Облегченный тампонажный состав для низких и умеренных температур

Lightweight grouting composition for low and moderate temperatures

KUZNETSOV O.A.1,
NURSKANOv V.D.1,
KOZHEVNIKOV R.O.1,
LOGINOV M.A.1, PONOMAREV V.A.1
1 «Himprom»
Perm, 614101,
Russian Federation

Предложен состав облегченного тампонажного материала, разработанный в лаборатории ООО «Химпром». Материал предназначен для крепления скважин с низкой и нормальной температурой, осложненных наличием в разрезе поглощающих пластов и пластов с низким давлением гидроразрыва. Представлены основные параметры тампонажного материала и описан компонентный состав. Значения основаны на лабораторных исследованиях и могут быть изменены под требования заказчика.

Облегченный тампонажный материал содержит цемент ПЦТ-I-50, основную облегчающую добавку АСПМ, специальный наполнитель WellFix Base 1 (мод), регулятор сроков схватывания WellFix FP, пластификатор WellFix P-130, пеногаситель ПТЖ-20. Преимуществами данного состава являются низкая плотность цементного теста, высокая седиментационная устойчивость, небольшое время переходного периода, высокая прочность цементного камня, хорошие технико-экономические характеристики. Цементное тесто имеет нулевое водоотделение. Прочность на сжатие цементного камня через 12 часов твердения – 3,6 МПа.

Технический результат – предотвращение поглощения тампонажного раствора за счет снижения его плотности при сохранении нулевого водоотделения и высокой прочности цементного камня.

This paper proposes lightweight cement material developed by the laboratory of Himprom LLC. The material is designed for cementing of low and normal temperature wells drilled in sections with thief zones and low fracture pressure formations. The paper provides the basic parameters of the cement material and its compositional analysis. Values are based on laboratory tests and can be customized.
The lightweight cement contains PTC-I-50 (ПЦТ-I-50) Cement, Main Lightweight Aluminosilicate Microsphere Additive, WellFix Base 1 (mod) Special Filler, WellFix FP Setting Time Regulator, WellFix P-130 Plasticizer, PTG-20 (ПТЖ-20) Antifoamer. The advantages of this material include low-density of cement paste, high sedimentation stability, short transitional period, high-strength cement stone, and high performance. The cement paste features zero water loss. The cement stone compressive strength after 12-hour hardening is 3.6 MPa.
The technical result is prevention of cement slurry losses by reducing its density, while maintaining zero water loss and high strength of the cement stone.

Как известно, главными критериями мэффективности цементирования скважины являются надежное разобщение пластов и обеспечение герметичности ее крепи в течение длительного срока эксплуатации. Однако применение существующих технологий и тампонажных материалов в сложных горно-геологических условиях не всегда могут обеспечить требуемое качество крепления. Значительную часть осложнений при цементировании скважин составляют поглощения тампонажного раствора, недоподъем цементного раствора до проектной высоты, недостаточное разобщение пластов и возникновение вследствие этого межпластовых перетоков [1].
Сложные условия проводки скважины, такие как чередование интервалов с различными пластовыми давлениями, близкое расположение друг от друга водоносных и нефтеносных горизонтов, низкие градиенты давлений гидроразрыва пластов, бурение скважин с большими отходами от вертикали требуют новых подходов при разработке технологий и материалов для цементирования скважин.

Наиболее эффективным способом предупреждения поглощения тампонажного раствора является снижение давления на пласт за счет уменьшения плотности цементного теста.

Гельцементные облегченные тампонажные составы, содержащие бентонитовые глины, имеют сравнительно низкую прочность, растянутые сроки схватывания при низких и умеренных температурах. Облегченные составы, включающие в себя материалы вулканического происхождения, диатомит, трепел, опоку, также характеризуются низкой прочностью, высокой проницаемостью, что обусловлено большим водосодержанием.

Независимо от того, какой способ облегчения цементного раствора будет реализован (изменение водоцементного отношения, использование облегчающих добавок, снижение плотности самого вяжущего вещества), как правило, это сопряжено с удорожанием стоимости цементного раствора или ухудшения его характеристик (увеличение водоотделения, ухудшение прочности цементного камня, усадка). Облегченные цементы заводского производства, обладая достаточно высокими значениями седиментационной устойчивости и приемлемыми прочностными характеристиками, не всегда позволяют получать тампонажные составы плотностью ниже 1,45 г/см3 [2]. Гельцементные облегченные тампонажные составы, содержащие бентонитовые глины, имеют сравнительно низкую прочность, растянутые сроки схватывания при низких и умеренных температурах. Облегченные составы, включающие в себя материалы вулканического происхождения, диатомит, трепел, опоку, также характеризуются низкой прочностью, высокой проницаемостью, что обусловлено большим водосодержанием.
Для решения задач крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномально низких пластовых давлений и при наличии в разрезе пластов с низким градиентом давления гидроразрыва в лаборатории ООО «Химпром» разработан облегченный тампонажный состав, обеспечивающий высокое качество цементной крепи при низких и нормальных температурах. Состав включает в себя вяжущее вещество и специальные облегчающие добавки (табл. 1).
Преимуществами данного материала являются низкая плотность цементного теста при сравнительно низком водосодержании, хорошая прокачиваемость цементной смеси, небольшое время переходного периода, высокая седиментационная устойчивость и прочность цементного камня. Данный тампонажный состав может применяться совместно с реагентами — понизителями фильтрации и газоблокаторами из линейки WellFix. В этом случае возможно получение низкой и сверхнизкой фильтрации цементного раствора.
Для получения требуемых характеристик была использована в составе цементной смеси специальная комбинация вяжущих компонентов и пуццолановые наполнители. В качестве основной облегчающей добавки были использованы полые стеклянные микросферы (табл. 2).
Хорошая подвижность цементного теста определяет возможность использования данного состава для глубоких скважин с малыми зазорами.

ООО «Химпром» – современное наукоемкое предприятие, специализирующееся на разработке химических реагентов и технологий для повышения эффективности добычи нефти и газа.
Квалифицированный персонал, аккредитованные лаборатории, собственные производственные мощности, складские помещения и развитая логистика составляют основу динамичного развития компании. Научно-исследовательский центр компании «Химпром» оснащен современным оборудованием, укомплектован высококвалифицированными специалистами, позволяющими проводить исследования, соответствующие российским и зарубежным стандартам. Аккредитованные Центры исследований буровых и тампонажных растворов в Ижевске, Нефтеюганске и Нижневартовске осуществляют проверку физико-химических параметров растворов в стационарных и передвижных лабораториях, проводят комплексные аудиты буровых

и тампонажных растворов.


Высокая седиментационная устойчивость — один из эффективных путей повышения качества разобщения пластов. Недостаточная седиментационная устойчивость тампонажных растворов приводит к увеличению проницаемости цементного камня, нарушению сплошности тампонажного камня в затрубном пространстве в поперечном направлении в результате образования водяных «поясов» [1].

Облегченный тампонажный материал имеет хорошие технико-экономические характеристики, поскольку обладает свойствами, не уступающими параметрам составов нормальной плотности, и при этом в его составе используются недефицитные компоненты, хорошо смешиваемые с жидкостью затворения.

Высокая прочность цементного камня в начальный период позволяет сократить время ОЗЦ до 12 часов, тем самым увеличить скорость строительства скважин.
Рекомендуемая область применения данного тампонажного состава – скважины с низкой и нормальной температурой в интервале цементирования обсадной колонны, а также скважины, где предъявляются повышенные требования к качеству цементной крепи, прочности цементного камня.
Облегченный тампонажный материал имеет хорошие технико-экономические характеристики, поскольку обладает свойствами, не уступающими параметрам составов нормальной плотности, и при этом в его составе используются недефицитные компоненты, хорошо смешиваемые с жидкостью затворения.
В настоящее время планируется проведение опытно- промышленных испытаний данного состава на месторождениях Тюменской области.

Литература

1. Зварыгин В.И. Тампонажные смеси: учебное пособие. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014. 216 с.
2. Бурдыга В.А. Разработка и исследование «легких» тампонажных растворов для разобщения пластов с аномально низкими пластовыми давлениями: дис. ... канд. техн. наук. Тюмень, 2006. 119 с.

References

1. Zvarygin V.I. Tamponazhnyye smesi [Cement Slurry Mixtures]. Krasnoyarsk, Sibirskiy federal'nyy universitet [Siberian Federal University], 2014. 216 p. (In Russian).
2. Burdyga V.A. Razrabotka i issledovaniye «legkikh» tamponazhnykh rastvorov dlya razobshcheniya plastov s anomal'no nizkimi plastovymi davleniyami. Diss. kand. tekhn. nauk [Research and development of «lightweight» cement slurries for isolation of abnormally low pressure reservoirs. Cand. techn. sci. diss.]. Tyumen, 2006. 119 p. (In Russian).

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Кузнецов О.А.

    Кузнецов О.А.

    исполнительный директор

    ООО «Химпром»

    Нурсканов В.Д.

    Нурсканов В.Д.

    начальник лаборатории буровых и тампонажных растворов

    OOO «Химпром»

    Кожевников Р.О.

    Кожевников Р.О.

    заместитель начальника отдела буровых растворов

    ООО «Химпром», г. Пермь

    Логинов М.А.

    Логинов М.А.

    специалист сектора цементирования коммерческого отдела

    ООО «Химпром», г. Пермь

    Пономарев В.А.

    Пономарев В.А.

    специалист сектора цементирования

    ООО «Химпром»

    Просмотров статьи: 353

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru