А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Якість - тампонажний матеріал
Якість тампонажних матеріалів контролюється на всіх технологічних процесах їх виробництва і застосування. У кожному технологічному процесі призначення та методи контролю якості тампонажних матеріалів різні.
Якість тампонажних матеріалів в процесі їх транспортування і зберігання контролюється по обмеженому числу параметрів, зазвичай містяться у відповідних НТД. Згідно галузевим РД 39 - 2 - 584 - 81 вхідний (при вступі) контроль якості тампонажних матеріалів у споживачів нафтової промисловості за обсягом, методикою і вимогам аналогічний випробувань на відповідність ГОСТ, ОСТ чи ТУ.
Якість тампонажних матеріалів, що надходять на бурові для цементування свердловин, є однією з основних передумов як для успішного проведення самих технологічних операцій цементування свердловин, так і для забезпечення надійного роз'єднання пластів.
діаграма стану системи СаО - SiO2 - AI2O]. Як тампонажних матеріалів шлаки використовують як добавку до там-понажному портландцементу, в складі шлакопортландцементів, шлако-пес-чаних цементів, а також самостійно у вигляді так званого шлакового цементу.
Як тампонажних матеріалів використовуються в залежності від приемистости (припливу) негерметичного нарізного сполучення (тріщини) різні композиції на основі полімерних матеріалів з наповнювачем або без нього, що перетворюються через певний час для заданої температури в газоводонепроніцаемий камінь або гель.
Як тампонажного матеріалу при цементуванні обох колон використаний портландцемент. Розподіл цементного каменю і міжколонному просторі рівномірний. У заколонном просторі кондуктора тампонажний розчин не був піднятий до гирла (71 м від поверхні) через наявність каверн в свердловині.
Гідравлічний тампон з двома гумовими камерами (пакер. Як тампонажних матеріалів застосовують глину, цемент, що швидко (БСС) і швидкотверднучі (БТС) суміші. Широко застосовується портландцемент, до складу якого входять силікати кальцію.
Як тампонажного матеріалу в цьому випадку рекомендується застосовувати пластифіковані цементні або Гельцю-цементних розчини зі зниженим показником фільтрації.
Як тампонажного матеріалу в цьому випадку рекомендується застосовувати пластифіковані цементні або гельцементние розчини з зниженим показником фільтрації.
Як тампонажного матеріалу в цьому випадку рекомендується застосовувати пластифіковані цементні або гель-цементні розчини зі зниженим показником фільтрації.
Як тампонажних матеріалів застосовуються цементні і гельцементние розчини, глинисті розчини з різними хімічними добавками, в'язкі глини, бетон.
Для оцінки якості тампонажних матеріалів і їх розчинів ВНІІКРнефть і ВНІІКАнефтегаз розроблені консестометри КЦ-3 КЦ-4 КЦ-5. Їх застосування дозволяє запобігти невдалі цементування свердловин внаслідок передчасного загусання тампонажних розчинів. Цими ж науково-дослідними організаціями розроблені прилади для детальних досліджень тампонажних матеріалів: УПЦ-1 - для визначення міцності цементного каменю; ОЗЦ-1 - для визначення ранньої міцності цементного каменю; ПЦК-1 - для визначення міцності цементного каменю на вигин і стиск; ОЦК-1 - для визначення змін обсягу тампонажного-го розчину при твердінні; УС-1 - для визначення термінів схоплення при високих значеннях температури і тиску; УВЦ-1 - для визначення водовіддачі тампонажного розчину і водопроникності цементного каменю.
Гіпс як тампонажного матеріалу застосовують порівняно недавно.
Бітуми як тампонажних матеріалів доцільно використовувати для спорудження експлуатаційних свердловин для підземної виплавки сірки, підземного розчинення солей і свердловини гідровидобутку, коли свердловини обладнуються металевими або скло-пластиковими обсадними і експлуатаційними колонами.
Найбільш широко в якості тампонажних матеріалів застосовують деякі види цементів, а також спеціальні суміші що готуються на їх основі в заводських умовах або безпосередньо на бурових підприємствах. Хоча цементи неповністю задовольняють названим вище вимогам до тампонаж-ним матеріалами, поки немає інших матеріалів, які задовольняючи цим вимогам, були б конкурентоспроможними з цементамі за доступністю і порівняно малої вартості. Базовими цементамі які можуть бути використані як в чистому вигляді так і для приготування тампонажних сумішей, є Портландського, шлакові белітовие, глиноземисті і деякі інші.
Так, в якості тампонажних матеріалів при невеликих глибинах свердловин (до 300 м) можуть застосовуватися нафтові бітуми марки БН.
Найбільш широко в якості тампонажних матеріалів застосовують деякі види цементів, а також спеціальні суміші що готуються на їх основі в заводських, умовах або безпосередньо на бурових підприємствах. Хоча цементи неповністю задовольняють названим вище вимогам до тампонаж-ним матеріалами, поки немає інших матеріалів, які задовольняючи цим вимогам, були б конкурентоспроможними з цементамі за доступністю і порівняно малої вартості. Базовими цементамі які можуть бути використані як в чистому вигляді так і для приготування тампонажних сумішей, є Портландського, шлакові белітовие, глиноземисті і деякі інші.
Для визначення кількості і якості тампонажних матеріалів необхідно знати розташування і потужність ізольованих горизонтів, які можуть визначатися, наприклад, глибинними витратомірами типу Реі-УфНІІ. Принцип дії зазначеного приладу заснований на реєстрації швидкості руху рідини в окремих точках стовбура свердловини, для чого зверху під час виміру безперервно подкачивают рідина.
Лабораторні методи випробувань при контролі якості тампонажних матеріалів нормовані.
Смолу ТСД-9 застосовують також як тампонажних матеріалів при ліквідації Боглощеній в процесі буріння.
Для цементування високотемпературних свердловин в якості тампонажних матеріалів використовують шлако-піщанисті цементи, що складаються з основного або кислого доменного шлаку і меленого або немолотого піску, який додається від 20 до 50% по масі в Залежно від конкретних температурних умов в свердловинах.
У чистому вигляді шлакові цементи як тампонажного матеріалу використовуються порівняно рідко. Так, для цементування свердловин з температурою від 160 до 220 С випускається цемент ШПЦС-200 який отримують шляхом спільного помелу доменного шлаку і кварцового піску, а для свердловин з температурою від 80 до 160 С - цемент ШПЦС-120 який отримують шляхом спільного помелу доменного шлаку, кварцового піску і невеликої кількості портландцементного клінкеру. Останній грає роль активатора, що сприяє прискоренню схоплювання цементного тесту.
Більшість з відомих мінеральних в'яжучих речовин може бути використано в якості базових тампонажних матеріалів. До найважливіших з них відносяться: портландцемент; металургійні шлаки; кальцієво-силікатні в'яжучі речовини гидротермального твердіння; магнезіальні в'яжучі речовини; глиноземний і гіпсоглиноземистий цементи; гіпсові в'яжучі речовини; в'яжучі речовини на основі водорозчинних силікатів; органічні і органо-мінеральні зв'язуючі на основі полімерів.
Наявність високих температур при розплавленні бітумів не дозволяє використовувати їх в якості тампонажного матеріалу при спорудженні свердловин, обладнаних поліетиленовими, поліпропіленовими, вініпластовимі і металлопластових трубами.
У науковій літературі і серед фахівців-нафтовиків давно дебатується питання про можливість використання в якості тампонажних матеріалів оброблених відповідним чином бурових розчинів. Однак технічне рішення цієї проблеми пов'язане зі значними труднощами.
Ефективність цементування в зонах вічної мерзлоти залежить від гідрогеологічних умов середовища, геотермічного градієнта і якості застосовуваних тампонажних матеріалів.
Портландцемент, що застосовуються в будівництві мають кілька різновидів, більшість з яких може бути використано в якості тампонажних матеріалів. Якість портландцементу будівельних різновидів характеризується зазвичай маркою, яка визначається за величиною межі міцності при стисненні уламків зразків - призм (ба-лочек) розміром 4x4x16 см, попередньо випробуваних на вигин.
Бездобавочний тампонажний портландцемент призначений для застосування при низьких температурах з метою прискорення або уповільнення зчеплення, а також в якості базового тампонажного матеріалу при приготуванні полегшених або обтяжених тампонажних розчинів на місці застосування. Тампонажний портландцемент з 20% мінеральних добавок призначений для застосування в тих випадках, коли не потрібно значної зміни щільності або швидкості твердіння. Цементний камінь термостійкий до 100 С.
Вже визначилися такі основні напрямки застосування пластмас в нафтовій, нафтохімічній і газовій промисловостях: як конструкційних матеріалів для деталей машин і апаратів; в якості матеріалу для труб; як матеріалу для ємностей для зберігання і перевезення нафти; для захисту машин і трубопроводів від впливу хімічно агресивних середовищ; як тампонажних матеріалів для особливо важких умов проводки свердловини; для кріплення продуктивної зони; для поліпшення технологічних властивостей глинистих розчинів.
Залежно від технології виплавки чавуни діляться на три основних види: ливарні переробні та спеціальні. Як тампонажних матеріалів в даний час застосовуються головним чином доменні шлаки заводів Донбасу. У табл. 20 дані відомості про види шлаків.
Надходження верхніх вод через фільтр експлуатаційної колони ліквідується шляхом цементування під тиском через труби з подальшим нарощуванням труб і вимиванням зайвого цементного розчину або шляхом цементування під тиском через заливні труби, спущені нижче отворів фільтра. Як тампонажного матеріалу використовуються тільки нафто-цементні розчини.
Тампонажнимі називають матеріали, які при замішуванні з водою утворюють суспензії (зазвичай їх називають розчинами), здатні в умовах свердловини з часом перетворюватися практично в незворушне тверде тіло. Як тампонажних матеріалів найчастіше використовують спеціальні марки цементів. В останні роки розширюється застосування також пластичних мас і деяких смол, здатних укріпляти згодом у водному середовищі.
Тампонажні матеріали підрозділяються на цементи на основі портландцементного клінкеру, цементи на основі глиноземистого клінкеру і бесклінкерного цементи. Як тампонажних матеріалів використовують спеціальні марки цементів.
Як тампонажних матеріалів використані портландцем-менти Новоросійського і Здолбунівського заводів, що полегшують добавок - гідролітний лігнін, Дружківська глина і трепел, гіпсоглиноземистий цемент пашійского металургійного цементного заводу в чистому вигляді і з добавками кварцового піску і гранульованого шлаку.
Заключний етап будівництва свердловин - цементування - здійснюється в стислі терміни, а результати повинні забезпечувати герметичність затрубного простору в складних геолого-технічних умовах протягом тривалого періоду експлуатації свердловин. Тому до якості вихідних тампонажних матеріалів висуваються жорсткі вимоги.
У багатьох випадках застосування пластмас підвищує довговічність деталей і устаткування, знижує їх вагу, надає їм нові експлуатаційні якості так застосування пластмасових труб підвищує продуктивність трубопроводу при інших рівних умовах на 10 - 15% і значно знижує або виключає осадження парафіну і солей. Використання полімерів в якості тампонажного матеріалу дозволяє ввести в експлуатацію раніше законсервовані свердловини.
Висока якість цементування будь-яких свердловин обумовлюється відсутністю сполучення між пластами, денною поверхнею або зоною перфорації експлуатаційної колони і її герметичністю. Поряд з технологією проведення процесу цементування якість тампонажного матеріалу займає одне з центральних місць в забезпеченні герметичності свердловини - складного гідротехнічної споруди.
Якість тампонажних матеріалів контролюється на всіх технологічних процесах їх виробництва і застосування. У кожному технологічному процесі призначення та методи контролю якості тампонажних матеріалів різні.
якість тампонажних матеріалів в процесі їх транспортування і зберігання контролюється по обмеженому числу параметрів, зазвичай містяться у відповідних НТД. Згідно галузевим РД 39 - 2 - 584 - 81 вхідний (при вступі) контроль якості тампонажних матеріалів у споживачів нафтової промисловості за обсягом, методикою і вимогам аналогічний випробувань на відповідність ГОСТ, ОСТ чи ТУ.
Розробка раціональної схеми розстановки цементувальних обладнання - складна інженерна задача, рішення якої обумовлюється наявністю вільного майданчика у бурової, кількістю і якістю тампонажного матеріалу, наявністю цементувальних обладнання і станом свердловини. Вдале або невдале взаємне розташування цементувальних обладнання багато в чому зумовлює витрати часу на підготовчо-заключні роботи і проведення операції приготування і продавкі тампонажного розчину в заколонних простір свердловини.
Перспективним напрямком утилізації ОБР є його використання для кріплення свердловин. При цьому можливі два варіанти: використання ОБР як добавки до відомим тампонажним матеріалами, традиційно застосовуваним в практиці цементування свердловин, і застосування ОБР в якості основного тампонажного матеріалу. Так, фірма Дрессер Магкобар (США) розробила тампонажний матеріал, для приготування якого використаний ОБР на водній основі. Допускається утримання в ОБР нафти і нафтопродуктів (дизпалива), а також утяжелителя.
В даний час на цих родовищах споруджуються свердловини різної конструкції, що включає від двох до чотирьох обсадних колон. Відповідно до діючих стандартів, цементування всіх колон проводиться прямим одноступінчастим способом. Як тампонажного матеріалу використовується тампонажний портландцемент відповідно до ГОСТ тисячі п'ятсот вісімдесят одна - 96 різних заводів виробників. Маємо приклади застосування дослідно-промислові партії портландцементу класу G фірми Дюкерхофф. Приготування полегшених тампонажних розчинів для цементування верхньої частини експлуатаційної і проміжних обсадних колон здійснюється з використанням полегшують добавок - бентонітовий глінопорошок, вермикуліт, алюмосилікатні мікросфери.
Процес загустевания розчинів на шлаковой основі дуже чутливий до коливань складу шлаку, співвідношенню шлак: пісок і домішки. Кислі шлаки зазвичай дають швидко-загусає розчини, мало реагують на розбавлення піском. Основні шлаки, які головним чином і застосовуються в якості тампонажного матеріалу, в суміші з меленим кварцовим піском загустевают повільно.
Бурової глинистий розчин, що містить в собі в підвішеному стані неф-тесодержащую вибуреного породу, отриману при бурінні продуктивного пласта першої свердловини куща, використовується при будівництві наступних свердловин. При необхідності відновлення технологічних параметрів здійснюється шляхом обробки хімреагентами або додаванням свіжоприготованого розчину з глино-заводу. При неможливості відновлення технологічних параметрів відпрацьований буровий розчин разом з вибуренной породою закачується в поглинаючі горизонти подальшої свердловини куща як тампонажного матеріалу і інертного наповнювача. Таким чином, економляться кошти на придбання, транспортування та закачування сторонніх матеріалів аналогічного призначення. Буровий розчин з останньої свердловини куща, що зберіг технологічні параметри в регламентованих значеннях, вивозиться на глінозаводи для регенерації або на сусідні свердловини з метою повторного використання. Визначення варіанту утилізації здійснюється виходячи з економічної доцільності.
З огляду на досить велику кількість вибуреного в процесі буріння нефтенасищенних порід, необхідно впроваджувати технології, що виключають застосування нафти в якості змазує добавки, і переходити на полімерні розчини. Бурові відходи після їх нейтралізації цілком придатні для використання в якості матеріалів при будівництві свердловин. При неможливості відновлення технологічних параметрів відпрацьовані бурові розчини (ОБР) разом з вибуренной породою можуть закачуватимуться в поглинаючі горизонти як тампонажного матеріалу.
Перспективним напрямком утилізації ОБР представляється його використання для кріплення свердловин. При цьому можливі два варіанти. За першим варіантом ОБР використовується в якості добавок до відомим тампо- нажних матеріалами, традиційно застосовуваним в практиці цементування свердловин; по другому - в якості основного тампонажного матеріалу. Так, фірма Дрессер БЕГК-бер розробила тампонажний матеріал, для приготування якого використаний ОБР на водній основі причому в складі ОБР допускається певний зміст нафти і нафтопродуктів (дизельного палива) і утяжелителя. При цьому наголошується, що наявність утяжелителя грає позитивну роль, так як він сприяє збільшенню міцності отриманого тампонажного каменю. До переваг такого матеріалу відносяться його хороша сумісність з буровим розчином і відсутність усадки.
Перспективним напрямком утилізації ОБР представляється його використання для кріплення свердловин. При цьому можливі два варіанти. За першим варіантом ОБР використовується в якості добавок до відомим тампонажним матеріалами, традиційно застосовуваним в практиці цементування свердловин, по другому - ОБР використовується в якості основного тампонажного матеріалу. Причому в складі ОБР допускається певний зміст нафти і нафтопродуктів (дизпалива) і утяжелителя. При цьому наголошується, що наявність утяжелителя грає позитивну роль, так як він сприяє збільшенню міцності отриманого тампонажного каменю.
Перспективним напрямком угілізаціі ОБР представляється його використання для кріплення свердловин. При цьому можливі два варіанти. За першим варіантом ОБР використовується в якості добавок до відомим тампонажним матеріалами, традиційно застосовуваним в практиці цементування свердловин, по другому - ОБР використовується в якості основного тампонажного матеріалу. Причому в складі ОБР допускається певний зміст нафти і нафтопродуктів (дизпалива) і утяжелителя. При цьому наголошується, що наявність утяжелителя грає позитивну роль, так як він сприяє збільшенню міцності отриманого тампонажного каменю. Перевагою такого матеріалу є його хороша сумісність з буровим розчином, що призводить до підвищення якості зчеплення тампонажного каменю з породами інтервалу цементування і обсадної колоною в затрубному просторі а також відсутність усадки.
Пластична глиняна насту при висиханні або отсосе води в навколишнє середовище твердне, набуваючи властивості камневидное тіла з значною міцністю. Однак застосування глини в якості тампонажного матеріалу вело до ускладнення конструкції свердловин і тривалих термінів їх проведення, в зв'язку в цим тампонаж глиною можна було застосовувати тільки в свердловинах невеликої глибини.
Якість тампонажних матеріалів в процесі їх транспортування і зберігання контролюється по обмеженому числу параметрів, зазвичай містяться у відповідних НТД. Згідно галузевим РД 39 - 2 - 584 - 81 вхідний (при вступі) контроль якості тампонажних матеріалів у споживачів нафтової промисловості за обсягом, методикою і вимогам аналогічний випробувань на відповідність ГОСТ, ОСТ чи ТУ.
Якість тампонажних матеріалів, що надходять на бурові для цементування свердловин, є однією з основних передумов як для успішного проведення самих технологічних операцій цементування свердловин, так і для забезпечення надійного роз'єднання пластів.
діаграма стану системи СаО - SiO2 - AI2O]. Як тампонажних матеріалів шлаки використовують як добавку до там-понажному портландцементу, в складі шлакопортландцементів, шлако-пес-чаних цементів, а також самостійно у вигляді так званого шлакового цементу.
Як тампонажних матеріалів використовуються в залежності від приемистости (припливу) негерметичного нарізного сполучення (тріщини) різні композиції на основі полімерних матеріалів з наповнювачем або без нього, що перетворюються через певний час для заданої температури в газоводонепроніцаемий камінь або гель.
Як тампонажного матеріалу при цементуванні обох колон використаний портландцемент. Розподіл цементного каменю і міжколонному просторі рівномірний. У заколонном просторі кондуктора тампонажний розчин не був піднятий до гирла (71 м від поверхні) через наявність каверн в свердловині.
Гідравлічний тампон з двома гумовими камерами (пакер. Як тампонажних матеріалів застосовують глину, цемент, що швидко (БСС) і швидкотверднучі (БТС) суміші. Широко застосовується портландцемент, до складу якого входять силікати кальцію.
Як тампонажного матеріалу в цьому випадку рекомендується застосовувати пластифіковані цементні або Гельцю-цементних розчини зі зниженим показником фільтрації.
Як тампонажного матеріалу в цьому випадку рекомендується застосовувати пластифіковані цементні або гельцементние розчини з зниженим показником фільтрації.
Як тампонажного матеріалу в цьому випадку рекомендується застосовувати пластифіковані цементні або гель-цементні розчини зі зниженим показником фільтрації.
Як тампонажних матеріалів застосовуються цементні і гельцементние розчини, глинисті розчини з різними хімічними добавками, в'язкі глини, бетон.
Для оцінки якості тампонажних матеріалів і їх розчинів ВНІІКРнефть і ВНІІКАнефтегаз розроблені консестометри КЦ-3 КЦ-4 КЦ-5. Їх застосування дозволяє запобігти невдалі цементування свердловин внаслідок передчасного загусання тампонажних розчинів. Цими ж науково-дослідними організаціями розроблені прилади для детальних досліджень тампонажних матеріалів: УПЦ-1 - для визначення міцності цементного каменю; ОЗЦ-1 - для визначення ранньої міцності цементного каменю; ПЦК-1 - для визначення міцності цементного каменю на вигин і стиск; ОЦК-1 - для визначення змін обсягу тампонажного-го розчину при твердінні; УС-1 - для визначення термінів схоплення при високих значеннях температури і тиску; УВЦ-1 - для визначення водовіддачі тампонажного розчину і водопроникності цементного каменю.
Гіпс як тампонажного матеріалу застосовують порівняно недавно.
Бітуми як тампонажних матеріалів доцільно використовувати для спорудження експлуатаційних свердловин для підземної виплавки сірки, підземного розчинення солей і свердловини гідровидобутку, коли свердловини обладнуються металевими або скло-пластиковими обсадними і експлуатаційними колонами.
Найбільш широко в якості тампонажних матеріалів застосовують деякі види цементів, а також спеціальні суміші що готуються на їх основі в заводських умовах або безпосередньо на бурових підприємствах. Хоча цементи неповністю задовольняють названим вище вимогам до тампонаж-ним матеріалами, поки немає інших матеріалів, які задовольняючи цим вимогам, були б конкурентоспроможними з цементамі за доступністю і порівняно малої вартості. Базовими цементамі які можуть бути використані як в чистому вигляді так і для приготування тампонажних сумішей, є Портландського, шлакові белітовие, глиноземисті і деякі інші.
Так, в якості тампонажних матеріалів при невеликих глибинах свердловин (до 300 м) можуть застосовуватися нафтові бітуми марки БН.
Найбільш широко в якості тампонажних матеріалів застосовують деякі види цементів, а також спеціальні суміші що готуються на їх основі в заводських, умовах або безпосередньо на бурових підприємствах. Хоча цементи неповністю задовольняють названим вище вимогам до тампонаж-ним матеріалами, поки немає інших матеріалів, які задовольняючи цим вимогам, були б конкурентоспроможними з цементамі за доступністю і порівняно малої вартості. Базовими цементамі які можуть бути використані як в чистому вигляді так і для приготування тампонажних сумішей, є Портландського, шлакові белітовие, глиноземисті і деякі інші.
Для визначення кількості і якості тампонажних матеріалів необхідно знати розташування і потужність ізольованих горизонтів, які можуть визначатися, наприклад, глибинними витратомірами типу Реі-УфНІІ. Принцип дії зазначеного приладу заснований на реєстрації швидкості руху рідини в окремих точках стовбура свердловини, для чого зверху під час виміру безперервно подкачивают рідина.
Лабораторні методи випробувань при контролі якості тампонажних матеріалів нормовані.
Смолу ТСД-9 застосовують також як тампонажних матеріалів при ліквідації Боглощеній в процесі буріння.
Для цементування високотемпературних свердловин в якості тампонажних матеріалів використовують шлако-піщанисті цементи, що складаються з основного або кислого доменного шлаку і меленого або немолотого піску, який додається від 20 до 50% по масі в Залежно від конкретних температурних умов в свердловинах.
У чистому вигляді шлакові цементи як тампонажного матеріалу використовуються порівняно рідко. Так, для цементування свердловин з температурою від 160 до 220 С випускається цемент ШПЦС-200 який отримують шляхом спільного помелу доменного шлаку і кварцового піску, а для свердловин з температурою від 80 до 160 С - цемент ШПЦС-120 який отримують шляхом спільного помелу доменного шлаку, кварцового піску і невеликої кількості портландцементного клінкеру. Останній грає роль активатора, що сприяє прискоренню схоплювання цементного тесту.
Більшість з відомих мінеральних в'яжучих речовин може бути використано в якості базових тампонажних матеріалів. До найважливіших з них відносяться: портландцемент; металургійні шлаки; кальцієво-силікатні в'яжучі речовини гидротермального твердіння; магнезіальні в'яжучі речовини; глиноземний і гіпсоглиноземистий цементи; гіпсові в'яжучі речовини; в'яжучі речовини на основі водорозчинних силікатів; органічні і органо-мінеральні зв'язуючі на основі полімерів.
Наявність високих температур при розплавленні бітумів не дозволяє використовувати їх в якості тампонажного матеріалу при спорудженні свердловин, обладнаних поліетиленовими, поліпропіленовими, вініпластовимі і металлопластових трубами.
У науковій літературі і серед фахівців-нафтовиків давно дебатується питання про можливість використання в якості тампонажних матеріалів оброблених відповідним чином бурових розчинів. Однак технічне рішення цієї проблеми пов'язане зі значними труднощами.
Ефективність цементування в зонах вічної мерзлоти залежить від гідрогеологічних умов середовища, геотермічного градієнта і якості застосовуваних тампонажних матеріалів.
Портландцемент, що застосовуються в будівництві мають кілька різновидів, більшість з яких може бути використано в якості тампонажних матеріалів. Якість портландцементу будівельних різновидів характеризується зазвичай маркою, яка визначається за величиною межі міцності при стисненні уламків зразків - призм (ба-лочек) розміром 4x4x16 см, попередньо випробуваних на вигин.
Бездобавочний тампонажний портландцемент призначений для застосування при низьких температурах з метою прискорення або уповільнення зчеплення, а також в якості базового тампонажного матеріалу при приготуванні полегшених або обтяжених тампонажних розчинів на місці застосування. Тампонажний портландцемент з 20% мінеральних добавок призначений для застосування в тих випадках, коли не потрібно значної зміни щільності або швидкості твердіння. Цементний камінь термостійкий до 100 С.
Вже визначилися такі основні напрямки застосування пластмас в нафтовій, нафтохімічній і газовій промисловостях: як конструкційних матеріалів для деталей машин і апаратів; в якості матеріалу для труб; як матеріалу для ємностей для зберігання і перевезення нафти; для захисту машин і трубопроводів від впливу хімічно агресивних середовищ; як тампонажних матеріалів для особливо важких умов проводки свердловини; для кріплення продуктивної зони; для поліпшення технологічних властивостей глинистих розчинів.
Залежно від технології виплавки чавуни діляться на три основних види: ливарні переробні та спеціальні. Як тампонажних матеріалів в даний час застосовуються головним чином доменні шлаки заводів Донбасу. У табл. 20 дані відомості про види шлаків.
Надходження верхніх вод через фільтр експлуатаційної колони ліквідується шляхом цементування під тиском через труби з подальшим нарощуванням труб і вимиванням зайвого цементного розчину або шляхом цементування під тиском через заливні труби, спущені нижче отворів фільтра. Як тампонажного матеріалу використовуються тільки нафто-цементні розчини.
Тампонажнимі називають матеріали, які при замішуванні з водою утворюють суспензії (зазвичай їх називають розчинами), здатні в умовах свердловини з часом перетворюватися практично в незворушне тверде тіло. Як тампонажних матеріалів найчастіше використовують спеціальні марки цементів. В останні роки розширюється застосування також пластичних мас і деяких смол, здатних укріпляти згодом у водному середовищі.
Тампонажні матеріали підрозділяються на цементи на основі портландцементного клінкеру, цементи на основі глиноземистого клінкеру і бесклінкерного цементи. Як тампонажних матеріалів використовують спеціальні марки цементів.
Як тампонажних матеріалів використані портландцем-менти Новоросійського і Здолбунівського заводів, що полегшують добавок - гідролітний лігнін, Дружківська глина і трепел, гіпсоглиноземистий цемент пашійского металургійного цементного заводу в чистому вигляді і з добавками кварцового піску і гранульованого шлаку.
Заключний етап будівництва свердловин - цементування - здійснюється в стислі терміни, а результати повинні забезпечувати герметичність затрубного простору в складних геолого-технічних умовах протягом тривалого періоду експлуатації свердловин. Тому до якості вихідних тампонажних матеріалів висуваються жорсткі вимоги.
У багатьох випадках застосування пластмас підвищує довговічність деталей і устаткування, знижує їх вагу, надає їм нові експлуатаційні якості так застосування пластмасових труб підвищує продуктивність трубопроводу при інших рівних умовах на 10 - 15% і значно знижує або виключає осадження парафіну і солей. Використання полімерів в якості тампонажного матеріалу дозволяє ввести в експлуатацію раніше законсервовані свердловини.
Висока якість цементування будь-яких свердловин обумовлюється відсутністю сполучення між пластами, денною поверхнею або зоною перфорації експлуатаційної колони і її герметичністю. Поряд з технологією проведення процесу цементування якість тампонажного матеріалу займає одне з центральних місць в забезпеченні герметичності свердловини - складного гідротехнічної споруди.
Якість тампонажних матеріалів контролюється на всіх технологічних процесах їх виробництва і застосування. У кожному технологічному процесі призначення та методи контролю якості тампонажних матеріалів різні.
якість тампонажних матеріалів в процесі їх транспортування і зберігання контролюється по обмеженому числу параметрів, зазвичай містяться у відповідних НТД. Згідно галузевим РД 39 - 2 - 584 - 81 вхідний (при вступі) контроль якості тампонажних матеріалів у споживачів нафтової промисловості за обсягом, методикою і вимогам аналогічний випробувань на відповідність ГОСТ, ОСТ чи ТУ.
Розробка раціональної схеми розстановки цементувальних обладнання - складна інженерна задача, рішення якої обумовлюється наявністю вільного майданчика у бурової, кількістю і якістю тампонажного матеріалу, наявністю цементувальних обладнання і станом свердловини. Вдале або невдале взаємне розташування цементувальних обладнання багато в чому зумовлює витрати часу на підготовчо-заключні роботи і проведення операції приготування і продавкі тампонажного розчину в заколонних простір свердловини.
Перспективним напрямком утилізації ОБР є його використання для кріплення свердловин. При цьому можливі два варіанти: використання ОБР як добавки до відомим тампонажним матеріалами, традиційно застосовуваним в практиці цементування свердловин, і застосування ОБР в якості основного тампонажного матеріалу. Так, фірма Дрессер Магкобар (США) розробила тампонажний матеріал, для приготування якого використаний ОБР на водній основі. Допускається утримання в ОБР нафти і нафтопродуктів (дизпалива), а також утяжелителя.
В даний час на цих родовищах споруджуються свердловини різної конструкції, що включає від двох до чотирьох обсадних колон. Відповідно до діючих стандартів, цементування всіх колон проводиться прямим одноступінчастим способом. Як тампонажного матеріалу використовується тампонажний портландцемент відповідно до ГОСТ тисячі п'ятсот вісімдесят одна - 96 різних заводів виробників. Маємо приклади застосування дослідно-промислові партії портландцементу класу G фірми Дюкерхофф. Приготування полегшених тампонажних розчинів для цементування верхньої частини експлуатаційної і проміжних обсадних колон здійснюється з використанням полегшують добавок - бентонітовий глінопорошок, вермикуліт, алюмосилікатні мікросфери.
Процес загустевания розчинів на шлаковой основі дуже чутливий до коливань складу шлаку, співвідношенню шлак: пісок і домішки. Кислі шлаки зазвичай дають швидко-загусає розчини, мало реагують на розбавлення піском. Основні шлаки, які головним чином і застосовуються в якості тампонажного матеріалу, в суміші з меленим кварцовим піском загустевают повільно.
Бурової глинистий розчин, що містить в собі в підвішеному стані неф-тесодержащую вибуреного породу, отриману при бурінні продуктивного пласта першої свердловини куща, використовується при будівництві наступних свердловин. При необхідності відновлення технологічних параметрів здійснюється шляхом обробки хімреагентами або додаванням свіжоприготованого розчину з глино-заводу. При неможливості відновлення технологічних параметрів відпрацьований буровий розчин разом з вибуренной породою закачується в поглинаючі горизонти подальшої свердловини куща як тампонажного матеріалу і інертного наповнювача. Таким чином, економляться кошти на придбання, транспортування та закачування сторонніх матеріалів аналогічного призначення. Буровий розчин з останньої свердловини куща, що зберіг технологічні параметри в регламентованих значеннях, вивозиться на глінозаводи для регенерації або на сусідні свердловини з метою повторного використання. Визначення варіанту утилізації здійснюється виходячи з економічної доцільності.
З огляду на досить велику кількість вибуреного в процесі буріння нефтенасищенних порід, необхідно впроваджувати технології, що виключають застосування нафти в якості змазує добавки, і переходити на полімерні розчини. Бурові відходи після їх нейтралізації цілком придатні для використання в якості матеріалів при будівництві свердловин. При неможливості відновлення технологічних параметрів відпрацьовані бурові розчини (ОБР) разом з вибуренной породою можуть закачуватимуться в поглинаючі горизонти як тампонажного матеріалу.
Перспективним напрямком утилізації ОБР представляється його використання для кріплення свердловин. При цьому можливі два варіанти. За першим варіантом ОБР використовується в якості добавок до відомим тампо- нажних матеріалами, традиційно застосовуваним в практиці цементування свердловин; по другому - в якості основного тампонажного матеріалу. Так, фірма Дрессер БЕГК-бер розробила тампонажний матеріал, для приготування якого використаний ОБР на водній основі причому в складі ОБР допускається певний зміст нафти і нафтопродуктів (дизельного палива) і утяжелителя. При цьому наголошується, що наявність утяжелителя грає позитивну роль, так як він сприяє збільшенню міцності отриманого тампонажного каменю. До переваг такого матеріалу відносяться його хороша сумісність з буровим розчином і відсутність усадки.
Перспективним напрямком утилізації ОБР представляється його використання для кріплення свердловин. При цьому можливі два варіанти. За першим варіантом ОБР використовується в якості добавок до відомим тампонажним матеріалами, традиційно застосовуваним в практиці цементування свердловин, по другому - ОБР використовується в якості основного тампонажного матеріалу. Причому в складі ОБР допускається певний зміст нафти і нафтопродуктів (дизпалива) і утяжелителя. При цьому наголошується, що наявність утяжелителя грає позитивну роль, так як він сприяє збільшенню міцності отриманого тампонажного каменю.
Перспективним напрямком угілізаціі ОБР представляється його використання для кріплення свердловин. При цьому можливі два варіанти. За першим варіантом ОБР використовується в якості добавок до відомим тампонажним матеріалами, традиційно застосовуваним в практиці цементування свердловин, по другому - ОБР використовується в якості основного тампонажного матеріалу. Причому в складі ОБР допускається певний зміст нафти і нафтопродуктів (дизпалива) і утяжелителя. При цьому наголошується, що наявність утяжелителя грає позитивну роль, так як він сприяє збільшенню міцності отриманого тампонажного каменю. Перевагою такого матеріалу є його хороша сумісність з буровим розчином, що призводить до підвищення якості зчеплення тампонажного каменю з породами інтервалу цементування і обсадної колоною в затрубному просторі а також відсутність усадки.
Пластична глиняна насту при висиханні або отсосе води в навколишнє середовище твердне, набуваючи властивості камневидное тіла з значною міцністю. Однак застосування глини в якості тампонажного матеріалу вело до ускладнення конструкції свердловин і тривалих термінів їх проведення, в зв'язку в цим тампонаж глиною можна було застосовувати тільки в свердловинах невеликої глибини.