Okna-zdes48.ru

Лучшие окна здесь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цемент для скважин это

Тампонажные материалы и оборудование для цементирования скважин

тампонажные материалы. это такие материалы, которые при затворении водой образуют суспензии, способные затем превратиться в твердый непроницаемый камень.

в зависимости от вида вяжущего материала тампонажные материалы делятся на: 1) тампонажный цемент на основе портландцемента; 2) тампонажный цемент на основе доменных шлаков; 3) тампонажный цемент на основе известково-песчаных смесей; 4) прочие тампонажные цементы (белиловые и др.).

при цементировании скважин применяют только два первых вида — тампонажные цементы на основе портландцемента и доменных шлаков.

к цементным растворам предъявляют следующие основные требования:

¨ подвижность раствора должна быть такой, чтобы его можно было закачивать в скважину насосами, и она должна сохраняться от момента приготовления раствора (затворения) до окончания процесса продавливания;

¨ структурообразование раствора, т. е. загустевание и схватывание после продавливания его за обсадную колонну, должно проходить быстро;

¨ цементный раствор на стадиях загустевания и схватывания и сформировавшийся камень должны быть непроницаемы для воды, нефти и газа;

¨ цементный камень, образующийся из цементного раствора, должен быть коррозионно- и температуроустойчивым, а его контакты с колонной и стенками скважины не должны нарушаться под действием нагрузок и перепадов давления, возникающих в обсадной колонне при различных технологических операциях.

¨ в зависимости от добавок тампонажные цементы и их растворы подразделяют на песчаные, волокнистые, гельцементные, пуццолановые, сульфатостойкие, расширяющиеся, облегченные с низким показателем фильтрации, водоэмульсионные, нефте-цементные и др.

в настоящее время номенклатура тампонажных цементов на основе портландцемента и шлака содержит:

* тампонажные портландцементы для «холодных» и «горячих» скважин («холодный» цемент — для скважин с температурой до 50 0 с, «горячий» — для температур до 100 0 с, плотность раствора 1,88 г/см 3 );

* облегченные цементы для получения растворов плотностью 1,4 — 1,6 г/см 3 на базе тампонажных портландцементов, а также на основе шлакопесчаной смеси (до температур 90 — 140 0 с), в качестве облегчающих добавок используют глино-порошки или молотые пемзу, трепел, опоку и др.;

* утяжеленные цементы для получения растворов плотностью не менее 2,15 г/см 3 на базе тампонажных портландцементов для температур, соответствующих «холодным» и «горячим» цементам, а также шлакопесчаной смеси для температур 90 — 140 0 с (в качестве утяжеляющих добавок используют магнетит, барит и др.);

* термостойкие шлакопесчаные цементы для скважин с температурой 90 — 140 и 140 — 180 0 с;

* низкогигроскопические тампонажные цементы, предназначенные для длительного хранения.

регулируют свойства цементных растворов изменением водоцементного отношения (в:ц), а также добавлением различных химических реагентов, ускоряющих или замедляющих сроки схватывания и твердения, снижающих вязкость и показатель фильтрации.

в практике бурения в большинстве случаев применяют цементный раствор с в:ц = 0,4 — 0,5. нижний предел в:ц ограничивается текучестью цементного раствора, верхний предел — снижением прочности цементного камня и удлинением срока схватывания.

к ускорителям относятся хлористые кальций, калий и натрий; жидкое стекло (силикаты натрия и калия); кальцинированная сода; хлористый алюминий. эти реагенты обеспечивают схватывание цементного раствора при отрицательных температурах и ускоряют схватывание при низких температурах (до 40 °с).

замедляют схватывание цементного раствора также химические реагенты, такие как гидролизованный полиакрилонитрил, карбоксиметилцеллюлоза, полиакриламид, сульфит-спиртовая барда, конденсированная сульфит-спиртовая барда, нитролигнин. перечисленные реагенты оказывают комбинированное действие. все они понижают фильтрацию и одновременно могут увеличивать или уменьшать подвижность цементного раствора.

для приготовления цементного раствора химические реагенты растворяют предварительно в жидкости затворения (вода). утяжеляющие, облегчающие и повышающие температуростойкость добавки смешивают с вяжущим веществом в процессе производства (специальные цементы) или перед применением в условиях бурового предприятия (сухие цементные смеси).

К оборудованию, необходимому для цементирования скважин, относятся: цементировочные агрегаты, цементно-смесительные машины, цементировочная головка, заливочные пробки и другое мелкое оборудование (краны высокого давления, устройства для распределения раствора, гибкие металлические шланги и т. п.).

цементировочные агрегаты. при помощи цементировочного агрегата производят затворение цемента (если не используется цементно-смесительная машина), закачивают цементный раствор в скважину, продавливают цементный раствор в затрубное пространство. кроме того, цементировочные агрегаты используются и для других работ (установка цементных мостов, нефтяных ванн, испытание колонн на герметичность и др.).

с учетом характера работ цементировочные агрегаты изготовляют передвижными с монтажом всего необходимого оборудования на грузовой автомашине. на открытой платформе автомашины смонтированы: поршневой насос высокого давления для прокачки цементного раствора; замерные баки, при помощи которых определяют количество жидкости, закачиваемой в колонну для продавки цементного раствора; двигатель для привода насоса.

Читайте так же:
Цементный сад книга краткое содержание

для цементирования обсадных колонн в основном применяют цементировочные агрегаты следующих типов: ца-320м, зца-.400, зца-400а и др. (ца — цементировочный агрегат, цифры 320 и 400 соответственно 32 и 40 мпа — максимальное давление, развиваемое насосами этих цементировочных агрегатов).

для централизованной обвязки цементировочных агрегатов с устьем скважины применяют блок манифольдов. он состоит из коллектора высокого давления для соединения ца с устьем скважины и коллектора низкого давления для распределения воды и продавочной жидкости, подаваемой к ца. блок манифольдов, как правило, оборудован грузоподъемным устройством.

цементно-смесительные машины. цементирование осуществляется при помощи цементно-смесительных машин. применяются различные типы цементно-смесительных машин: см-10, 2смн-20, спм-20 др. в данном случае цифры 10, 20 и т. п. обозначают количество цемента (в т), которое возможно поместить, в бункер смесительной машины.

цементировочные головки предназначены для промывки скважины и проведения цементирования. спущенная обсадная колонна оборудуется специальной цементировочной головкой, к которой присоединяются нагнетательные трубопроводы (манифольды) от цементировочных агрегатов.

в настоящее время применяются цементировочные головки цгз, гцк, гц5-150, снпу, 2гуц-400 и др. так как в конструктивном отношении все перечисленные головки имеют сходство, то рассмотрим в качестве примера одну из них.

при двухступенчатом цементировании используются специальные цементировочные пробки.

Дата добавления: 2016-06-18 ; просмотров: 5576 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Тампонажный цемент

Тампонажный цемент, универсальный вяжущий строительный материал, используемый в различных областях промышленности. Марки и типы цементных смесей определяются исходя из вещественного состава, включающего клинкерную основу, минералогический состав которой определяет общие механические свойства цемента, и наборов химических добавок, влияющих на физические свойства цементного раствора.

Портландцемент тампонажный включён в группу вяжущих средств на основе различных марок портландцемента и используется на заключительном этапе работ по строительству нефтяных, газовых скважин (цементирование скважин) или в процессе производства работ по ремонту и восстановлению скважин. Требования, предъявляемые к техническим характеристикам тампонажного цемента, регламентируются действующими нормативами (ГОСТ 1581-96). Предлагаем купить тампонажный цемент различных марок для цементирования нефтяных и газовых скважин, строительство которых предусматривает необходимость учитывать геологическое строение пластов, глубину и технологию производства процесса крепления скважин. Химический состав и физико-технические характеристики предлагаемой продукции обеспечат создание прочного монолита в затрубном пространстве скважин.

Рабочие характеристики

Рабочие характеристики марок цемента, используемого для цементирования скважин, должны обеспечивать следующие технологические параметры:

  1. Обеспечивать надёжность разобщения пластов, для предотвращения перетока жидкостных и газовых сред.
  2. Обеспечивать защиту обсадных колонн от возможных подвижек пластов и воздействия агрессивных соединений.
  3. Обеспечение производства безаварийного процесса цементирования в соответствии с технологической картой тампонажных работ.

В качестве основных характеристик выделяют следующие физические параметры цемента:

  • время схватывания и время затвердения цементного раствора;
  • удельный вес;
  • плотность;
  • прочностные показатели (на сжатие, на изгиб) монолита.

Выбор марки цемента определяется на основании данных геологических и климатических исследований проводимых в районе бурения скважин, возможностей технического оснащения производственного процесса закачки цементного раствора в затрубное пространство. Заказывая тампонажный цемент, организации и компании нефтегазодобывающей отрасли должны учитывать данные инженерно-технологических служб предприятия.

Оптимизированные технические параметры различных марок цемента

Представителям нефтегазодобывающих предприятий предлагается купить тампонажный цемент с уже оптимизированной по химическому составу структурой, определяющей его технические характеристики. В зависимости от используемых химических компонентов и минеральных добавок, входящих в состав готовой смеси, цемент классифицируется по нескольким основным параметрам:

  1. Удельный вес и плотность. Данные показатели необходимо учитывать при производстве цементирования скважин. Облегченный цемент используется при креплении глубоких скважин. Малый удельный вес и оптимально подобранная плотность рабочего раствора обеспечивают прокачку раствора в затрубном пространстве на высоту, определяемую геолого-техническим нарядом, без опасения разрыва пластов и возможности выхода из строя используемого цементировочного оборудования. Утяжелённые марки используются для цементирования устья скважин на небольшие глубины и в случае цементирования глубоких скважин, где утяжелённый цемент закачивается в последнюю очередь, обеспечивая возможность прокачки облегчённого цемента на заданную высоту.
  1. Температурный режим оптимального использования. Технические параметры цементного раствора закачиваемого в скважину могут меняться в зависимости от температуры. Стандартный портландцемент имеет предельно допустимые интервалы температурного режима, при которых его технические параметры будут соответствовать расчетным показателям для качественного производства работ. В условиях повышенных температур (район установки нижней части обсадной колонны) и низких температур (устье скважины в районах Крайнего Севера) скорость химических реакций в цементном растворе может меняться. Для оптимизации технологического процесса крепления скважин (цементирование) предусмотрены марки низкотемпературных цементов (рекомендуемый температурный режим использования 15º-50ºC) и высокотемпературные марки (100º-150ºC).
  1. Устойчивость к сульфатным соединениям. Присутствие кислотных и щелочных элементов в прилегающих к стволу скважины пластах не только изменяет общий, первоначальный химический состав цементного раствора, но и оказывает разрушительное воздействие на монолит готовой конструкции скважины. Для снижения негативных последствий для цементирования используется марки цемента с высокими и умеренными коэффициентами устойчивости к воздействию сульфатов.
Читайте так же:
Цемента м400 технические характеристики гост

Потенциальным заказчикам предлагается заказать тампонажный цемент с уже оптимизированным составом, не требующим сложного процесса добавки и смешивания отдельных компонентов для оптимизации процесса цементирования. Также предоставляется возможность заказать и купить марки цемента, состав которых может использоваться и в качестве самостоятельного компонента, и как основа для приготовления нужного состава непосредственно на производстве.

Форум — Хочу начать бурить

Меню навигации

  • Форум
  • Участники
  • Правила
  • Регистрация
  • Войти

Пользовательские ссылки

  • Активные темы

Объявление

Информация о пользователе

Кто как делает цементацию

Сообщений 1 страница 8 из 8

Поделиться1Сб, 18 Окт 2014 23:02:48

  • Автор: viktorino
  • Участник
  • Зарегистрирован : Сб, 18 Окт 2014
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 4
  • Уважение: [+0/-0]
  • Позитив: [+0/-0]
  • Провел на форуме:
    2 часа 56 минут
  • Последний визит:
    Сб, 15 Ноя 2014 08:00:21

Не нашел темы по цементации.Если где то есть направьте.

Слышал про такой метод(пока реально не увидел): После того как пробурили мягкие породы и уперлись в твердое (водоупор) ,не вынимая буровых штанг , закачивают через через промывочный насос раствор цемента и воды (2 мешка цемента в пропорции к воде 1:1) после этого устанавливают обсадную до водоупора.Приблизительно через 8-12 часов начинают бурить малым буром в обсадной разрушая и вымывая цемент.
Вопрос :Насколько это правильно и кто так уже делал?

Поделиться2Ср, 25 Фев 2015 00:12:27

  • Автор: Антон 44
  • Участник
  • Откуда: Костромская обл. Шарья
  • Зарегистрирован : Вс, 29 Июн 2014
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 22
  • Уважение: [+0/-0]
  • Позитив: [+2/-0]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 35 [1985-11-30]
  • Провел на форуме:
    2 дня 17 часов
  • Последний визит:
    Сб, 18 Май 2019 22:45:22

Доброго времени! В идеале конечно надо делать цементацию за трубного пространства поместив в обсадку порцию водноцементного раствора , а затем поршнем выдавить раствор из обсадной трубы за трубу. И как только станет видно раствор за трубой значит все удалось: и в трубе нет раствора, и за трубное пространство зацементировано. Поршень можно заменить сжатым воздухом, то есть в верхней части обсадной трубы организовать плотную крышку, и уже под крышку нагнетать воздух, он начнет вытеснять раствор цемента из трубы за трубу. 1 способ трудоемкий, 2 дороговатый ( необходим компрессор). Я цементирую немного иначе: Разбурив скважину диаметром 150мм подаю порцию раствора (готовлю раствор из цемента М500 смешиваю с водой, чтоб получился как буровой раствор) на глубину где необходима цементация. Раствор подаю через штанги либо через трубу 25 пнд, она хорошо залазит в скважину, к другому торцу трубы подсоединен вибрационный насос (малыш). Им и перекачиваю раствор на необходимую глубину. Затем отпускаем обсадные трубы. раствор получается в трубе и за трубой. Через сутки необходимо выбурить раствор из трубы, как правило с мешка цементируется где-то метра 2. Я раз дал постоять 3 суток бурил эти 2 метра пол дня.
До изобретения этого способа приходилось использовать кондуктор для 125 пластика подходит только 159. А затереть пластик не выходило, даже несильные удары кувалды через дощечку не помогали.

Поделиться3Ср, 25 Фев 2015 10:16:33

  • Автор: Saloha
  • Администратор
  • Откуда: Курск
  • Зарегистрирован : Вт, 4 Янв 2011
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 4481
  • Уважение: [+34/-0]
  • Позитив: [+7/-0]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 53 [1968-02-17]
  • Провел на форуме:
    1 месяц 30 дней
  • Последний визит:
    Ср, 9 Дек 2020 20:17:46

Анатолий, спасибо за подробный ликбез. При необходимости буду иметь ввиду. Анатолий, такой вопрос — в каких разрезах применяешь цементацию? Хочется полностью перейти на ПНД или НПВХ, но пока сомнения терзают.

Читайте так же:
Коррозия цементного бетона это

Поделиться4Ср, 25 Фев 2015 17:32:34

  • Автор: Антон 44
  • Участник
  • Откуда: Костромская обл. Шарья
  • Зарегистрирован : Вс, 29 Июн 2014
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 22
  • Уважение: [+0/-0]
  • Позитив: [+2/-0]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 35 [1985-11-30]
  • Провел на форуме:
    2 дня 17 часов
  • Последний визит:
    Сб, 18 Май 2019 22:45:22

Обсадку цементирую на уровне плит, у меня они песчаники. Как можно ближе к водоносу. Дальше открытый ствол. А разрезы разные, очень много плывунов причем катастрофических ( 3 куба раз закачал мотопомпой а от туда ну хоть, что нибудь ровно в пропасть еле штанги спас) бентонит правда не пробовал, глину использовал не помогала. Спас кондуктор 13 метров ( дорого только). Пластиком бурю 2 года. Единственное время много уходит на затвердение бетона, да насос не забыть потом прочистить )))))), я забыл промыть до сих пор жалко малыша он был еще дедовский совдеповский мог все перекачать. Сейчас новые недолго служат.

Поделиться5Вс, 1 Мар 2015 21:08:42

  • Автор: Jokei
  • Участник
  • Откуда: Муром. Владимирская обл.
  • Зарегистрирован : Сб, 9 Ноя 2013
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 44
  • Уважение: [+0/-0]
  • Позитив: [+0/-0]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 50 [1971-09-17]
  • Провел на форуме:
    4 дня 1 час
  • Последний визит:
    Вт, 6 Апр 2021 18:24:34

Антон какой пластик ставишь пнд или нпвх? Не разбивает бур трубы эксплуатационные?

Поделиться6Пн, 2 Мар 2015 21:19:12

  • Автор: Антон 44
  • Участник
  • Откуда: Костромская обл. Шарья
  • Зарегистрирован : Вс, 29 Июн 2014
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 22
  • Уважение: [+0/-0]
  • Позитив: [+2/-0]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 35 [1985-11-30]
  • Провел на форуме:
    2 дня 17 часов
  • Последний визит:
    Сб, 18 Май 2019 22:45:22

Всех приветствую. Ставил трубы и пнд и нпвх тоже боялся этого момента. Но слава Богу не разбивало. Больше предпочитаю трубы нпвх из Нижнего Новгорода

Поделиться7Вт, 19 Июл 2016 02:08:30

  • Автор: Jokei
  • Участник
  • Откуда: Муром. Владимирская обл.
  • Зарегистрирован : Сб, 9 Ноя 2013
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 44
  • Уважение: [+0/-0]
  • Позитив: [+0/-0]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 50 [1971-09-17]
  • Провел на форуме:
    4 дня 1 час
  • Последний визит:
    Вт, 6 Апр 2021 18:24:34

В общем сделал сегодня подобный эксперимент. Сам Бог велел попробовать Разрез 0-2 земля, 2-4 песок, 4- известняк (недалеко колодец) 4,5 м горизонт слегка напорный. Все получилось. В плите бурили 100 буром 1,5м поглощение было достойное. Джилекс качал 2-3 часа Статический уровень совпадал 2 м и динамический такой же. Большое спасибо за совет технология работает.

Поделиться8Вт, 4 Окт 2016 22:22:02

  • Автор: aleksandr55
  • Участник
  • Откуда: Севастополь
  • Зарегистрирован : Пн, 10 Авг 2015
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 66
  • Уважение: [+2/-0]
  • Позитив: [+0/-0]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 66 [1955-08-02]
  • Провел на форуме:
    1 день 16 часов
  • Последний визит:
    Чт, 1 Мар 2018 14:19:09

Вот решил написать как борюсь с утечкой бурового раствора с помощью цементации.Может кому пригодится.Метод использовал уже на трех скважинах 42м.43м и 45м. Разрез земля от 0.5 до 1метра.Дальше известняк разной твердости.Когда попадаю на трещину раствор уходит с большой скоростью и приличным шумом.Как только началась утечка сразу высыпаю заготовленную смесь ,скорлупа от орехов ,опилки .стружки,дробленный пенопласт и мелко резаный поролон.Подымаю бур ,опускаю видеокамеру и смотрю .что осталось от этой смеси.Если все улетело в трещину добавляю фракции покрупнее наблюдая за процессом. через камеру.Когда пенопласт остается в стволе,подымаю камеру и заливаю цементный раствор литров 15,не густой но и не жидкий.Бур 150мм. На тонком тросу кусок 125ой трубы залитой бетоном,опускаю до раствора и начинаю трамбовать ,сбрасывая метров с двух эту болванку.Первый раз ,когда цементировал без предварительной засыпки ..раствор уходил в трещину и так ушло 10 ведер раствора,теперь хватает полтора ведра.Когда раствор .после трамбовки стоит выше трещины сантиметров на 20,оставляю все до утра ,даже если это делалось вечером.А утром разбуриваю и иду до следующей утечки.Последний раз останавливался 5 раз от 4м до 18м ,а потом до водоноса на 38м шел с промывкой.
А вот цементацию затрубного обсадной трубы ,делаю так.При спуске обсадной 125мм, на уровне водоупора.а определяется он легко,на трубу наматываю бентонитовый шнур(Пенебар-гидроизоляционная прокладка) слоев 5 ,Обворачиваю тонкой резиной и снизу закрепляю хомутом.Получается прокладка как в ведерке,когда обсадился по трубе вливаю ведро воды,вода набирается в резиновое ведерко и Пенебар хорошо разбухает .плотно прижавшись к стенкам скважины,правда ждать надо не меньше 12 часов .А потом сверху цементирую и метров 5 засыпаю глиной и выше выбуренный материал смешанный с бентонитом. Плотность набухания пенебара .при первом использовании проверял,вылив в затрубное воды с пищевой краской и запустил опущенный насос ,крашенная вода в сважину не попала.Все это конечно занимает много времени,но есть плюс,клиентов искать не приходится.

Читайте так же:
Насадка для перфоратора цемента

Физико-химические процессы твердения, работа в скважине и коррозия цементного камня (стр. 4 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Условные обозначения: 1- цемент, В/Ц = 0,4; 2- цемент + 25% нефтеабадской глины, В/Ц = 0,7; 3- цемент + 25% бентонитовой глины, В/Ц = 0,8; 4- цемент УШЦ -1-120, В/Ц = 0,4; 5- цемент + 10 % NаС1, В/Ц = 0,5; 6- цемент + 0,3% NаС1, В/Ц = 0,5; 7– цемент + 15 % КМЦ, В/Ц = 0,5; 8- цемент + 0,3 % гипана, В/Ц = 0,5; 9- цемент + 0,3 % КМЦ, В/Ц = 0,5; 10 — цемент + 0,3 % золы ТЭЦ, В/Ц= 0,5.

3.6 Прочность цементного камня

Прочность тампонажных материалов принято характеризовать напряжением, приходящимся на единицу площади первоначального сечения образца, сформированного из цементного теста или раствора, вызывающим его разрушение при приложении сжимающих, растягивающих или изгибающих внешних нагрузок. Для тампонажных материалов в ГОСТ 1581-96 установлены стандартные методы испытаний на прочность[1]. Там же нормированы формы и размеры образцов, состав и консистенция смеси для их приготовления, условия приготовления и твердения, сроки, и условия испытаний и т. д.

Однако в течении нескольких лет вопрос о необходимой прочности цементного камня остается дискуссионным. Так, , считает, что регламентируемый ГОСТом предел прочности при изгибе через 2 суток твердения при В/Т=0,5 и температуре 22 °С вполне обоснован. В то же время на основе экспериментальных и промысловых результатов пришел к заключению, что прочность на изгиб достаточна в размере -1,5 МПa и на сжатие 5,0 МПа.

Специалисты США полагают, что для всего процесса цементирования можно ограничиться прочностью на сжатие в 3,5 МПа, при, этом коэффициент запаса будет в пределе 2 — 5.

считает, что прочность цементного камня, наступающая за концом схватывания, достаточна для продолжения процесса бурения, при этом оставшийся в колонне цемент вследствие низкой прочности легче разбуривается. В кольцевом пространстве, вследствие его пластичности, не будет растрескиваться при перфорации.

Несмотря на дискуссионный характер величины предела прочности затвердевшего камня для условий цементирования скважин, в действительности показатель прочности всех вяжущих материалов, в том числе и тампонажных, остается одной из важнейших интегральных характеристик, определяющих свойства цемента. Прочность является косвенным показателем фазового состава продуктов твердения и структуры порового пространства сформированного камня.

Кроме того, действительно в начальный момент освоения скважины, когда падение давления незначительно, то прочности цементного камня в 1,5 МПа достаточно. В то же время при полном истощении пласта нагрузки на цементный камень на глубине 3000 м может достигнуть 35 МПа. Отсюда явно, что прочность недостаточна. Цементный камень также работает на сжатие под действием внутреннего давления в колонне, величина которого в процессе перфорации значительна. Установлено, что в камне не наблюдается трещин при перфорации, если прочность камня равна 3,5 ¸ 7 МПа.

Особенно жесткие условия работы цементного камня в тех случаях, когда он выполняет функции опорной перемычки (моста) и должен оказывать большое сопротивление внедрению породоразрушающего инструмента при забуривании второго ствола. В этом случае прочность камня должна быть высокой — соизмеримой, а в некоторые случаях и выше прочности окружающих пород.

3.7 Проницаемость цементного камня

С точки же зрения обеспечения надежной изоляции пластов на протяжении длительного периода эксплуатации скважины более важным параметром, при условии отсутствия перетоков по контактам колонна-цементный камень и цементный камень-порода, является проницаемость цементного камня, так как возникновение межпластовых перетоков газа, воды или нефти в этом случае будет связано с перемещением флюидов через цементный камень, обладающий повышенной проницаемостью для пластовых флюидов. Поэтому основное внимание должно уделяться именно проницаемости. В ГОСТе же и в технических условиях требования к величине проницаемости не определены. Нет также и единой общепринятой методики ее определения.

Проницаемость образцов цементного камня, в зависимости от условий твердения, изменяется в довольно широком интервале. По мере превращения жидкого раствора в пластическое и твердое состояние, проницаемость образующейся системы непрерывно будет изменяться. В начальной стадии кристаллизации, когда образовавшаяся масса находится в пластическом состоянии, проницаемость будет исчисляться несколькими десятками Дарси. По мере развития кристаллической структуры и новообразований проницаемость системы уменьшается до нескольких миллидарси и в дальнейшем стремится к своему пределу.

Читайте так же:
Спецтехника для перевозки цемента

Реально же, в силу специфики условий скважины, проницаемость камня получается очень высокой. Наглядно это было показано на образцах цементного камня, взятых из скважины. Основная масса цементного камня представлена мелкозернистыми частицами гидросиликатов кальция размером 1-2 мм. Кроме них в камне присутствуют беспорядочно расположенные сростки клинкерных минералов (негидратированные участки цементного камня), на долю которых приходится 15-20 % пробы. На аншлифах под микроскопом видно большое количество пор неправильной формы. Поры часто соединены между собой. Их размер от — 33 до 175 мкм. Отмечены также более крупные поры размером до 1,8 мм, которые переходят в густую сеть мелких пор. Площадь пор составляет% от площади аншлифов. Поры (размером 0,05 — 0,5 мм) встречаются редко и распределены в цементном камне неравномерно. Основная часть крупных пор сообщается между собой тонкими канальцами через мелкие поры.

Образование камня с высокой проницаемостью, естественно, приведет к межпластовым проявлениям, потере значительного количества добываемого сырья, загрязнению окружающей среды и т. д. Для предотвращения нарушения герметичности затрубного пространства по камню необходимо иметь его проницаемость ниже проницаемости пород, слагающих кровлю и подошву пласта.

Иногда при креплении скважин со слабосцементированными пластами с невысокой проницаемости применяют тампонажные растворы, формирующие в процессе твердения проницаемый цементный камень – фильтр, предотвращающий вынос песка в скважину. Для создания за колонной в интервалах залегания продуктивных пластов проницаемых искусственных фильтров непосредственно в процессе первичного цементирования скважины используются цементно-песчаные, цементно-полимерные, материалы на основе смол, песчано-солевые, смоло-солевые и другие смеси, например с добавками нефти или пористого наполнителя, после затвердевания которого получается пористый и прочный камень. Более подробно тампонажные составы, формирующие проницаемый цементный камень рассмотрены в главе 9.4.

3.8 Состояние зоны контакта цементного камня с обсадными трубами и гонными породами

Качественная изоляция продуктивных горизонтов и крепление стенки скважин часто зачастую определяется герметичностью в зоне контакта твердеющего цементного раствора и камня с породами и металлом обсадных труб. В практике это называют сцеплением цементного камня с сопрягающимися поверхностями. Нормы и требования к этому параметру ГОСТом не установлены.

Процессы взаимодействия цемента с породой и металлом сложны и определяются физико-химическими свойствами цемента, природой металла и пород, адгезией, химическим сродством и условиями твердения цементного раствора.

и установили, что в контактном слое цемента с железом происходят реакции, сопровождающиеся образованием полукальциевого феррита, благодаря уплотнению которого и старению с течением времени сцепление возрастает.

установлено, что покрытие колонны обработанным и не обработанным глинистым буровым раствором сцепление снижается до нуля. Высокие температуры и давление не способствуют возрастанию сцепления цементного раствора с колонной покрытой буровым раствором.

Удержание колонны в статическом состоянии в скважине при наличии цементного камня в заколонном пространстве обуславливается главным образом силами трения, возникающими на поверхности труб – цементный камень, а также многочисленными неровностями на трубах (муфты и т. д.) и искривлением колонны. Учитывая, что обсадная колонна всегда в известной степени искривлена, следует предполагать, что даже при незначительном сцеплении она не может быть сдвинута с места. Сцепление, обусловленное химическими процессами на контакте сталь – цемент, если и происходит в некоторых участках скважины, то значение их безусловно не велико.

Наличие усадочных деформаций неизбежно вызывает нарушение контакта цементного камня с внешней границей. В таблице 1 приведены результаты определения сил сцепления цементного камня с 35 мм металлической трубкой для различных рецептур тампонажных растворов, твердевших в нормальных условиях. Следует иметь в виду, что исследования проводились на образцах малых размеров. При этом было отмечено, что при усадке 0,1 % цементное кольцо укорачивается примерно на 0,1 мм. В скважине, где линейные размеры цементного камня значительно больше, при указанной деформации цементное кольцо уменьшается на 1-3 мм на 1 м длины[16].

Таблица 1 — Сцепление цементного камня с металлическим кольцом

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector