажные цементы разделяются на группы: 1 - легкие (ниже 1400), 2 - облегченные (1400-1650), 3 - нормальные (16501950), 4 - утяжеленные (1950-2300), 5 - тяжелите (выше 2300).

4. По устойчивости тампонажного камня к воздействию агрессивных пластовых вод тампонажные цементы разделяются на группы: 1 - устойчивые только к хлоркальциево-нат-риевым водам; 2 - устойчивые к сульфатным водам, а также к хлоркальциево-натриевым; 3 - устойчивые к кислым (углекислым, сероводородным) водам; 4 - устойчивые к магнезиальным водам; 5 - устойчивые к полиминеральным водам.

5. Кроме того, применяют тампонажные растворы, в которых в качестве жидкости затворения применяют воду с солями (до насыщения), тампонажные растворы на нефтяной основе, аэрированные тампонажные растворы, органомине-ральные композиции (вплоть до исключения минерального компонента), быстросхватывающиеся составы для борьбы с поглощением при бурении скважин и др.

В соответствии с ГОСТ 1581-98 выпускаются тампонажные цементы для "холодных" и "горячих" скважин. На базе именно этих цементов составляют многочисленные смеси (но не все) для борьбы с поглощениями пластов.

3.2. ТАМПОНАЖНЫЕ СМЕСИ

ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ПОГЛОЩЕНИЙ

ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН

3.2.1. ТАМПОНАЖНЫЕ СМЕСИ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ

Для исследования процесса структурообразования при гидратации минеральных вяжущих веществ применяют метод конического пластомера П.А. Ребиндера, основанный на измерении пластической прочности системы на сдвиг при погружении в нее конуса. Методика исследования пластической прочности позволяет получить более полное

представление о процессе структурообразования системы по сравнению с определением сроков схватхвания, однако, так же как и сроки схватывания, пластическая прочность характеризует формирование структуры, находящейся в состоянии покоя от момента затворения. Ряд авторов рекомендуют измерять пластическую прочность растворов после перемешивания их в течение определенного времени, что дает возможность определить время, в течение которого раствор может находиться в состоянии движения без ущерба для свойств цементного камня, а также оценивать влияние перемешивания на процесс структурообразования.

Считается целесообразным для оценки основных тампонажных смесей, применяемых для изоляции зон поглощения, использовать следующие показатели:

растекаемость по конусу АзНИИ (для контроля подвижности смеси в момент окончания ее продавливания);

время начала и конца схватхвания;

прочность образцов при испытании на сжатие или изгиб через 1 -2 сут;

плотность смеси, пластическая прочность (характеризует условный предел прокачиваемости смеси по трубам);

загустеваемость (характеризует процесс структурообразо-вания тампонажной смеси от момента приготовления до наступления нетекучего состояния при определенной интенсивности перемешивания и заданных значениях температуры и давления).

Процесс структурообразования может быть достаточно полно охарактеризован по кривым загустевания, получаемым при исследовании смеси в условиях, приближающихся к условиям скважины. Основными параметрами, характеризующими условия скважины при выборе тампонажной смеси для изоляции зоны поглощения бурового раствора, являются скорость движения (интенсивность перемешивания) смеси при транспортировке ее к поглощающему пласту, температура в скважине и давление.

Кривые загустевания тампонажных растворов при нормальных условиях имеют пологий вид, который может изменяться, если уменьшить водоцементное отношение или ввести ускоритель.

Смеси на основе портландцементов готовят без добавок и с добавками, регулирующими сроки схватывания. Кроме тампонажного портландцемента для приготовления тампонажных смесей используют быстросхватывающиеся смеси (БСС) на основе портландцементов введением в цементные