ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН В

УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД (ММП)

 

Шокиров Н.А.

Научный руководитель доцент, канд. тех. наук Неверов А.Л.

Сибирский федеральный университет

Актуальность проблемы заключается, в том, что разработка месторождений Сибири затруднена не только из-за сурового климата, но и, в первую очередь, из-за сложных геологических условий строительства скважин, содержащие горные породы с низкими отрицательными температурами, многолетнемерзлых пород (ММП). Температура ММП варьируется в диапазоне от 0 до минус 9ºC и распространяется до глубины 500м.

Из-за растепления и оттаивания сцементированных льдом в процессе цементирования скважин возникают трудности крепление скважин. Известные специальные тампонажные цементы (белитоалюминатные, быстротвердеющие, безгипсовые и др.), а также гипсоцеметныетампонажные смеси зарубежных фирм («Пермафрост») недостаточно эффективны, характеризуются повышенным водоотстоем, низкой прочностью и низкой водостойкостью, усадкой или деструкцией цементного камня из-за перекристаллизации термодинамических неустойчивых гидратных фаз, а также с повышенным тепловыделением [3].

Уже долгое время опыт строительства скважин в районах вечной мерзлоты свидетельствует, что наличие многолетнемерзлой породы (ММП) в геологическом разрезе обусловливает возникновение специфических осложнений и аварий, таких как из 446 скважин, пробуренных на нефтегазоконденсатном месторождения Уренгойское. (46,5 %) выявлены межколонные давления, в частности, в работе показано плохое качество крепления обсадных колонн на всех месторождениях ООО «Ямбурггаздобыча»: «Четвертичная-Тибейсалинская верхняя (песчано-глинистая) свита в скважинах цемент за колонной отсутствует (73,49 %), плохое сцепление цементного камня с колонной (30,465 %) [2].

Гидратацией цементного раствора называют сложный физико-химический процесс, основанный на взаимодействии клинкерных составляющих цемента и воды, который сначала приводит к образованию густой пластичной массы, а затем к потере пластичности и твердению.

Ниже приведено химическое описание процесса схватывания на примере алита (1) и алюмината (2), как одних из наиболее распространенных фаз клинкера [1].

 

3CaO·SiO₂ + H₂O ® 3Ca₂SiO4·H₂O + Ca(OH)₂ + 502 кДж/кг,                           (1)

3CaO·Al₂O₃ + 6H₂O ® 3CaO·Al₂O₃·6H₂O + 867 кДж/кг,                                   (2)

 

Цель работы: Повышение качества и эффективности цементирования в условиях вечной мерзлоты на основе разработки и внедрение эффективных тампонажных материалов с низкой теплофизических свойств и с повышенной прочностью.

Задачи исследования:

- анализ горно-криологического состояний месторождений в районах вечной мерзлоты;

- изучение технологических и геологических факторов, влияющие на цементирование скважин в условиях многолетнемерзлых пород;

- оценка влияния теплофизических свойств цементного раствора на многолетнемерзлые породы (ММП);

- разработка и внедрение рецептуры цементного раствора для низкотемпературных условий цементирования скважин.

Техническая задача является создание безусадочного тампонажного цемента для низкотемпературных скважин с регулируемыми сроками схватывания, обладающего повышенной прочностью при изгибе, с повышенной сцепляемостью со стенкой скважин и с низким значениям теплопроводности.

 

Список литературы

1. Андреева Н.А. Химия цемента и вяжущих веществ: Учебноепособие. — СПб.: СПбГАСУ, 2011.67 с.,

2. Актуальные проблемы технология бурения скважин на месторождениях ОАО «Газпром» / А.И. Гриценко, И.В. Кулигин, Р.А. Ивакин, В.Г. Григулецкий // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море 2014. №4. 9 с.,

3. NelsonE. B. WellCementing. SchlumbergerDowell. Netherlands, 1990.Page count. 1515.

 

УДК 553.98

 

ОСОБЕННОСТИ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ КАРБОНАТНОГО ФАМЕНА КАМСКО-КИНЕЛЬСКОЙ СИСТЕМЫ ПРОГИБОВ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

 

А.И. Позднякова

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: