Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование составов полимерцементных смесей и технологии цементирования обсадных колонн в интервалах проведения перфорационных работ

ВАК РФ 25.00.15, Технология бурения и освоения скважин

Автореферат диссертации по теме "Обоснование составов полимерцементных смесей и технологии цементирования обсадных колонн в интервалах проведения перфорационных работ"

На правах рукописи

УСМАНОВ Руслан Айрагович

ОБОСНОВАНИЕ СОСТАВОВ ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫХ СМЕСЕЙ И ТЕХНОЛОГИИ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН В ИНТЕРВАЛАХ ПРОВЕДЕНИЯ ПЕРФОРАЦИОННЫХ РАБОТ

Специальность 25.00.15 - Технология бурения

и освоения скважин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2006

Работа выполнена на кафедре технологии и техники бурения скважин Санкт-Петербургского государственного горного института имени Г.В.Плеханова (технического университета).

Научный руководитель —

доктор технических наук, профессор

Ведущее предприятие - ТУБР ООО «Буркан».

Защита диссертации состоится 24 октября 2006 г. в 16 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.02 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д. 2, ауд. 1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 22 сентября 2006 г.

Николаев Николай Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лгзамов Фарит Акрамович,

кандидат технических наук, доцент

Толкачев Георгий Михайлович

диссертационного совета д.т.н., профессор

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Цементирование нефтяных и газовых скважин - наиболее ответственный этап их строительства. Особая важность и значимость операций по цементированию обусловлена тем, что неудачи при их выполнении могут свести на нет результаты работ на предшествующих этапах строительства скважины.

Низкое качество межпластовой изоляции скважин сокращает сроки их службы, приводит к большим затратам на ремонтно-восстановительные работы. При низком качестве крепи в затрубном пространстве возникают межпластовые перетоки флюидов, вследствие чего ухудшается качество добываемого углеводородного сырья.

Наиболее опасным для цементного кольца крепи является проведение пулевой и кумулятивной перфорации, при которых деформация цементного камня сопровождается образованием зазора между обсадной колонной и цементным кольцом в заколонном пространстве, а также его растрескиванием не только в зоне перфорации, но и над ней.

В связи с этим главными задачами исследования являются исследование и разработка составов полимерцементных смесей и технологии цементирования обсадных колонн, обеспечивающих снижение негативного влияния перфорационных работ при вторичном вскрытии продуктивных пластов.

Значительный вклад в развитие научных представлений о процессах твердения тампонажных растворов внесли отечественные и зарубежные исследователи Ашрафьян М.О., Булатов А.И., Бутт Ю.М., Гайворонский А. А., Данюшевский B.C., Дон Н.С., Каримов Н.Х., Кравченко И.В., Круглицкий H.H., Крылов В.И., Кузнецова Т.В., Любимова Т.Ю., Мчедлов-Петросян О.М., Мирзаджанзаде А.Х., Полак А.Ф., Ребиндер

П.А., Титков Н.И., Шищенко Р.И., P.W. Brown, J.D. Birchell и др.

Техника и технология повышения качества цементирования скважин приобрели существенное развитие благодаря разработкам таких ученых как: Ф.А. Агзамов, A.A. Клюсов, А.Т. Кошелев, Ю.С. Кузнецов, М.Р. Мавлютов, Н.И. Николаев, Д.Ф. Новохатский, В.П. Овчинников, В.Н. Поляков, Л.И. Рябова, С.А. Рябоконь, Г.М. Толкачев, 3.3. Шарафутдинов и др.

Актуальность темы подтверждается ее соответствием плану госбюджетных НИР кафедры технологии и техники бурения скважин и хоздоговору № 15/2003.

Целью работы является повышение качества изоляции затрубного пространства скважины полимерцементными смесями в интервалах перфорации ее крепи.

Идея работы заключается в направленном регулировании времени начала проведения перфорационных работ за счет введения композиции полимерных смесей в тампонажную суспензию, с последующей вибробработкой в зоне продуктивного пласта.

Задачи исследования:

• анализ материалов и реагентов, используемых при тампонировании скважин, а также современного состояния технологии их цементирования с оценкой факторов, влияющих на качество межпластовой изоляции;

• исследование реологических и физико-механических свойств и разработка составов полимерцементных тампонажных смесей на основе минеральных вяжущих веществ с добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ) различной молекулярной массы;

• оценка влияния вибрации на физико-механические свойства полимерцементного камня;

• исследования вибрационного воздействия на процессы фильтрации жидкости затворения полимерцементного тампонажного раствора;

• электронно-микроскопические исследования кристаллизационной структуры и поровой текстуры полимерцементного тампонажного камня.

Методика исследований носила экспериментально-теоретический характер и включала в себя комплекс экспериментальных работ по исследованию свойств полимерцементного тампонажного камня, а также оценке влияния вибрации на реологические и физико-механические характеристики полимерцементной смеси. Планирование экспериментов и обработка их результатов проводились с использованием методов математической статистики и современных статистических компьютерных программ.

Научная новизна работы заключается в новом методическом подходе к решению задач вторичного вскрытия продуктивных пластов, базирующемся на управлении процессом формирования крепи в затрубном пространстве посредством вибрационного воздействия на твердеющую тампонажную суспензию; установлении факторов, контролирующих основные физико-механические свойства тампонажных материалов, модифицированных

азотосодержащими неионогенными и ионогенными ПАВ; обосновании времени проведения перфорационных работ на стадии перехода коагуляционной структуры

полимерцементной смеси в кристаллизационную.

Защищаемые научные положения: 1. Целостность тампонажного камня, а также его сцепление с обсадной колонной могут быть обеспечены при проведении перфорационных работ при вторичном вскрытии продуктивных пластов в период перехода коагуляционной

структуры тампонажной суспензии в кристаллизационную структуру камня.

2. Управление регологическими и фильтрационными характеристиками тампонажных смесей на основе минеральных вяжущих веществ введением в их состав композиций низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений (до 0,2%) и виброобработкой при частоте 50Гц и амплитуде до Змм, способствует повышению качества цементирования обсадных колонн за счет увеличения прочности и адгезионных показателей цементного камня и уменьшения его пористости.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяется современным уровнем аналитических н достаточным объемом экспериментальных исследований, высокой степенью сходимости их результатов и воспроизводимостью полученных данных.

Практическая значимость работы заключается в разработке составов полимерцементных смесей для цементирования скважин в зоне продуктивных пластов и технологии их применения при бурении нефтяных и газовых скважин. Разработанные составы опробованы при строительстве скважин на производственных объектах ООО «Красноярское буровое предприятие».

Апробация работы. Основные положения, результаты теоретических и экспериментальных исследований, выводы и рекомендации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Санкт-Петербургского государственного горного института (Санкт-Петербург, 2004, 2005, 2006г.г.); XIV Международной конференции по науке и технике (Польша, Краковская горно-металлургическая академия, 2004 год); на V международной научно-технической конференции, «Науковый вистник» (Национальный горный университет, Украина,

2004г.); V юбилейной межрегиональной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2004» (Воркута, Воркутинский горный институт, 2004г.); научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых «ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР» (Томск, Томский политехнический институт, 2004г.); VI межрегиональной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2005» (Воркута, Воркутинский горный институт,/ 2005г.); IV межрегиональная научно-практическая конференция «Освоение минеральных ресурсов севера» (Воркута, Воркутинский горный институт, 2006г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе тезисы двух докладов.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 110 наименований. Материал диссертации изложен на 147 страницах, включает 18 таблиц, 57 рисунков и 1 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится общая характеристика работы, обосновывается ее актуальность, определяются цель, задачи, идея работы, излагаются защищаемые научные положения, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проведен анализ составов тампонажных растворов, применяемых в настоящее время при цементировании нефтяных скважин и реагентов для регулирования их свойств, а также рассмотрены способы цементирования скважин в различных геологических условиях. Рассмотрены причины ухудшения качества межпластовой изоляции в заколонном пространстве скважины в интервалах проведения перфорационных работ.

Классифицированы стадии твердения цементной суспензии, при которых возможно ухудшение качества межпластовой изоляции в скважине.

Проведен обзор методов воздействия на цементную суспензию для повышения качества цементирования скважин, в том числе механической виброобработки. Исследованию виброактивации цеметов и бетонов посвящены работы Н.Б. Урьева, Н.В. Михайлова, Н.Г. Русановой, Б.А. Лишанского и др., а вибровоздействию на тампонажные системы - И.Г. Гранковского, H.H. Круглицкого, Ю.С. Кузнецова, Ф.А. Агзамова, H.A. Луценко, A.B. Кантакузина и др.. Сделан анализ методов вторичного вскрытия продуктивных пластов, дана оценка их эффективности, поставлены цель и задачи исследований.

Во второй главе изложена методика аналитических и экспериментальных исследований. В ней кратко представлены основные параметры тампонажных растворов, которые необходимо учитывать при цементировании скважин. Описаны приборы, служащие для определения реологических и физико-механических свойств тампонажных смесей, а также методика планирования экспериментов и статистической обработки результатов.

В третьей главе изложены результаты

экспериментальных исследований физико-механических свойств полимер цементных тампонажных суспензий и цементного камня, а также их изменения при вибровоздействии. Доказано, что целостность тампонажного камня, а также его сцепление с обсадной колонной и горной породой может быть обеспечена проведением перфорационных работ в период перехода коагуляционной структуры тампонажной суспензии в кристаллизационную. Этот момент при стандартном В/Ц = 0,5 для нормального цементного раствора наступает достаточно быстро (7-15ч.) и

его зачастую не хватает для того, чтобы провести перфорацию. Для получения необходимых свойств цементной смеси, была выбрана (по экономическим показателям, токсичности, стабильности свойств и др.), в качестве модифицирующей добавки, композиция катионактивного ПАВ- катамин (алкилбензилметиламмоний) хлорида и неиногенного полимера- поливинилпироллидона. Результаты исследования свойств тампонажной суспензии, в составе которой содержится реагент катамин, показали, что помимо увеличения растекаемости цементной смеси (> 25см по конусу АзНИИ), а также увеличения сроков ее схватывания (конец схватывания системы 23ч.), время набора коагуляционной структуры увеличивается по сравнению с исходным тапонажным раствором на 5 часов, а пластичные свойства сохраняются более 19ч (рис.1).

Ввод в систему композиции реагентов катамин и поливинилпироллидон увеличивает растекаемость

тампонажного раствора до 23 см, а время при котором смесь превращается в камень увеличивается до 26 часов. Тампонажная суспензия по сравнению с исходной цементной смесью сохраняет свои пластические свойства в течение 24 часов, однако виброобработка полимерцементной смеси уменьшает время набора коагуляционной структуры.

Для оценки возможного времени начала перфорации были проведены экспериментальные исследования интенсивности набора пластической прочности исходной цементной суспензии и подвергнутой вибровоздействию (рис.1).

Рис.1 Зависимость времени набора пластической прочности полимерцементного материала при вибровоздействии от процентного содержания полимеров в смеси (В/Ц=0,5)

1- ПТЦ-100 без вибрации; 2- ПТЦ-100 с вибрацией; 3- ПТЦ-100 + катгшин 0,1% без вибрации; 4- ПТЦ-100 + катамин 0,1% с вибрацией; 5- ПТЦ-100 + катамин 0,2% без вибрации; 6- ПТЦ-100 + катамин 0,2% с вибрацией; 7-ПТЦ-100 + катамин 0,3% без вибрации; 8- ПТЦ-100 + катамин 0,3% с вибрацией; 9- ПТЦ-100 + катамин 0,2% + поливинилпироллидон 0,2% без вибрации; 10- ПТЦ-100 + катамин 0,2% + поливинилпироллидон 0,2% с вибрацией.

Полученные результаты показывают, что перфорационные отверстия сохраняют свои размеры, т.е. не затекают при значениях стш]ас >10 кПа. Как видно из рис.1 указанные значения Стплас достигаются при вибровоздействии на тампонажную смесь в среднем на 2 - 2,5 часа раньше, чем у исходной смеси, а интенсивность дальнейшего набора прочности резко возрастает. При введении в состав цементного раствора полимерных добавок указанные процессы заметно растягиваются во времени.

Анализ баланса времени на проведение вторичного вскрытия продуктивных пластов показывает, что, например, при средней глубине скважин в Республике Татарстан 1700м, затраты на весь комплекс работ, с учетом виброобработки, составляют около 7,5 часов, что соответствует времени набора необходимой пластической прочности для полимерцементной смеси, в состав которой входит композиция полимеров (кривая 10).

При традиционной технологии вторичного вскрытия продуктивных пластов общие затраты времени (с учетом ОЗЦ) составляют около 24 часов. При этом пластические свойства тампонажной смеси полностью теряются и она приобретает свойства хрупкого тела (камня). Проведение же цементирования полимерцементными смесями с последующей виброобработкой в зоне продуктивного пласта, позволяет сократить время на вторичное вскрытие до 7,5часов. Именно в это время перфорационные отверстия тампонажной смеси сохраняют свои размеры и не возникает хрупкого разрушения (рис. 2).

а)

б)

г

Рис.2.Кинетика формирования перфорационного канала в полимерцементной смеси, подвергнутой виброобработке

а) затекание перфорационного канала (Зч)

б) перфорационный канал сохраняется (7,5ч);

в) растрескивание цементного камня вокруг перфорационного отверстия (24ч).

Так же исследования показали, что если перфорация проведена во временной зоне набора пластической прочности с 7,5ч. до 24 часов, т.е. во время перехода тампонажной смеси от коагуляционной структуры в кристаллизационную, контакт цементного камня с металлом сохраняется. При условии проведения перфорации в более поздний период, происходит отслаивание цементного камня от металла.

Прочностные характеристики цементного камня, являющиеся важными показателями качества цементирования обсадных колонн, существенным образом меняются при введении в тампонажную смесь реагентов катамин и поливинилпироллидон, а также при воздействии на нее вибрации с частотой виброимпульсов 50Гц, при амплитуде их колебаний 2мм в течение 5 минут (рис.3).

СУсж

сжатии

1- ПТЦ-100 с вибрацией;2- ПТЦ-100 без вибрацшг,3- ПТЦ-100 + катамин 0,1% без вибрации;4- ПТЦ-100 + катамин 0,1% с вибрацией;5- ПТЦ-100 + катамин 0,2% бет вибрации,6- ПТЦ-100 + катамин 0,2% с вибрацией;7- ПТЦ-100 + катамин 0,3% без вибрации;8- ПТЦ-100 + катамин 0,3% с вибрацией;9- ПТЦ-100 + катамин 0Д% + поливинилпироллидон 0,2% без вибрации; 10- ПТЦ-100 + катамин 0,2% + по ливинилпирол лидо!10,2% с вибрацией.

Как видно из рис.3 прочность полимерцементного камня при сжатии, обработанного вибрацией, увеличивается в 1,8 раза по сравнению с базовыми образцами.

Увеличение прочности тамлонажного камня (рис, 4), содержащего 0,3% катамина, при изгибе составляет 128% по сравнению с базовым. При введении в смесь композиции полимеров (катамин 0,2% +поливинилпироллидон 0,2%) происходит увеличение прочности на 165%.

1- ГГГЦ-100 без вибрации; 2- ПТЦ-100 + катамин 0,1% с вибрацией;3-ПТЦ-100 + катамин 0,1% без вибрации;4- ПТЦ-100 + катамин 0,1% с вибрацией; 5- ПТЦ-100 + катамин 0,2% без вибрации; 6- ПТЦ-100 + катамин 0,2% с вибрацией;7- ТГЩ-100 + катамин 0,3% без вибрации;8-ПТЦ-100 + катамин 0,3% с вибрацией;9- ПТЦ-100 + катамин 0,2% + поливинилпироллидон 0,2% без вибрации; 10- ПТЦ-100 + катамин 0,2% + поливинилпироллидон 0,2% с вибрацией.

Максимальная интенсивность набора прочности сцепления полимерцементного камня с металлом приходится на 5 суток твердения, после чего адгезия увеличивается незначительно и 8

суткам ее прирост у образцов, подвергнутых виброобработке, в составе которых содержится композиция реагентов поливинилпироллидона и катамина, возрастает по сравнению с базовым цементом в 3,2 раза (рис.5).

Рис. 5. Зависимость прочности сцепления цементного камня с металлом

1- ПТЦ-100 без вибрации;2- ПТЦ-100 с вибрацией;3- ПТЦ-100 + катамин 0,1% без вибрадии;4- ПТЦ-100 + катамин 0,1% с вибрацисй;5- ПТЦ-100 + катамин 0,2% без вибрации;6- ПТЦ-100 + катамин 0,2% с вибрацией;7-ГТЩ-100 + катамин 0,3% без вибрацин;8- ПТЦ-100 + катамин 0,3% с вибрацией; 9- ПТЦ-100 + катамин 0,2% и поливинилпироллидон 0,2% без вибрации; 10- ПТЦ-100 + катамин 0,2% и поливинилпироллидон 0,2% с вибрацией.

Существенный рост прочностных показателей полимерцементного камня при виброобработке (сжатие, изгиб, адгезия) объясняется уменьшением его пористости, адсорбирующим и химическим диспергированием за счет дополнительного «истирания» частиц твердеющей тампонажной суспензии, а также в изменении форм кристаллогидратов в виде мелких игольчатых разностей.

В четвертой главе представлены результаты электронно-микроскопических исследований влияния азотосодержащих полимеров и вибрации на характер образования поровой текстуры цементного камня. Их анализ показывает, что если в структуре исходного тампонажного камня, подвергнутого виброобработке в период его твердения, ярко выражены макрокапилляры размером (4-8мкм) и их количество составляет 20% от общей пористости системы (рис.6, а), то в структуре полимерцементного камня, в состав которых входит композиция реагентов катамина и поливинилпироллидона доля макропор сократилась до 14% (рис.6, б).

S2.VTD sample 2

zmz

Zm

■ Й1

вф е- I ** Ш - S «0 н| — §

гМ § 3 »11 1 ,|L S 24 1|L, I—

м 1 ШзГ Ё 20Щ P 1вВ 13 ш в и 4 щ Щ- 0 3

1

в-

4 12 1» а 0 24 2 А 3 1 3 f 4 Ь 4 4 4 в 6 2 6 « « b 4 в 0 T i 1 Si Б 1 k а 1 3 4 2 7 30 3 3 э к э в 4 2 4 к 4 8 61

Размер пор, мкм Размер пор, мкм

а) б)

Рис.6 Гистограмма распределения пор в структуре цементного камня обработанного вибрацией.

а) исходный тампонажный камень ПТЦ-100;

б) полимерцементный камень, в составе которого содержится композиция реагентов катам ин и поливинилп иролл идо н.

Существенное уменьшение размера и количества пор в системе объясняется тем, что виброобработка тампонажной суспензии приводит к более плотному контакту кристаллогидратов с формированием блочной структуры кристаллических новообразований в цементном камне. Анализируя свойства полученного полимерцементного камня, отметим, что полимеры катамин и поливинилпироллидон имеют

различную длину цепочек молекул, поэтому в условиях коллоидной среды их молекулы активно дополняют друг друга, образуя клатратные соединения, которые являются дополнительными центрами кристаллизации минералов вторичной генерации.

Вопрос о направлении миграции избыточной воды из тампонажного раствора и ее концентрации в затрубном пространстве, при вибровоздействии на обсадную колонну, до настоящего времени остается открытым.

Для исследования процессов фильтрации дисперсионной среды была разработана модель затрубного пространства цементируемого проницаемого участка ствола скважины (рис.7).

4 Р 5 6

дисперсионной среды тампонажного раствора

Он состоит из металлического корпуса 1, отсека для тампонажного раствора с подкрашенной жидкостью затворения 2, кюветы 3, имитирующей пористую среду из мелкозернистого песка, обратного клапана 4, рабочего поршня 5, уплотнительного кольца 6. Указанная модель позволяет исследовать фильтрационные потоки дисперсионной среды под различными углами приложения виброимпульсов.

В результате исследований установлено, что при одинаковых значениях частоты и амплитуды колебаний виброимпульсов на всем

интервале проведения экспериментов, фильтрация и уплотнение тампонажного раствора при воздействии на нее вибрации, зависит от угла наклона системы « скважина — пласт». В интервале углов наклона 45°-90° наблюдается постепенное увеличение интенсивности отжатия свободной воды затворения в пористую среду, т.е. она уходит от источника вибрации. Так, при приложении виброимпульсов к тампонажной смсси под углом 45°, наблюдается проникновение фильтрата в пористую среду на глубину 3-6 мм. При горизонтально-направленной вибрации (модель стоит вертикально) интенсивность фильтрации увеличивается и пористая среда окрашивается равномерно по всему объему системы. Далее при увеличении угла наклона модели вплоть до 135°, наблюдается более сильное окрашивание пористой среды фильтратом, что говорит об увеличении интенсивности проникновения свободной воды в систему, имитирующую пласт.

В пятой главе представлены результаты опытно-производственной оценки эффективности цементирования обсадных колонн полимерцементными смесями.

Опробыванис композиции реагентов при цементировании скважин на производственных объектах ООО «Красноярское буровое предприятие» показало, что из 6 скважин, на которых проводилось цементирование хвостовиков в интервале продуктивных пластов, положительные результаты АКЦ получены на 5 скважинах. На скважине Берямбинская - 2 при цементировании хвостовика 0 102 мм произошло падение давления и прекращение циркуляции. Результаты АКЦ показали недоподъем цементной смеси на 154 метра, что вызвано сложным геологическим разрезом интервала цементирования.

Анализ результатов применения виброобоработки цементной смсси на 6 скважинах, принадлежащих Азнакаевскому УБР, показач, что обводненность скважин при традиционной технологии цементирования (без виброобработки), в то время как при вибровоздсйствии на тампонажную смесь этот показатель остается на уровне ожидаемого.

Экономическая оценка проведения предложенного выше комплекса мероприятий, показывает, что кроме сокращения затрат

на освоение скважины (на 10ч.), за счет дополнительной добычи нефти может быть получен экономический эффект в размере более 1 302, 026 тыс. руб. с одной скважины.

Общие выводы и рекомендации:

1. Перфорационные работы при вторичном вскрытии продуктивных пластов следует проводить при достижении пластической прочности тампонажной смеси ЮкПа.

2. Для достижения необходимой пластической прочности тампонажной суспензии в качестве пластифицирующей добавки эффективно применение композиции ПАВ: низкомолекулярного реагента катамин и высокомолекулярного - поливинилпироллидон.

3. Добавки композиции реагентов катамина 0,2% и поливинилпироллидона 0,2% способствует значительному увеличению прочности на сжатие - 75%, и изгиб -60% через 28 суток твердения, увеличению адгезии в 2раза через 8 суток твердения.

4. Вибрационная обработка полимерцементных растворов (при частоте 50Гц, амплитуде колебаний 2мм, продолжительности вибрирования 5мин) уменьшает пористость тампонажного камня на 40% по сравнению с базовыми образцами. Это способствует значительному увеличению прочности полимерцементного камня при сжатии в среднем на 180%, прочности при изгибе на 150%, адгезионные свойства в 2,5 раза.

5. Активному переходу кристаллических новообразований в аморфную форму способствует наличие в системе катионактивного катамина, а его стабилизация достигается включением в процесс структурообразования неионогенного высокомолекулярного поливинилпироллидона.

6. Фильтрат тампонажного раствора при воздействии на него виброимпульсов отжимается в пористую среду, т. е. уходит от источника вибрации. Интенсивность движения фильтрата в пласт зависит как от режима вибрации (частота и амплитуда), так и от направления приложения виброимпульсов к тампонажному раствору.

7. Определение времени начала проведения перфорационных работ во время перехода цементной смеси из коагуляционной структуры в кристаллизационную, позволяет решить проблему

хрупкого разрушения цементного кольца в заколонном пространстве скважины.

8. Технология цементирования скважин с применением полимерцементных смесей и последующей виброобоработкой обсадных колонн зоне продуктивного пласта, позволяет существенно уменьшить расходы на строительство одной скважины за счет сокращения продолжительности ОЗЦ на 60%.

9. Внедрение результатов исследования в производство позволит существенно сократить затраты времени на освоение скважин и получить экономический эффект с одной скважины в размере 1 302, 026 тыс. руб.

Содержание диссертации отражено в следующих печатных работах:

1. Усманов P.A. Вибрационная обработка обсадных колонн для повышения качества межпластовой изоляции затрубного пространства /Сб. трудов молодых ученых, Екатеринбург: Уральский государственный технический университет, 2004,- С.33-36.

2. Усманов P.A. Повышение качества цементирования обсадных колонн при вторичном вскрытии // Науковый вестник №5, Днепропетровск, 2004.

3. Мванса Питер Л. Механическое воздействие на тампонажный материал для повышения качества цементирования скважин / Питер Л.Мванса, P.A. Усманов / V юбилейная межрегиональная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех-2004», Ухта: Ухтинский государственный технический университет, 2004,- С. 14-17.

4. Усманов P.A. Обоснование виброобработки эксплуатационной колонны по всей длине в зоне продуктивного пласта в начальный период ОЗЦ / Научный симпозиум студентов, аспирантов и молодых ученых «ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР», Томск: Томский политехнический институт, 2004,- С. 50-53.

5. Нифонтов Ю.А. Экспериментальные исследования свойств полимер-глинистых и полимерцементных составов для

тампонирования скважин / Ю.А. Нифонтов, Н.И. Николаев, Д. А. Валуев, Д.А Дернов, P.P. Тойб, P.A. Усманов // Wiertnictwo nafta gas rocznik, Польша: Краковская горно-металлургическая академия, 2004,- С. 8?-91.

6. Усманов P.A. Обоснование применения новых композиционных материалов в тампонажных растворах для цементирования заколонного пространства скважины в интервале перфорационных работ // Записки горного института. Полезные ископаемые России и их освоение. 2006, т.167, ч.1,-С.45-48.

7. Усманов P.A. Технологическое обоснование виброобработки эксплуатационной колонны в зоне продуктивного пласта в период формирования коагуляционной структуры цементного камня / Полезные ископаемые России и их освоение, СПб: СПГГИ, 2006 - С.45-47.

8. Усманов P.A. Свойства реагента-пластификатора в тампонажном растворе при креплении скважины в зоне перфорации обсадной колонны / VI межрегиональная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех-2005», Ухта: Ухтинский государственный технический университет, 2005,- С. 20-23.

9. Усманов P.A. Исследование влияние агрессивной среды на коррозионную стойкость полимерцементных тампонажных составов // Народное хозяйство республики Коми. 2005, т.14, №1,- С. 18-20.

РИЦ СПГГИ. 19.09.2006. 3.402. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Усманов, Руслан Айратович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗОЛЯЦИИ ЗАТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА СКВАЖИНЫ В ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТАХ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН.

1.1. Материалы, используемые для цементирования затрубного пространства скважины.

1.2. Технология цементирования продуктивных пластов.

1.3. Методы перфорации при вторичном вскрытии продуктивных пластов.

1.4. Методы улучшения физико-механических свойств цементного камня.

1.5. Выводы и постановка цели и задач исследования.

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Теоретические исследования.

2.2. Экспериментальные исследования.

2.3. Обработка результатов экспериментальных исследований.

ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ СУСПЕНЗИЙ И ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ДЛЯ ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВЫХ ПЛАСТОВ.

3.1. Постановка задач экспериментальных исследований.

3.2. Исследования реологических, фильтрационных и физико-механичеких свойств полимерцементных тампонажных смесей

3.3. Исследование деформационных процессов в цементном камне при проведении перфорации

3.4. Анализ влияния вибрационного воздействия на процессы твердения и свойства тампонажных смесей.

3.5. Исследования влияния повышенной температуры и агрессивного воздействия на свойства полимерцементного раствора и камня.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ВИБРАЦИОННОГО ПОЛЯ НА ПРОЦЕССЫ ТВЕРДЕНИЯ И СТРУКТУРНО-ТЕКСТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНОГО

КАМНЯ.

4.1. Анализ влияния вибрации на характер формирования поровой текстуры цементного камня.

4.2. Анализ влияния реагентов-пластификаторов на структуру цементного камня.

4.3. Анализ процессов фильтрации жидкости затворения при виброобработке исходной полимерцементной тампонажной суспензии. t Выводы по главе 4.

ГЛАВА V. ОПЫТНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫМИ СМЕСЯМИ.

5.1. Опытно-производственные испытания полимерцементных составов при цементировании обсадных колонн на объектах ООО «Красноярское буровое предприятие».

5.2. Производственное применение технологии виброобработки на объектах Азнакаевского УБР ОАО "Татнефть"

5.3. Обоснование целесообразности применения предложенных реагентов-пластификаторов в тампонажных смесях совместно с технологией виброобработки в зоне перфорационных работ при прострелочно-взрывных работах (ПВР)

5.4. Экономическая оценка предложенным разработкам 133 Выводы по главе 5.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование составов полимерцементных смесей и технологии цементирования обсадных колонн в интервалах проведения перфорационных работ"

Актуальность темы: В настоящее время на промыслах нефтяных компаний реализуются инновации, направленные на повышение качества заканчивания добывающих скважин. Одной из главных задач при строительстве скважины является обеспечение качественной межпластовой изоляции в затрубном пространстве. От качества крепления во многом зависит успех эксплуатации скважины, решение проблем герметичности, продолжительность «жизни» и стоимость добываемых углеводородов.

Наиболее опасным для цементного кольца и крепи в целом является проведение пулевой и кумулятивной перфорации, при которых деформация цементного камня сопровождается образованием зазора между обсадной колонной и цементным кольцом в заколонном пространстве, а также его растрескиванием не только в зонах перфорации, но и над ней. Это приводит к возникновению заколонных перетоков пластовых флюидов и, как следствие, к ухудшению качества и количества добываемого полезного ископаемого.

Традиционная технология крепления скважин, основанная на получении в заколонном пространстве цементного камня высокой прочности, не в полной мере учитывает особенности работы крепи в условиях действия термомеханических нагрузок при проведении перфорационных работ. Жесткое крепление обсадной колонны в скважине приводит к разрушению либо цементного кольца, либо обсадных труб при действии на крепь знакопеременных нагрузок, превышающих физико-механические параметры цементного камня и прочностные характеристики обсадной колонны. Совершенно очевидно, что один и тот же материал, в частности, искусственный тампонажный цементный камень на силикатной основе, не может выполнять в скважине на всем ее протяжении несовместимые задачи, отвечающие требованиям многофункциональной и долговечной эксплуатации крепи скважин.

Основными предпосылками качественного цементирования является учет физико-химических и физико-механических превращений в твердеющей тампонажной смеси, находящейся в определенных геологических и технических условиях затрубного пространства скважины и их постоянном воздействии на тампонажную суспензию, что оказывает непосредственное влияние на особенности формирования структуры и фазового состава цементного камня.

Недоучет этих факторов часто является предпосылкой к опасным осложнениям (газовые выбросы, межпластовые перетоки, обводнение скважин) или к ликвидации скважин, что приводит к значительным материальным потерям, а также представляет опасность для промышленных зданий и сооружений в районах работ при утечках газа на поверхность. Из-за газопроявлений большое количество природного газа теряется безвозвратно.

Согласно зарубежным статистическим данным [109], стоимость работ по креплению скважин составляет 30% и более стоимости всей скважины. Вследствие этого безаварийное проведение данных работ очень важно для успешного заканчивания скважин и обеспечения оптимальных условий их эксплуатации в дальнейшем. Плохое качество цементирования скважин сокращает сроки их службы, приводит к необходимости больших затрат на ремонтные работы, проводимые в целях разобщения пластов, и иногда даже к гибели скважины. При низком качестве цементирования разведочных скважин возникшее в связи с этим сообщение между пластами ведет к неверной оценке запасов нефти или газа в залежи. Следовательно, к организации и проведению работ по цементированию следует подходить со всей серьезностью и ответственностью.

Известно, что до недавнего времени повсеместно применяли один тип цемента - тампонажный портландцемент с примерно одинаковыми физико-механическими свойствами. Осложнений, связанных с негерметичностью крепи и наличием перетоков или каналов в затрубном пространстве после проведения перфорационных работ, возникало очень много [16, 19, 74].

Таким образом наиболее актуальным направлением в креплении скважин, особенно в интервале неоднородных залежей нефти и газа, является разработка технологий, обеспечивающих высокое качество сцепления цементного камня с горной породой и эксплуатационной колонной при вторичном вскрытии продуктивных пластов, а также создание композиционных тампонажных материалов, обладающих необходимыми деформационными характеристиками, обеспечивающими целостность (сплошность) тампонажного камня после окончания процесса перфорации обсадной колонны.

Значительный вклад в развитие научных представлений о процессах твердения тампонажных растворов, а также в разработке технологии разобщения пластов в неоднородных залежах внесли отечественные и зарубежные исследователи: Ф.А. Агзамов, М.О. Ашрафьян, А.И. Булатов, Ю.М. Бутт, А. А. Гайворонский, B.C. Данюшевский, Н.С. Дон, Н.Х. Каримов, В.И. Крылов, Т.В. Кузнецова, А.А. Клюсов, И.В. Кравченко, Н.Н. Круглицкий, Т.Ю. Любимова, О.М. Мчедлов-Петросян, А.Х. Мирзаджанзаде,

A.Ф. Полак, П.А. Ребиндер, Н.И. Титков, Р.И. Шищенко, P.W. Brown, J.D. Birchell и др.

Техника и технология повышения качества цементирования скважин приобрели существенное развитие благодаря таким ученым как: Ю.С. Кузнецов, А.Т. Кошелев, М.Р. Мавлютов, Н.И. Николаев, Д.Ф. Новохатский,

B.П. Овчинников, В.Н. Поляков, Л.И. Рябова, С.А. Рябоконь, Г.М. Толкачев.

Целью работы является повышение качества изоляции затрубного пространства скважины полимерцементными смесями при вторичном вскрытии продуктивных пластов путем изменения структурно-текстурных характеристик цементного камня.

Идея работы заключается в направленном регулировании времени начала проведения перфорационных работ за счет введения композиции полимерных смесей в тампонажную суспензию с последующей вибробработкой ее в зоне продуктивного пласта.

Задачи исследования:

• анализ материалов и реагентов, используемых при тампонировании скважин, а также современного состояния технологии цементирования скважин с оценкой факторов, влияющих на качество межпластовой изоляции;

• исследование реологических и физико-механических свойств и разработка составов полимерцементных тампонажных смесей на основе минеральных вяжущих веществ с добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ) различной молекулярной массы;

• оценка влияния вибрации на физико-механические свойства полимерцементного камня, а также электронно-микроскопические исследования кристаллизационной структуры и поровой текстуры полимерцементного тампонажного камня, влияния вибрационного воздействия на процессы фильтрации жидкости затворения полимерцементного тампонажного раствора;

• электронно-микроскопические исследования поровой текстуры полимерцементного камня, предварительно подвергнутого виброобработкой на стадии гидратации тампонажного раствора.

Методика исследований включает в себя комплекс экспериментальных работ по исследованию микроструткуры полимерцементного тампонажного камня, а также оценку влияния вибрации на реологические и физико-механические характеристики полимерцементной смеси. Данные, полученные в ходе лабораторных испытаний, обрабатывались методами математической статистики при планировании и обработке результатов экспериментов по исследованию цементных суспензий и тампонажного камня.

Научная новизна работы заключается в новом методическом подходе к решению задач вторичного вскрытия продуктивных пластов, базирующемся на управлении процессом формирования крепи в затрубном пространстве посредством вибрационного воздействия на твердеющую тампонажную суспензию; установлении факторов, контролирующих основные физико-механические свойства тампонажных материалов, модифицированных азотосодержащими неионогенными и ионогенными ПАВ; обосновании времени проведения перфорационных работ на стадии перехода коагуляционной структуры полимерцементной смеси в кристаллизационную.

Защищаемые научные положения:

1. Целостность тампонажного камня, а также его сцепление с горными породами и обсадной колонной может быть обеспечена при проведении перфорационных работ при вторичном вскрытии продуктивных пластов в период перехода коагуляционной структуры тампонажной суспензии в кристаллизационную структуру камня;

2. Управление регологическими и фильтрационными характеристиками тампонажных смесей на основе минеральных вяжущих веществ введением в их состав композиций низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений (до 0,2%) и виброобработкой при частоте 50Гц и амплитуде до Змм, способствует повышению качества цементирования обсадных колонн за счет увеличения прочности и адгезионных показателей цементного камня и уменьшения его пористости.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяется современным уровнем аналитических и достаточным объемом экспериментальных исследований, высокой степенью сходимости их результатов и воспроизводимостью полученных данных.

Практическая ценность работы заключается в разработке составов полимерцементных смесей для цементирования скважин в зоне продуктивных пластов. Разработанные составы опробованы при строительстве скважин на производственных объектах ООО «Красноярское буровое предприятие»

Апробация работы. Основные положения, результаты теоретических и экспериментальных исследований, выводы и рекомендации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Санкт-Петербургского государственного горного института (Санкт-Петербург, 2004, 2005, 2006г.г.); XIV Международной конференции по науке и технике (Польша, Краковская горно-металлургическая академия, 2004 год); на V международной научно-технической конференции, «Науковый вистник» (Национальный горный университет, Украина, 2004г.); V юбилейная межрегиональная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех-2004» (Воркута, Воркутинский горный институт, 2004г.); Научный симпозиум студентов, аспирантов и молодых ученых ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР» (Томск, Томский политехнический институт, 2004г.); VI юбилейная межрегиональная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех-2004» (Воркута, Воркутинский горный институт, 2004г.); «Освоение минеральных ресурсов севера» (Воркута, Воркутинский горный институт, 2006г.).

По результатам работы над диссертацией в 2006 году автору была присуждена стипендия Правительства РФ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано девять печатных работ, в том числе тезисы двух докладов.

Заключение Диссертация по теме "Технология бурения и освоения скважин", Усманов, Руслан Айратович

Общие выводы и рекомендации:

1. Перфорационные работы при вторичном вскрытии продуктивных пластов следует проводить при достижении пластической прочности тампонажной смеси ЮкПа.

2. Для достижения необходимой пластической прочности тампонажной суспензии в качестве пластифицирующей добавки эффективно применение композиции ПАВ: низкомолекулярного реагента катамин и высокомолекулярного - поливинилпироллидон.

3. Добавки композиции реагентов катамина 0,2% и поливинилпироллидона 0,2% способствует значительному увеличению прочности на сжатие - 75%, и изгиб -60% через 28 суток твердения, увеличению адгезии в 2раза через 8 суток твердения.

4. Вибрационная обработка полимерцементных растворов (при частоте 50Гц, амплитуде колебаний 2мм, продолжительности вибрирования 5мин) уменьшает пористость тампонажного камня на 40% по сравнению с базовыми образцами. Это способствует значительному увеличению прочности полимерцементного камня при сжатии в среднем на 180%, прочности при изгибе на 150%, адгезионные свойства в 2,5 раза.

5. Активному переходу кристаллических новообразований в аморфную форму способствует наличие в системе катионактивного катамина, а его стабилизация достигается включением в процесс структурообразования неионогенного высокомолекулярного поливинилпироллидона.

6. Фильтрат тампонажного раствора при воздействии на него виброимпульсов отжимается в пористую среду, т. е. уходит от источника вибрации. Интенсивность движения фильтрата в пласт зависит как от режима вибрации (частота и амплитуда), так и от направления приложения виброимпульсов к тампонажному раствору.

7. Определение времени начала проведения перфорационных работ во время перехода цементной смеси из коагуляционной структуры в кристаллизационную, позволяет решить проблему хрупкого разрушения цементного кольца в заколонном пространстве скважины.

8. Технология цементирования скважин с применением полимерцементных смесей и последующей виброобоработкой обсадных колонн зоне продуктивного пласта, позволяет существенно уменьшить расходы на строительство одной скважины за счет сокращения продолжительности ОЗЦ на 60%.

9. Внедрение результатов исследования в производство позволит существенно сократить затраты времени на освоение скважин и получить экономический эффект с одной скважины в размере 1 302, 026 тыс. руб.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Усманов, Руслан Айратович, Санкт-Петербург

1. Агзамов Ф.А., Измухабетов Б.С., Каримов И.Х., Мавлютов М.Р. Повышение долговечности тампонажного камня в агрессивных флюидах нефтяных и газовых скважин. Самара: «Строительство» РИА, 1998.

2. Ахмадиев Р.Г., Данюшевский B.C. Химия промывочных и тампонажных жидкостей. М.:Недра,1981.

3. Ашрафьян М.О. Технология разобщения пластов в осложненных условиях. М.: Недра, 1989.

4. Ашрафьян М.О., Луничкин В.А., Динмухамедов Д.Х. Совершенствование технологии цементирования скважин. М.: Недра, 1986.

5. Ашрафьян М.О. Повышение качества разобщения пластов в глубоких скважинах. М.: Недра, 1982.

6. Барановский В.Д., Булатов А.И., Крылов В.И. Крепление и цементирование наклонных скважин. М.: Недра, 1983.

7. Башкутов B.C. Минерализованные тампонажные растворы для цементирования скважин в сложных условиях. М.: Недра, 1986.

8. Белов Н.В., Белова Е.Н. Химия и кристаллохимия цементных минералов. В кн. Шестой международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976, т.1, с. 19-24.

9. Бережной А.И., Зельцер П.Я., Муха А.Г. Электрические и механические методы воздействия при цементировании скважин. М. Недра, 1976.

10. Ю.Беркович Т.М. О кинетике процесса гидратации цемента. About kinetics of hydration of cement. //ДАН СССР. -1963. -Т. 149. -Вып.5.

11. П.Бобров Б.С., Лесун В.В. Гидратация алюмоферрита кальция в растворах сульфатов натрия и магния // В сб.: Гидратация и твердение цементов Челябинск: 1974, с.46-54

12. Бобров Б.С., Шикирянский A.M. Об оптимальной добавке гипса к низкоалюминатному портландцементу // В сб.: Инженерно-физические исследования строительных материалов Челябинск, 1977-е. 122-127.

13. Будников П.П., Рояк С.М., Малинин Ю.С., Маянц М.М. Исследование кинетики гидратации минералов портландцементного клинкера при гидротермальной обработке. Investigation of hydration kinetics of cement minerals. //ДАН СССР. -1963. -T.148. -Вып.1.

14. Булатов А.И., Макаренко П.П., Будников В.Ф.и др.- М.: Недра, 1997-1998.-Т.1-Б.

15. Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению: В 4 томах- М.: Недра, 1993- 1995. Т. 1-4.

16. Булатов А.И. Технология цементирования нефтяных и газовых скважин. М. Недра, 1983.

17. Булатов А.И., Данюшевский B.C. Тампонажные материалы. М.: Недра, 1987.

18. Булатов А.И. Управление физико-механическими свойствами тампонажных систем. М.: Недра, 1976.

19. Булатов А.И. Формирование и работа цементного камня в скважине. -М.: Недра, 1990.

20. Булатов А.И., Мариампольский А.Н. Химические реагенты для регулирования свойств тампонажных растворов. М.:ВНИИОЭНГ, 1994-ббс.

21. Булатов А.И., Гагай Т.Н., Галиенко А.С. Современные методы физико-химического исследования дисперсных материалов и растворов в бурении. М.: ВНИИОЭНГ, сер. Бурение, 1985.

22. Бутт Н.М., Тимашев В.В. практикум по химической технологии вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1973.

23. Буровые промывочные и тампонажные растворы: Пособие для ВУЗов.-М.: ОАО издательство «Недра», 1999.

24. Видовский A.JL, Булатов А.И. Напряжения в цементном камне глубоких скважин. М.: Недра, 1977.

25. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1979.

26. Вяхирев В.И., Овчинников В.П., Овчинников П.В., Ипполитов В.В., Фролов А.А.- М.: Недра, 2000-134с.

27. Гапон Е.Н., Овледиян Д.А. Журнал физико-химического общества. -1928. -№1.

28. Гольдштейн В.В. Применение полимеров при бурении и креплении скважин.- М., ВНИИОЭНГ, 1979.

29. ГОСТ 26798.1-96 Цементы тампонажные. Методы испытаний М.:МНТКС, 1998-48с.

30. ГОСТ 1581-96 Цементы тампонажные. Технические условия М.:МНТКС, 1998-12с.

31. Данюшевский B.C. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов. М.: Недра, 1978.

32. Данюшевский B.C., Джабаров К.А. Три вида пор в цементном камне. -«Изв. АН СССР, сер. Неорганические материалы», т. X. 1974, №2, с. 354-357.

33. Дедусенко Т.Я., Иванников В.И., Липкес М.И. Буровые растворы с малым содержанием твердой фазы. М: Недра, 1995, с. 160.

34. Калинин А.Г., «Практическое руководство по технологии бурения скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые». М.: ОАО«Недра» 2001г.

35. Кравцов В.М., Кузнецов Ю.С., Мавлютов М.Р., Агзамов Ф.А. Крепление высокотемпературных скважин в коррозионно-активных средах. М.: Недра, 1987

36. Круглицкий И.Н., Гранковский И.Г., Вагнер Г.Р., Детков В.П. Физико-химическая механика тампонажных растворов. Киев: Наукова думка,1974.

37. Крылов В.И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах. -М.: Недра, 1980.

38. Кузнецов П.В., Фролов В.Г. «Специальные тампонажные материалы для низкотемпературных скважин».- М.: ОАО «Недра-бизнесцентр», 2002г-115с.

39. Кузнецов В.Г. Влияние различных факторов на прочность крепи скважины // Известия Вузов Нефть и газ- Тюмень, 1997, №6, 54с.

40. Любимова Т.Ю., Ребиндер П.А. Особенности кристаллизационного твердения цементов в зоне контакта с различными твердыми фазами (заполнителями). ДАН СССР, т. 163, № 6, 1965.

41. Любимова Т.Ю., Ребиндер П.А. Исследование кристаллизационной структуры твердеющих минеральных вяжущих веществ в зоне контакта с заполнителями методами сканирующей электронной и оптической микроскопии. ДАН СССР, т.201, № 65, 1971.

42. Мавлютов Н.Р., Агзамов Ф.А., Овчинников В.П., Кузнецов Ю.С. «Долговечность тампонажного камня в нефтяных и газовых скважинах» Уфа: Изд. Уфимский нефт. и газ. институт, 1987г.

43. Мариампольский Н.А., Булатов А.И. Регулирование технологических показателей тампонажных растворов. -М.: Недра, 1988 224 с.

44. Методы исследования цементного камня и бетона. Методическое пособие. М.: Стройиздат, 1970.

45. Мирзаджанзаде А.Х., Мищевиц Г.И., Титков Н.И. и др. Повышение качества цементирования нефтяных и газовых скважин. М.: Недра,1975.

46. Николаев Н.И., Нифонтов Ю.А., Д.А. Дернов, Тойб P.P. Поколение отечественных полимеров для бурения скважин. «Промышленность сегодня», СПб, вып. 1, 2004 г.

47. Овчинников В.П. Разработка специальных тампонажных композиций и технологии подготовки ствола скважины для разобщения пластов в различных термобарических условиях: Диссертация д-ра технических наук- Уфа, 1992-456с.

48. Освоение скважин: Справочное пособие/под ред. Р.С. Яремийчука- М.: ООО «Недра-бизнесцентр», 1999г.-473с.

49. Полак А.Ф., Сравнительный обзор теорий твердения минеральных вяжущих веществ. В сб.: Успехи коллоидной химии. - М.: Недра,1973.

50. Полак А.Ф. //Коллоидный журнал. -1960. -Т.22. -Вып.6.

51. Полак А.Ф. //Труды БашНИИстроя. -1963. -Вып.З.

52. Полак А.Ф. Кинетика структурообразования цементного камня. Kinetics of structure formation of cement stone. //VI Международный конгресс по химии цемента. -М.: Стройиздат, 1976. -T.II-1. -С.64-68.

53. Попов А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважины.- М.: Недра, 1990.57.«Проблемы вторичного вскрытия нефтяных скважин», Нефтегазовое дело- информационный журнал, 2003г.

54. Проселков А.И., Булатов Ю.М., «Технология бурения нефтяных и газовых скважин».- М.: ОАО «Недра», 2001г.

55. Применение поверхносто-активных веществ и других химических реагентов в нефтедобывающей промышленности: Сб. БашНИПИнефть. Вып. IV. М.: Недра, 1970. - 312 стр

56. Ратинов В.Б., Розенберг Т.Н., Рубинина И.М. //ДАН СССР. -1962. -Т. 145. -№5.

57. Рахимбаев Ш.М. Регулирование технических свойств тампонажных растворов Ташкент: ФАН, 1976.

58. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. М.: Стройиздат, 1983. -279 стр.

59. Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. -М.: Высшая школа, 1978.

60. Рябченко В.И., Булатов А.И., Круглицкий Н.Н., Мариампольский Н.А Промывочные жидкости и тампонажные растворы. — Киев: Техника,1974.

61. Сегалова Е.Е., Ребиндер П.А. Современные физико-химические представления о процессах твердения минеральных вяжущих веществ// Строительные материалы. 1960. - №1.

62. Соловьев Е.М. Заканчивание скважин. М., «Недра», 2001. 303 стр.

63. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Под редакцией проф. А.И. Булатова/А.И. Булатов, Л.Б. Измайлов, В.И. Крылов и др. — М: Недра, 1981.

64. Сутягин В.В. Снижение проницаемости межпластовой изоляции в скважинах. М.: Недра, 1989. - 264 стр.

65. Твердение вяжущих при повышенных температурах /Бутт Ю.М., Рашкович Л.Н. М.: Стройиздат, 1965 - 221 с.

66. Тимашев В.В. Избранные труды. Синтез и гидратация вяжущих веществ М.: Наука, 1986 - 424 с.

67. Тойб P.P., Загривный Ф.А., Питер Л. Мванса. Результаты исследования физико-механических свойств, полимерцементных композиций снизким содержанием дисперсионной среды. В сб. трудов молодых ученых, СПб, СПГГИ, 2003.

68. Толкачев Г.М., Долгих J1.H., Шилов A.M. Сероводородостойкий магнезиально-фосфатный тампонажный материал. Москва, Нефтяное хозяйство, 1986.

69. Толкачев Г.М., Шилов A.M., Козлов А.С. Технологические жидкости для бурения, крепления, ремонта и ликвидации скважин. Интел Экспо-Международный Инновационный потенциал.

70. Усманов Р.А. Вибрационная обработка обсадных колонн для повышения качества межпластовой изоляции затрубного пространства // Сб. трудов молодых ученых, Уральский государственный технический университет, Екатеринбург, 2004,- с.33-36.

71. Усманов Р.А. Повышение качества цементирования обсадных колонн при вторичном вскрытии // Науковый вестник №5, Национальный горничный университет, Украина, 2004.- с.59-61.

72. Усманов Р.А. Обоснование применения новых композиционных материалов в тампонажных растворах для цементирования заколонного пространства скважины в интервале перфорационных работ // Сб. трудов молодых ученых, СПГГИ, СПб, 2005.- с. 96-97.

73. Усманов Р.А. Исследование влияние агрессивной среды на коррозионную стойкость полимерцементных тампонажных составов// Народное хозяйство республики Коми. Научно-технический журнал т. 14 №1, Сыктывкар, 2006.- с. 18-20.

74. Фридляндер Л.Я. и др. Прострелочно-взрывная аппаратура- М.: Недра, Справочник, 1990.

75. Чернов А.Н. О структурообразовании при схватывании цемента //В сб.: Инженерно-физические исследования строительных материалов -Челябинск, 1976, с.45-49.

76. Чубик П.С. Практикум по тампонажным материалам.Томск, изд. ТПУ, 1999.-82 стр.

77. Шейкин А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979.

78. Шубов К.Т. Флототационные материалы. М.: Высшая школа, 1981.

79. Шадрин JI.H. Регулирование свойств тампонажных растворов при цементировании скважин. М., «Недра», 1969. 240 стр.

80. Яковлев A.M., Николаев Н.И. Очистные агенты и опреативное тампонирование скважин. JI.: ЛГИ, 1990.

81. Birchall J.D., Howard A.J., Bailey J.A. On the hydration of Portlandcement. /Proc. Ray. Soc. -London. -1978. A360, №1702. -pp.445-453.

82. Ulm Franz-Josef, Coussy Olivier. Strength Growth as Chemo-Plastic Hardening in Early Age Concrete. /Journal of Engineering Mechanics, Vol. 122, No. 12, December 1996, -pp.1123-1132.

83. Cervera Miguel, Oliver Javier, Prato T. Thermo-Chemo-Mechanical Model for Concrete. I: Hydration and Aging. //Journal of Engineering Mechanics, Vol. 125, No. 9, September 1999, -pp. 1018-1027.

84. Bezjak A. Kinetics analysis of cement hydration including various mechanistic concepts. 1 .Theoretical development. //Cem. and Concr. Res., -1983. №3. -pp.308-318.

85. Birchall J.D., Howard A. J., Bailey J.A. On the hydration of Portlandcement. //Proc. Ray. Soc. -London. -1978. A360, №1702. -pp.445.453.

86. Brown P.W., Pommersheim J., Frohnsdorff G. A kinetic model for the hydration of tricalcium silicate. //Cem. and Concr. Res., -1985. №1. -pp.35-41.

87. Brunauer S„ Copland L.E. Journal Phys. Chem. 60, 1-112, 1956.

88. Gartner E.M., Gaidis J.M. Hydration mechanisms, I. //Mater.sci.Concr.I. -Westerville (Ohio), 1989. -pp.95-125.

89. Jennings H.M., Pratt P.L. On the Hydration of Portland Cement. //Proc. Brit. Ceram. Soc. -1979. -№28. -pp. 179-193.

90. Jennings H.M., Pratt P.L. An Experimental Argument for the Existence of a Protective Membrane Surrounding Portland cement During the Induction Period. //Cem. and Concr. Res. -1979. -№4. -pp.501-506.

91. Knudnon Torbon. The dispersion model for hydration of Portland cement. 1.General concepts. //Cem. and Concr. Res., -1984. №5. -pp.622630.

92. Mchedlov-Petrossyan O.P., Chernyavsky V.L. Physico-chemical peculiarities of clinker relicts hydration in cement stone. //Cemento, -1988. №3. -pp.171-178.

93. Odler I., Dorr H. Early hydration of tricalcium silicate. 2.The induction period. //Cem. and Concr. Res., -1979. №3. -pp.277-284.

94. Ostrowski C., Kowalczyk Z. Hydratationskinetik des Zements. //Baustoffindustrie. -1975. -A18. -№4. -pp.4-6.

95. Pommersheim J.M., Clifton J.R. Mathematical modelling of tricalcium silicate hydration. //Cem. and Concr. Res., -1979. №6. -pp.765770.

96. Ridge M.Y. Journ. Appl. Sci. B.10, S.218, 1956.

97. Shiller K. Journ. Appl. Chem. 12, №3, 1962.

98. Werner R. Beschreibung des Hydratationsprocesses von Portlandzementen auf der Grundlage eines Diffusionsmodells. //Betontechnik. -1982. №6. -pp. 164-167.

99. Ulm Franz-Josef, Coussy Olivier. Strength Growth as Chemo-Plastic Hardening in Early Age Concrete. //Journal of Engineering Mechanics, Vol. 122, No. 12, December 1996, -pp.1123-1132.- №го (о и1. Утверждаю:

100. Генеральный дирекюр ООО «Крг ровоепредв1. Гг&У К ЛI. Жуйков1. Результаты Vопьино-нромысловых ис1(»иа!гии нолимерцемсншых тампонажных смесей длянсмеп 1 ирования обсадных колонн

101. В период с июня но сентябрь 2005 i. на производственных объектах ООО «Красноярское буровое приедприятие» были произведены опытные работы по цементированию скважин с использованием в составе тамнонажпот раствора реагент «Конкреиол» и «Катамин».

102. Указанные реагенты являются пластифицирующими и упрочняющими добавками для тампонажных растворов. Они полностью растворимы в воде, устойчивы к солевой ai рессии, к низким и высоким температурам Имею)

103. Лабораторные исследования показывают, чю добавка этих реатентов в количестве 0,8-1.0% позволяет повысить прочность цементного камня па сжатие и изгиб в 1,5-2 раза, а его адгезию на контакте с обсадными трубами в 1 7 pa j

104. Результаты опытных цементации при первичном цементировании и капитальном ремонте скважин приведены в таблице. Как видно из таблицы, при общем объеме проведенных цемептажейз42бметров, 8.3,3 .»> изоляционных работ дали положительные результаты