Исследование свойств цемента для тампонирования нефтяных скважин

Цель. Цементирование нефтяных и газовых скважин на достаточно большой глубине и при высоких температурах достаточно сложный и энергоемкий процесс, требующий использования специального цемента. Обзорный материал по тампонажным цементам подтверждает ответственность выбора этого вяжущего, способного гарантировать безопасный процесс бурения, тампонирования и эксплуатации нефтяных скважин. Приводится классификация тампонажного цемента, ведь известно, что при цементации свободного пространства в скважине, специалисты сталкиваются с различными сложностями, связанными с температурными перепадами, разностью плотностей в земной коре.

Метод. Исследования проводились согласно нормативным документам ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема; ГОСТ 1581-2019 Портландцементы тампонажные. Технические условия; ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии.

Результат. Исследованы свойства тампонажного цемента ПЦТ-I-100, для замедления схватывания растворной смеси на 10 – 14 часов, в вяжущую систему вводили с водой затворения добавки замедлители «Сульфацел» и «НТФ». Результаты исследований показали, что использование добавок замедлителей затормозило твердение системы в первые 10 часов, но после схватывания, цементный камень ускоренно добрал недостающую прочность. Водопотребность тампонажного цемента достаточно высокая 33–35%, что является обязательным для получения подвижной растворной смеси с учетом закачки ее насосами в пространство нефтяной скважины

Вывод. Назначение тампонажного цемента подтверждает всю ответственность и важность подбора вяжущей связки тампонирования скважин и определяется различными факторами, и в частности, гидрогеологическим условиями, температурой, уровнем грунтовых вод в пластах земной коры.

1. Белоусов Г.А. Цементирование эксплуатационных колонн в условиях АНПД // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. М.: ОАО «ВНИИОНГ», 2005. № 11. С. 32-33.

2. Булатов А.И. Технология цементирования нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 2002. 225 c.

3. Лукманов Р.Р. Метод прогноза и изменения свойств тампонажных растворов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. М.: ОАО «ВНИИОНГ», 2005. № 8. С. 38-42.

4. Николаев Н.И., Иванов А.И. Повышение эффективности бурения нефтяных и газовых скважин в осложненных условиях // Записки Горного института. 2009. № 183. С. 67-71.

5. Николаев Н.И., Хаоя Лю Результаты исследования зоны контакта «цементный камень – горная порода» // Записки Горного института. 2017. Т. 226. С. 428-434.

6. Овчинников П.В. Специальные тампонажные композиции для цементирования газовых скважин // Известия вузов. Нефть и газ. 2002. № 6. С. 14-18.

7. Blinov P.A., Dvoynicov M.V. Rheological and filtration parameters of the polymer salt drilling fluids based on xanthan gum // Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. № 13. Р. 5661-5664.

8. Wagh A.S., Natarajan R., McDaniel R.L. et al. Ceramicrete blends produce strong, low-permeability cements for arctic use // Oil and Gas Journal. 2005. Vol. 104. № 19. P. 48-52.

9. Brandl A., Cutler J., Seholm A., Sansil M., Braun G. Cementing solutions for corrosive well environments // SPE Drilling &Completion. 2011. Vol. 26. № 02. P. 208-219.

10. Velayati A., Kazemzadeh E., Soltanian H., Tokhmechi B. Gas migration through cement slurries analysis: A comparative laboratory study // Int. Journal of Mining & Geo-Engineering. 2015. Vol. 49. № 2. P. 281-288.

11. Becker T., Morgan R., Chin W., Griffith J. Improved rheology model and hydraulics analysis for tomorrow's wellbore fluid applications // SPE Production and Operations Symposium, 23-26 March, Oklahoma City, Oklahoma, Society of Petroleum Engineers, 2003.

12. Murtazayev S- A. Yu., Salamanova M.Sh., Mintsaev M.Sh., Bisultanov R.G Fine-Grained Concretes with Clinker-Free Binders on an Alkali Gauging // Proceedings of the International Symposium "Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research" dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov (ISEES 2019). Atlantis Highlights in Material Sciences and Technology (AHMST). April 2019. Vol.1. – Р.500 – 503.

13. Bataev D.K-S., S- A. Yu. Murtazayev, Salamanova M.Sh., Viskhanov S.S. Utilization of Cement Kiln Dust in Production of Alkali-Activated Clinker-Free Binders // Proceedings of the International Symposium "Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research" dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov (ISEES 2019). Atlantis Highlights in Material Sciences and Technology (AHMST). April 2019. Vol.1. – Р. 457 – 460.

14. Murtazayev S- A. Yu., Salamanova M.Sh., Alashanov A., Ismailova Z. Features of Production of Fine Concretes Based on Clinkerless Binders of Alkaline Mixing // 14th International Congress for Applied Mineralogy (ICAM 2019) Belgorod State Technological University named after V. G. Shukhov, 23–27 September 2019, Belgorod: 2019. – рр.385-388.