Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Повышение трещиностойкости облегченного тампонажного камня конструкции нефтегазовой скважины

ВАК РФ 25.00.15, Технология бурения и освоения скважин

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Беляев, Константин Владимирович

ft ВВЕДЕНИЕ.

1. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ТРЕ-ЩИНОСТОЙКОСТИ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Основные методы оценки трещиностойкости цементных материалов.

1.2. Работа цементного камня в скважине и причины его трещинообразования.

Выводы по главе 1. Научная гипотеза.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОБОРУДОВАНИЕ. МАТЕРИАЛЫ.

2.1. Методики исследований и оборудование.

2.1.1. Методика изготовления образцов.

2.1.2. Методика проведения равновесных испытаний на растяжение при изгибе.

2.1.3. Методика проведения равновесных испытаний на растяжение.

2.1.4. Методика проведения химического и микроструктурного анализа.

2.1.5. Методика проведения рентгенофазового анализа (РФА).

2.2. Характеристика применяемых материалов.

2.2.1. Вяжущее.

2.2.2. Наполнители.

2.2.3. Модификатор.

2.3. Определение расхода материалов.

Выводы по главе 2.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ТРАДИЦИОННЫХ

0) ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1. Исследование структуры и свойств облегченных тампонажных материалов со вспученными перлитовым и вермикулитовым песком.

3.2. Повышение трещиностойкости традиционных тампонажных материалов.

3.3. Оптимизация составов традиционных тампонажных материалов.

Выводы по главе 3.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ТАМПОНАЖ-НОГО МАТЕРИАЛА С АПСМС.

4.1. Исследование структуры и свойств тампонажного материала с АПСМС.

4.2. Изучение трещиностойкости модифицированного тампонажного материала с АПСМС.

4.3. Оптимизация составов модифицированного тампонажного материала с АПСМС.

Выводы по главе 4.

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЦЕМЕНТИРОВ АНИЯ ОБЛЕГЧЕННЫМ ТАМПОНАЖНЫМ РАСТВОРОМ С АПСМС

И С-3 И ПРОВЕДЕНИЕ ПРОМЫСЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ.

5.1. Технология цементирования скважин облегченным тампонажным материалом с АПСМС и С-3 повышенной трещиностойкости.

5.2. Опытно-промысловые испытанияния облегченного тампонажного материала повышенной трещиностойкости.

5.3. Экономический эффект применения облегченного тампонажного материала повышенной трещиностойксти.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Повышение трещиностойкости облегченного тампонажного камня конструкции нефтегазовой скважины"

Материалы на основе тампонажных цементов применяются при строительстве нефтяных и газовых скважин для герметизации затрубного пространства между стальными обсадными трубами, а также между обсадной трубой и горной породой. Обсадные трубы и затвердевший цементный камень в затрубном пространстве создают конструкцию скважины. Таким образом, тампонажным камень является конструкционным строительным материалом.

В процессе эксплуатации скважины в тампонажном камне возникает напряженное состояние. Это связано с разнообразием нагрузок, действующих на камень, находящийся в кольцевом пространстве. Ствол скважины не всегда направлен прямолинейно и вертикально. Поэтому на некоторых участках скважины возникают изгибающие усилия при наличии горного давления. К тому же, форма цементного кольца не является строго цилиндрической на всем протяжении скважины. Это связано с кавернозностью (наличием каверн) пробуренного ствола скважины и ведет к возникновению дополнительных локальных напряжений. Этому также способствует различная несущая способность пластов, которые пересекает скважина. Кроме того, на цементный камень действует собственный вес вышележащего кольца.

После цементирования затрубного пространства, в нижней части скважины производится перфорация стальной колонны и цементного кольца для вывода нефти или газа из недр земли в скважину. Иногда давление газа в пласте достигает 80 МПа. При добыче нефти часто наблюдается разница давлений в нефтеносных пластах и эксплуатационной колонне скважины. При этом может возникнуть эффект гидроудара. Такие процессы приводят к потере массы цементного кольца нижней части скважины за счет отколов. При этом могут возникнуть трещины, в которые проникают нефть, газ, пластовые воды.

Еще более сложные условия работы скважины в районах многолетних мерзлых пород (ММП), где оставшаяся в кавернах промывочная жидкость замерзает. При этом возникают кристаллизационные давления, иногда превышающие предел прочности стальных труб. Следовательно, тампонажный камень в скважине воспринимает изгибающие и растягивающие нагрузки, а также всестороннее сжатие вокруг стальной трубы. Можно, видимо, считать, что цементное кольцо в таких условиях работает на упругом основании, каковым является обсадная труба.

При эксплуатации скважины на цементный камень могут влиять различные агрессивные среды. Это приводит к развитию процессов коррозии. По природе процессы коррозии цементного камня скважины можно разделить на две группы:

1. Процессы, связанные с воздействием пластовых вод различной минерализации. В этих водах присутствуют Са , Mg , СГ, S04 S

2. Процессы, связанные с воздействием соединений нефти и газа.

Все перечисленные факторы могут вести к появлению и развитию трещин в цементном камне. А это, в свою очередь, нарушает целостность конструкции скважины из-за перетоков из пласта в пласт, вызывающих потерю давления в нефтегазоносных горизонтах при их добыче, снижает ее дебит. В условиях ММП появление трещин еще и ухудшает теплоизолирующие свойства тампонажного камня, что может привести к растеплению горных пород, окружающих скважину. Это влечет за собой нарушение герметичности за-трубного пространства и, даже обрушение скважины.

Все эти негативные явления снижают долговечность конструкции скважины и, в конечном итоге - ее надежность.

Большой вклад в разработку методик определения и исследования тре-щиностойкости внесли: Ю.М. Баженов, Г.И. Горчаков, Е.А. Гузеев, Ю.В. Зайцев, А.А. Клюсов, С.Н. Леонович, И.П. Новикова, Л.П. Орентлихер, Д.В. Орешкин, Г.Н. Первушин, В.А. Перфилов, Г.П. Сахаров, В.В. Тур, В.И. Шевченко и др. Существенный вклад в изучение работы цементного камня в условиях скважины и разработку тампонажных материалов, в том числе, об-& легченных, внесли: Ф.А. Агзамов, P.M. Алиев; М.О. Ашрафьян; B.C. Бахшутов; Г.А. Белоусов; А.И. Булатов; И.Ю. Быков; Г.Т. Вартумян; В.И. Вяхирев; А.А. Гайворонский; А.Н. Гноевых; B.C. Данюшевский; В.В. Ипполитов; А.А. Клюсов; Ю.Р. Кривобородов; В.И. Крылов; Д.А. Крылов; Т.В. Кузнецова; А.К. Куксов; Е.Г. Леонов; М.Р. Мавлютов; М.А. Мариампольский; Д.Ф. Но-вохатский; В.П. Овчинников; Д.В. Орешкин; А.П. Осокин; Г.Н. Первушин; А.Г. Потапов; С.А. Рябоконь; А.А. Фролов; З.Б. Энтин; Б.Э. Юдович и др.

Таким образом, трещиностойкость является одним из важнейших свойств тампонажного материала. Вопросы трегциностойкости для таких материалов практически не изучались.

Делыю работы является разработка составов облегченных тампонажных материалов повышенной трещиностойкости с улучшенной структурой и свойствами для предупреждения осложнений при креплении скважин.

Основные задачи исследований

1. Исследование условий работы облегченного цементного камня и определение путей повышения трещиностойкости.

2. Разработка необходимого комплекса методик для исследования свойств облегченных цементных тампонажных материалов.

3. Изучение структуры и определение свойств облегченных цементных тампонажных материалов со вспученными перлитовым (ВПП) и вермикули-товым песком (ВВП) и аппретированными полыми стеклянными микросферами (АПСМС).

4. Оптимизация составов облегченных тампонажных растворов при помощи математического планирования эксперимента и обработки результатов исследований. Получение математических моделей.

5. Определение трещиностойкости облегченных цементных тампонажных материалов при одинаковых плотностях раствора.

Методы решения поставленных задач. Поставленные задачи решались на основе анализа данных, содержащихся в литературных источниках, экспериментальных работ, методов математического планирования эксперимента. Расчеты осуществлялись на ПЭВМ при помощи программы «Excel».

Научная новизна работы

1. Установлено, что трещиностойкость тампонажного камня может быть повышена путем уплотнения его цементной матрицы камня за счет снижения воды затворения, а также введением в раствор активного наполнителя повышенной прочности.

2. Впервые предложен критерий количественного определения трещино-стойкости тампонажного камня - по удельным энергозатратам на инициирование локальной трещины.

3. Установлено, что введение суперпластификатора в облегченный тампо-нажный раствор снижает объемную долю цементной матрицы камня, повышая ее прочность и плотность.

4. Выявлено химическое взаимодействие между гидратированным цементом и активными наполнителями в облегченном тампонажном растворе в период ОЗЦ.

5. Установлен общий характер зависимости трещиностойкости при осевом растяжении и изгибе от качества структуры цементного камня.

Основные защищаемые положения

1. Научно-технические пути получения облегченного цементного материала повышенной трещиностойкости.

2. Комплексную методику количественного определения трещиностойкости цементного камня, ее критерий.

3. Результаты изучения структуры, свойств облегченных цементных там-понажных материалов, сравнение с различными наполнителями (ВПП, ВВП, АПСМС).

4. Двухфакторные зависимости свойств облегченного цементного камня от его состава и структуры.

Практическая ценность и реализация результатов работы

1. Предложенная методика позволяет количественно определить показатели трещиностойкости и сравнивать цементные тампонажные камни любой плотности.

2. Количественно определены физико-механические свойства облегченных цементных тампонажных материалов, а также объемная доля, средняя плотность и прочность цементной матрицы таких материалов.

3. Произведено количественное сравнение трещиностойкости материалов с ВВП, ВПП и АПСМС, имеющих одинаковые средние плотности раствора.

4. Получены математические зависимости свойств от состава, позволяющие определить расход материалов для требуемых горно-геологических условий нефтегазовой скважины.

5. Разработана технология цементирования скважин облегченным тампо-нажным материалом повышенной трещиностойкости.

6. В результате промысловых испытаний на трех нефтяных (ЗАО «Первая Национальная Буровая Компания») и одной газовой (ДООО «Тюменбургаз») скважинах облегченного тампонажного материала с АПСМС и СП С-3 благодаря стабильности свойств раствора и повышенной трещиностойкости цементного камня проведено качественное цементирование скважин (подъем цементного раствора до устья за один прием без осложнений). Экономический эффект составил более 1,2 млн. рублей.

Апробация работы Основные результаты работы докладывались на 4-ой научно-практической конференции «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (МГСУ, г. Москва, 2001 г.); 7-ой международной конф. «Проблемы строительной теплофизики, систем микроклимата и энергосбережения в зданиях» (НИИСФ, г. Москва, 2001 г.); всероссийской конф. «Большая нефть: реалии, проблемы, перспективы. Нефть и газ европейского

Северо-Востока» (УхГТУ, г. Ухта, 2003 г.); заседании кафедры строительных материалов Московского государственного строительного университета (г. Москва, 2003 г.); научном семинаре и расширенном заседании кафедры бурения Ухтинского государственного технического университета (г. Ухта, 2003 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 9 статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложений. Диссертация изложена на 118 страницах, включает в себя 33 рисунка, 23 таблицы. Список использованной литературы содержит 99 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Технология бурения и освоения скважин", Беляев, Константин Владимирович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны теоретические положения создания облегченных и сверхлегких тампонажных материалов повышенной трещиностойкости путем уплотнения цементной матрицы и введением в раствор АПСМС.

2. Впервые разработан критерий количественной оценки трещиностойкости облегченного тампонажного материала, определяемый методами механики разрушения по энергозатратам на инициирование локальной трещины.

3. Получена математическая модель облегченного и сверхлегкого тампонажного материала повышенной трещиностойкости и определены факторы, влияющие на трещиностойкость: прочность, плотность и объемная доля цементной матрицы. Оптимизированы составы таких материалов при помощи математического планирования и обработки результатов эксперимента в зависимости от несущей способности горных пород в интервале цементирования.

4. Получены и проанализированы количественные значения трещиностойкости облегченных тампонажных материалов с ВП, ВВ, АПСМС. Установлен общий характер изменения трещиностойкости при испытаниях на изгиб и растяжение. Аналогичный характер зависимости наблюдался и для тампонажного камня, сформированного при разной температуре.

5. Количественный анализ значений трещиностойкости облегченных тампонажных материалов с различными наполнителями при одинаковой средней плотности раствора показал, что при плотности 1,61 г/см3 трещиностойкости материалов с ВП, ВВ и АПСМС примерно одинаковы. Однако, при плотности 1,32 г/см3 тампонажный камень с АПСМС имеет в 2.3 раза трещиностойкость выше по сравнению с другими испытанными материалами. Дальнейшее снижение средней плотностью раствора с ВП и ВВ практически невозможно из-за водоотделения и катастрофического снижения прочности.

6. Используя АПСМС, получен сверхлегкий тампонажный материал с плотностью вплоть до менее 1 г/см повышенной трещиностойкости. При таких значениях трещиностойкость камня с АПСМС достигает значений, сопоставимых с трещиностойкостью камня на чистом ПЦТ.

7. Установлено, что введение АПСМС и суперпластификатора С-3 в тампонажный раствор модифицирует структуру камня, уплотняет ее и улучшает все физико-механические свойства тампонажного материала. Количественно определены эти свойства, а также объемная доля, прочность и плотность цементной матрицы таких материалов. Установлены зависимости.

8. Разработана технология получения облегченного и сверхлегкого тампонажного материала повышенной трещиностойкости. Расчетный экономический эффект от промысловых испытаний такого материала на трех скважинах Удмуртии составил свыше 1,2 млн. руб. О

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Беляев, Константин Владимирович, Москва

1. Попов Н.А., Орентлихер Л.П. Трещиностойкость легких бетонов // Бетон и железобетон. 1963. - № 5. - С. 25 - 28.

2. Состав, структура и свойства цементных бетонов / Г.И. Горчаков, Л.П. Орентлихер, В.И. Савин, В.В. Воронин, Л.А. Алимов, И.П. Новикова. М.: Стройиздат, 1976. - 144 с.

3. Гузеев Е.А., Шевченко В.И., Сейланов Л.А. Исследование силовых и энергетических параметров разрушения бетона по полностью равновесным диаграммам его деформирования // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1986. - № 8. - С. 1 - 5.

4. Стольников В.В. Исследования по гидротехническому бетону. М. -Л.: Госэнергоиздат, 1962. - 116 с.

5. Стольников В.В., Литвинова Р.Е. Трещиностойкость бетона. М.: Энергия, 1972. - 122 с.

6. Саталкин А.В. Трещиностойкость тяжелого бетона // Гидротехническое строительство. — 1964. № 12. - С. 9-10.

7. Силаенков Е.С. Сб. научных тр. Уралстройниипроекта. Свердловск, 1968. -№20. -С. 34 - 39.

8. Сахаров Г.П. Комплексная оценка трещиностойкости изделий из ячеистого бетона // Бетон и железобетон. 1990. - № 6. — С. 39 - 40.

9. Орентлихер Л.П., Новикова И.П. Всесоюзная конференция по легким q, бетонам. М.: Стройиздат, 1970. - С. 34 - 39.

10. Шейкин А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. -М.: Стройиздат, 1974. 198 с.

11. О» 12. Peltier R. Revue generale des ponts et des routes et des aerodromes.1. October 1969, # 447.

12. Blakey F.A. Some consideration of the cracking of fracture of concrete. Civ. Eng., V.52., № 615, 1957.

13. Горчаков Г.И., Орентлихер Jl.П., Лифанов И.И., Мурадов Э.Г. Повышение трещиностойкости и водостойкости легких бетонов. — М.: Стройиздат, 1971. 145 с.

14. И.А. Клюсов. Повышение трещиностойкости цементного камня при строительстве эксплуатационных скважин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2000, №6. - С. 41 - 43.

15. Батдалов М.М. Исследование коррозионной стойкости цементных материалов в солевых растворах и некоторые направления ее повышения. Автореф. дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. М., 1971.Э

16. Горшков B.C., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ: Учеб. пособие. М.: Высш. школа, 1981. - 335 с.

17. Дмитриев А.С. Образование трещин в бетоне при его усадке. / В кн.: Новое в технологии и конструировании бетонных и железобетонных конструкций. -М.: Стройиздат, 1966. С. 6 - 8.

18. Горчаков Г.И. Растрескивание растворов и бетонов. Сб. трудов № 16. МИСИ им. В.В. Куйбышева. -М., 1960.

19. Henk В. Betrachtung iiber Gefugespaunuugeu im Beton. Zement-Kalk-Gips, № 3, 1956.

20. Smith G.M. Physical incompatibility of matrix and aggregate of concrete. -Journal of the American Concrete Institute, 1963, No.5, pp. 24 27.

21. Thomas Т.С. Hsu. Mathemathical analysis of shrinkage stresses in a model of hardened concrete. Journal of the American Concrete Institute, 1963,1. О) No.3, pp. 27-34.

22. Ахвердов И.Н., Смольский A.E., Скочеляс В.В. Моделирование напряженного состояния бетона и железобетона. Минск: Наука и техника, 1973.-74 с.

23. Беляев К.В., Первушин Г.Н. Трещиностойкость цементных материалов / В мат-лах четвертой науч.-практ. конф. «Строительство-формирование среды жизнедеятельности». М.: МГСУ, 2001. С. 142 — 143.

24. Перфилов В.А. Количественная оценка закономерностей трещинооб-разования и долговечности бетонов. Автореф. дисс. на соиск. учен, степ. д.т.н. Пенза: ПГАСА, 2000. - 44 с.

25. Леонович С.Н. Трещиностойкость и долговечность бетонных и железобетонных элементов в терминах силовых и энергетических критери1. Э>ев механики разрушения. Минск: «Тыдзень», 1999. - 266 с.

26. Кульков О.В. Прочностные и деформативные свойства бетонов при кратковременном нагружении в связи с их характеристиками строения. Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. к.т.н. М.: МИСИ, 1978.

27. Brown I.H. Measuring the fracture toughness of cement paste and mortar. -"Magazine of concrete research", v.24, No. 81, 1972, pp. 185 196.

28. Зайцев Ю.В. Новый подход к расчету бетонных и железобетонных конструкций // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2000. - №№ 5, 6.

29. Шевченко В.И. Применение методов механики разрушения для оценки трещиностойкости и долговечности бетона: Учеб. пособие / Вол-гИСИ. Волгоград: Изд. ВолгПИ, 1988. - 110 с.

30. Беляев К.В., Орешкин Д.В., Близнюков В.Ю. Методы повышения трещиностойкости облегченных тампонажных материалов // Нефтя

31. Q ное хозяйство. 2003, № 6. С. 42 - 45.

32. ГОСТ 29167-91. Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. — М.: Изд-во Стандартов, 1992. 18 с.

33. S.M. El-Soudani. Theoretical Basis for the Quantitative Analysis of Fracture Surfaces. Metallography, vol. 7, 271 311, 1974.

34. Горчаков Г.И. Строительные материалы. Учебник для студентов вузов. М.: Высш. школа, 1981. С. 153, 261.1. О?

35. Влияние температурных условий на формирование цементного кольца в многолетнемерзлых породах / А.А. Клюсов, М.М. Шаляпин, Г.С. Давлетбаева и др. // Нефт. хоз-во, 1988. № 2. - С. 20 - 22.

36. Ашрафьян М.О., Луничкин В.А., Динмухаметов Д.Х. Совершенствование технологии цементирования скважин. М., 1986. - 44 с.

37. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. М.: Стройиздат, 1993. -416с.

38. Карпов В.М., Саунин В.И., Крылов В.И. Влияние состояния зацементированного кольцевого пространства на отбор безводной нефти // Нефт. хоз-во, 1983. № 4. - С. 35 - 37.

39. Предотвращение миграции газа в затрубном пространстве цементируемой скважины / Д.К. Левайн, Э.У. Томас, Х.П. Безнер и др. //

40. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1980. № 10. - С. 8 - 17.

41. Предупреждение и ликвидация газонефтепроявлений при бурении скважин / А.Ф. Озеренко, А.К. Куксов, А.И. Булатов и др. М.: Недра,q 1978.-279 с.

42. Руцкий A.M., Ашрафьян М.О. Нарушение цементного кольца при оп-рессовке обсадных колонн // Нефт. хоз-во, 1979. № 11. - С. 17 - 20.

43. Никитин Б.А., Гноевых А.Н., Макаренко П.П., Булатов А.И., Шипица В.Ф., Басарыгин Ю.М., Еремин Г.А., Михайленко Ю.Г. Вопросы управления формированием и работой зацементированного заколон-ного пространства скважин. М.: ИРЦ Газпром, 1999. - 43 с.

44. Повышение качества вскрытия и разобщения газовых пластов месторождений Севера Тюменской области / В.И. Вяхирев, В.П. Овчинников, Ю.С. Кузнецов. М.: ИРЦ Газпром, 1993. - 42 с.

45. Цейтлин В.Г. Причины затрубных газопроявлений после цементирования обсадных колонн в газовых скважинах и методы их предотвращения // Бурение. 1964. - № 2.1. О?

46. Куксов А.К., Черненко А.В. Заколонные проявления при строительстве скважин. М.: ВНИИОЭНГ, 1988. - 68 с.

47. Васильев В.В. Разработка известково-кремнеземистых тампонажных композиций для крепления глубоких скважин. Автореф. дисс. на со-иск. учен. степ. к.т.н. Уфа: УНИ, 1988. - 24 с.

48. Булатов А.И. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин: Учеб. для техникумов. М.: Недра, 1991. - 336 с.

49. Герштанский О.С., Крылов Д.А., Курбанбаев М.И., Еламенов Б.Д. Влияние геолого-технологических факторов на качество крепления скважин. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2001.

50. Барановский В.Д., Булатов А.И., Крылов В.И. Крепление и цементирование наклонных скважин. — М.: Недра, 1983. 352 с.

51. Ю.А. Кашников, С.Г. Ашихмин, А.Ф. Катошин. Изменение геодинамической обстановки при разработке нефтяного месторождения // Нефтяное хозяйство. 2000. - № 6. - С. 28 - 32.

52. Геолого-технологические принципы освоения нефтегазоконденсатных месторождений Тюменского Севера / В.В. Ремизов, Л.Ф. Дементьев, Н.Н. Кирсанов и др.; Под. ред. А.Н. Кирсанова. М.: Недра, 1996. -362 с.

53. Быков И.Ю. К вопросу о фазовых переходах в глинистых породах. В сб.: Проблемы освоения Тимано-Печерской нефтегазоносной провинции. М., ВНИИОЭНГ, 1977, вып. 5, С. 53-58.

54. Быков И.Ю. Причины осложнений при бурении и эксплуатации скважин в криолитозонах. В сб.: Проблемы освоения Тимано-Печерской нефтегазоносной провинции. М., ВНИИОЭНГ, 1978, вып. 6, С. 53-58.

55. Сугкоев А.И. Теплоизоляционный материал с полыми стеклянными микросферами. Автореф. дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. М.: МГСУ, 2001,- 18 с.

56. Кирпиченко Б.И. Условия эффективности контроля качества цементирования // Нефтяное хозяйство, 1985. № 3. - С. 26 - 28.

57. ГОСТ 26798.1-96. Цементы тампонажные. Методы испытаний. М.: МНТКС. 1998г.

58. Гузеев Е.А., Сейланов Л.А., Шевченко В.И. Анализ разрушения бетона по полностью равновесным диаграммам деформирования // Бетон и железобетон. 1985. - № 10. - с. 10 - 11.

59. Гузеев Е.А., Шевченко В.И., Сейланов Л.А. Экспериментальные полностью равновесные диаграммы деформирования бетона // Предельные состояния бетонных и железобетонных конструкций энергетических сооружений. Л.: Энергоатомиздат. - 1987. с. 180 - 185.

60. Зайцев Ю.В., Патрикеев А.Б., Сейланов JI.A. Механика разрушения строительных материалов и конструкций. М.: Тип. ВЗПИ, 1989.1. Oi Ю9с.

61. Шевченко В.И. Энергетический подход к оценке вязкости разрушения цементного камня и бетона // Бетон и железобетон. 1985. - № 1.-е. 35 - 36.

62. Первушин Г.Н., Орешкин Д.В. Проблемы трещиностойкости облегченных цементных материалов. Ижевск, ИжГТУ, 2002.- 350 с.

63. Первушин Г.Н. Трещиностойкость керамзитобетона наружных ограждающих конструкций: Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. -М.:МИСИ, 1990.

64. Орешкин Д.В. Модифицированный цементный композиционный материал с полыми стеклянными микросферами: Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. -М.: МИСИ, 1989.

65. Беляев К.В., Орешкин Д.В., Первушин Г.Н. Облегченные теплоизоля1. О)ционные тампонажные материалы // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2002, № 11. С. 21 23.

66. Беляев К.В. Теоретические предпосылки проблемы трещиностойкости тампонажных материалов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2002, № 11. 24 -26.

67. Oreshkin D.V., Belyaev K.V., Pervushin G.N. Crack Resistance of plug-ging-back cement material / Proc. of the Inter. Conference «Construction and Architecture». Minsk, 2002. p. 141 - 148.

68. Драган В.И., Загуляев С.В. Методика исследования механических свойств материалов с использованием разрывной машины ИР 5145500-10 // Вестник Брестского государственного технического университета. 2002. - № 1. - С. 25 - 29.

69. Программно технический комплекс для разрывных машин. Описание программного обеспечения машины ИР 5145-500. Версия 03.1. Q Иваново, 1999.

70. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. М.: Издательство стандартов, 1986. - 61с.

71. ГОСТ 1581-96. Портландцементы тампонажные. Технические условия.-М.: МНТКС, 1999.- 13 с.

72. ГОСТ 26798.2-96. Цементы тампонажные типов I-G и I-H. Методы испытаний. -М.: МНТКС. 1998г.

73. Асланова М.С., Стеценко В.Я., Шустров А.Ф. Полые неорганические микросферы // Обзор, информ. Сер. Химическая промышленность за рубежом/НИИТЭХИМ.-М., 1981.-Вып. 9.-С. 14 65.

74. ТУ-6-36-75. Микросферы стеклянные полые марок МСО-А9 и МСО-Т9. Технические условия. М., 1975.

75. ГОСТ 10832-91. Песок и щебень перлитовые вспученные. М., 1991г.О

76. ГОСТ 12865-67. Вермикулит вспученный. -Переизд. Апр. 1987, Изд. офиц. - М.: Изд-во Стандартов, 1987. - 4 с.

77. ТУ-6-36-0204229-625-90. Пластификатор С-3. Технические условия. -М., 1990.

78. Булатов А.И., Данюшевский B.C. Тампонажные материалы. М.: Недра, 1987.-280 с.

79. Вяхирев В.И., Ипполитов В.В, Орешкин Д.В., Белоусов Г.А., Фролов А.А., Янкевич В.Ф. Облегченные и сверхлегкие тампонажные растворы. М.: Недра. - 1999. - 180 с.

80. Орешкин Д.В., Беляев К.В., Первушин Г.Н. Трещиностойкость тампонажных материалов / В мат-лах междун. науч.-практ. конф. «Строительство в XXI веке. Проблемы и перспективы». М.: МГСУ, 2001. С.266 270.

81. Бакшутов B.C. Минерализованные тампонажные растворы для цементирования скважин в сложных условиях. М.: Недра, 1986. - 272 с.

82. Данюшевский B.C. Проектирование оптимальных составов тампо-нажных цементов. М.: Недра, 1978. - 293 с.

83. Булатов А.И. Технология цементирования нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1983. - 255 с.

84. Теория и практика заканчивания скважин: В 5 т./ А.И. Булатов, П.П. Макаренко, В.Ф. Будников и др.; Под. ред. А.И. Булатова. М.: ОАО «Издательство «Недра», 1998.

85. С.А. Рябоконь, М.О. Ашрафьян, Ю.В. Гринько. Седиментационно устойчивые тампонажные составы для цементирования горизонтальных и пологих скважин // Нефт. хоз-во, 2003. № 4. - С. 98 - 101.

86. Бабаев Ш.Т., Комар А.А. Энергосберегающая технология железобетонных конструкций из высокопрочного бетона с химическими добавками. -М.: Стройиздат, 1987.

87. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Высш. школа, 1987.

88. Беляев К.В., Орешкин Д.В., Близнюков В.Ю. Повышение трещиностойкости облегченных тампонажных материалов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2003, № 3. С. 39 -40.

89. Руководство по подбору составов тяжелого бетона / НИИЖБ Госстроя СССР. -М.: Стройиздат, 1979. 103 с.

90. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. — М.: Стройиздат, 1998. 768 с.

91. Орешкин Д.В. Коррозия полых стеклянных микросфер в цементном камне/ В сб. докл. «Бетон на рубеже третьего тысячелетия». Материалы 1-й Всерос. конф. по проблемам бетона и железобетона. М.: Ассоциация «Железобетон». - 2001. - ч.З. - С. 1448-1454.

92. Орешкин Д.В., Белоусов Г.А. Коррозия стеклянных микросфер в твердеющем цементном камне/ Сб. статей ООО «ЛУКОЙЛ Волго

93. О; градНИПИморнефть, вып. 60, Волгоград, 2002. С. 49 - 56.

94. Орешкин Д.В., Белоусов Г.А. Коррозия стеклянных микросфер в цементном камне// Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море.-2002, № 12.-С. 18-21.

95. Орешкин Д.В. Полые микросферы теплоизоляционный наполнитель в цементные тампонажные растворы / В сб. докл. 5-й международной конф. Проблемы строительной теплофизики, систем микроклимата и энергосбережения в зданиях. - М.: НИИСФ, 2000,- С. 212-222.

96. Беляев К.В. Физические аспекты работы цементного камня в скважине и причины его трещинообразования / В сб. пятой науч.-практ. конф. «Строительство-формирование среды жизнедеятельности». М.: МГСУ, 2002.-С. 185 188.

97. Отт В.И., Вартумян Г.Т., Гилаев Г.Г., Тригубова Е.А. Проблемы по1. Э>вышения долговечности цементного камня в скважине. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2001. - 57 с.

98. Мариампольский Н.А. Регулирование реологических свойств цементных растворов // РНТС. Сер. «Бурение». М.: ВНИИОЭНГ, 1987. -Вып.9.

99. Утверждаю альный директор ИИ «Первая Национальная Буро1. Р.Т.Шайхутдинов1. Жг.1. АКТо результатах опытного внедрения облегченного тампонажного материала с аппретированными полыми стеклянными микросферами повышенной трещиностойкости

100. Скважина № 619 Лугового месторождения была зацементирована 30 апреля 2003 года. Эксплуатационная колонна диаметром 146 мм была спущена на глубину 2560м. Тампонажный раствор имел состав, мас.%:

101. ПЦТ + 10 АПСМС + 45 Воды + 0,75 С-3 В промысловых условиях было закачено 60 м3 тампонажного раствора со средней плотностью 1,42г/см3.

102. Скважина № 110 Зотовского месторождения была зацементирована 11 января 2003 года. Эксплуатационная колонна диаметром 168 мм была спущена на глубину 2610м. Тампонажный раствор имел состав, мас.%:

103. ПЦТ + 6 АПСМС + 42 Воды + 0,75 С-3 В промысловых условиях было закачено 64 м3 тампонажного раствора со средней плотностью 1,48г/см3.

104. Скважина № 237 Смольниковского месторождения была зацементирована 13 апреля 2003 года. Эксплуатационная колонна диаметром 168мм была спущена на глубину 2720м. Тампонажный раствор имел состав, мас.%:

105. ПЦТ + 4 АПСМС + 35 Воды + 0,75 С-3

106. В промысловых условиях было закачено 68 м3 тампонажного раствора со средней плотностью 1,59 г/см3.

107. Расчетный экономический эффект от промысловых испытаний такого материала на трех скважинах Удмуртии составил свыше 1200000 руб.

108. Разрез скважин Ен-Яхинской площади Уренгойского ГКМ характеризуется наличием аномально низких пластовых давлений (АНПД), что зачастую вызывает поглощения при цементировании 168,3 мм эксплуатационных колонн.

109. Процесс цементирования колонны прошел без осложнений, давление в конце продав-ливания составило 6 МПа, что на 3,6 МПа меньше проектного.

110. После перфорации дебит скважины находится на проектном уровне, воды и песка в продукции при эксплуатации не отмечено.

111. Трещиностойкость цементного камня улучшается за счёт содержания полых микросфер, служащих демпфером при возникновении ударных нагрузок.

112. Тампонажный материал на основе полых микросфер устойчив против эрозионного разрушения флюидом пласта и минерализованной пластовой водой за счёт высокой прочности самих микросфер.

113. Аспирант кафедры строительных материалов МГСУ1. К.В. Беляево

114. Расчет экономического эффекта от внедрения цементного тампонажного материала с полыми стеклянными аппретированными микросферами повышенной трещиностойкости

115. Ci и C2 стоимость крепления обсадной колонны на месторождениях Удмуртии до и после использования разработанного материала для крепления, руб.; А2 - объем внедрения (количество колонн, шт.).

116. На ликвидацию недоподъема и нефтегазопроявлений при применении обычного тампонажного раствора расходуется до 30 т цемента.

117. Затраты, связанные с использованием тампонажного материала с АПСМС- С2 состава: 100 ПЦТ+ 10 АПСМС + 45 В + 0,75 С-31. ПЦТ = 909 кг В = 409 кг

118. АПСМС = 90 кг С-3 = 6,813 кг,будут состоять из:- стоимости тампонажного раствора (V = 60 м ) составит (90x176 + 909x1 + + 6,813x12,8)х60 = 16836 х 60 = 1010172 руб.

119. Эффект от применения облегченного тампонажного материала с АПСМС при цементировании одной рабочей (эксплуатационной) колонны нефтяной скважины глубиной 2500.3000 м будет:

120. Ожидаемый экономический эффект по этим скважинам составит 433228 х 3 =1299684 руб.1. Плотникова Н.Н.