Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Конспект_ТС

.pdf
Скачиваний:
47
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
3.41 Mб
Скачать

1

 

2

 

3

Понизители водоотдачи и стабилизаторы

 

 

 

 

Бентонитовая

Стабилизация цементных растворов,

 

≤15

глина

 

содержащих грубодисперсные добав-

 

 

 

 

ки.

 

 

 

 

При повышении водотвердого отно-

 

 

 

 

шения

 

 

Сополимер

по-

Стабилизация тампонажных раство-

 

0,5-2

ливинилового

ров на базе цементов при температу-

 

 

спирта (СПВС).

ре до 75°С.

 

 

Поливиниловый

При повышении водотвердого отно-

 

 

спирт (ПВС-Т)

шения

 

 

Акриловые

по-

Стабилизация всех тампонажных рас-

 

≤1,5

лимеры

 

творов при температуре до 200°С

 

 

Эмульсия

син-

Стабилизация всех тампонажных рас-

 

≤1

тетического ла-

творов при температуре до 75°С

 

 

текса

 

 

 

 

6. БУФЕРНЫЕ И ПРОДАВОЧНЫЕ ЖИДКОСТИ

Для обеспечения процесса тампонирования используются буферные и продавочные жидкости.

Буферной называется жидкость, которую закачивают в скважину перед тампонажными растворами для предотвращения их смешивания с буровым раствором в обсадных трубах и в кольцевом пространстве за трубами, а также для более полного вытеснения из затрубного пространства промывочной жидкости. Выбор буферной жидкости базируется на лабораторной проверке ее совместимости с конкретным буровым и тампонажным растворами. Основное условие – несущественное изменение реологических свойств смеси в зоне смешивания буферной жидкости с буровым раствором.

Основные типы буферных жидкостей приведены в таблице 4. Продавочная жидкость закачивается вслед за тампонажным

раствором и служит для вытеснения раствора в тампонируемое пространство, очистки бурильной колонны и предотвращения разбавления верхней части тампонажного раствора. В качестве продавочной жидкости обычно используют применяемую для бурения промывочную жидкость.

21

Таблица 4 – Буферные жидкости и область их применения

Буферная жидкость и

Химиче-

Назначение и область применения

ее состав

 

ская ак-

буферной жидкости

 

 

 

 

 

тивность

 

 

 

Вода

 

 

 

Инерт-

Отделение цементного раствора от

 

 

 

ная

бурового

 

 

 

 

 

 

 

 

7%-ный водный рас-

Инерт-

Повышение

коэффициента

вытес-

твор КМЦ

 

 

ная

нения

 

 

Эмульсии на водной

Инерт-

Повышение

коэффициента

вытес-

основе

 

 

 

ная

нения

 

 

Эрозионная

жидкость

Инерт-

Повышение

коэффициента

вытес-

(вода, песок, КМЦ, це-

ная

нения и удаление фильтрационной

мент)

 

 

 

глинистой корки

 

Эрозионная

незамер-

 

Разделение цементного и бурового

зающая жидкость, (во-

Инерт-

растворов; повышение коэффициен-

да, диэтилен - гликоль,

ная

та вытеснения и удаление фильтра-

песок)

 

 

 

 

ционной корки

 

1–2%-ный водный рас-

Инерт-

Удаление остатков бурового раство-

твор ССБ (КССБ)

 

ная

ра и фильтрационной глинистой кор-

 

ки

 

 

Утяжеленная жидкость

 

Повышение

коэффициента

вытес-

на основе полимеров

Инерт-

нения при наличии зон осыпей и

(вода, гипан, барит)

ная

пластов с аномально высокими дав-

плотностью

более

 

лениями, предотвращение выпаде-

1700 кг/м3

 

 

 

ния утяжелителя в зоне смешивания

5%-ный водный рас-

Актив-

Удаление остатков бурового раство-

твор едкого натра

 

ная

ра и фильтрационной глинистой кор-

 

 

 

 

 

ки

 

 

5%-ный водный рас-

Актив-

Удаление остатков бурового раство-

твор кальцинирован-

ра и фильтрационной глинистой кор-

ной соды

 

 

 

ная

ки

 

 

Водный

раствор

ки-

 

Удаление бурового раствора с высо-

Актив-

кой щёлочностью из каверн и за-

слого

пирофосфата

ная

стойных зон в кольцевом простран-

натрия

 

 

 

 

стве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аэрированная

жид-

Инерт-

Повышение

коэффициента

вытес-

кость (вода, песок, це-

ная

нения, особенно при наличии зон по-

мент, ПАВ, воздух)

 

глощений и гидроразрыва

 

35–70%-ный

раствор

Актив-

Отверждение глинистой корки

 

ортофосфорной

ки-

ная

 

слоты

 

 

 

 

 

 

 

Вязкоупругий раздели-

Инерт-

Повышение

коэффициента

вытес-

тель на основе ПАА

ная

нения

 

 

22

7. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ

Состав тампонирующей смеси и технология тампонирования выбирается в зависимости от цели тампонирования. Для крепления обсадных колонн используются цементные тампонажные растворы, для изоляции продуктивных горизонтов рекомендуются цементные растворы с ускорителями схватывания, для укрепления неустойчивых горных пород и создания мостов в скважине применяются как цементные растворы, так и составы на основе синтетических смол, для борьбы с поглощениями и водопроявлениями используются практически все существующие типы тампонажных смесей.

Цементные растворы являются наиболее распространенным

ипростым видом тампонажной смеси, используемой в разведочном и нефтегазовом бурении.

Все тампонажные растворы, обработанные ускорителями схва-

тывания, называются быстросхватывающимися смесями (БСС).

Быстросхватывающиеся смеси широко применяются для ликвидации

ипредупреждения осложнений в скважине. Для выбора вида БСС необходима дополнительная информация о зоне осложнения: тип поглощения (частичное, полное или катастрофическое), толщина зоны, глубина статического и динамического уровней жидкостей, глубина кровли зоны и т.д.

Чем интенсивнее поглощение, тем больше должна быть вязкость тампонирующей смеси, тем быстрее она должна схватываться. Чем меньше пластовое давление поглощающей зоны и статический уровень жидкости в буровой скважине, тем тяжелее устранить поглощение промывочной жидкости.

Для заполнения трещин в определенном радиусе вокруг скважины рекомендуется использовать глиноцементные растворы, которые при использовании бентонитовых глин называются гельцементными.

Для изоляции высокоинтенсивных поглощений при промывке скважины водой или другими ньютоновскими жидкостями рекомендуется использовать сухие БСС, доставляемые в зону осложнения. Жидкостью затворения в этом случае служит промывочная жидкость. Технология изоляции с применением сухих БСС описана в разделе

11.6.

Зоны поглощения с большим раскрытием трещин изолируют с помощью полимер-цементных растворов на основе синтетических смол или битумными тампонажными растворами. Эти растворы доставляются в скважину в расплавленном виде. Проникая в трещины и соприкасаясь с более холодной горной породой раствор быстро твердеет, образуя водонепроницаемую оболочку. Однако, реализовать этот способ технически достаточно сложно.

Рецептуры БСС, применяемые при бурении геологоразведочных

23

скважин для тампонирования в зонах осложнений и зонах влияния горных выработок, приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Типы тампонажных смесей для крепления зон осложнений в зависимости от коэффициента поглощающей способности Кт

Коэф-

Компоненты тампонажного

Количество

фици-

раствора

компонентов

ент Кт

 

 

1

2

3

0-1

Цемент

1200 кг

 

Хлористый кальций

4% от массы цемента

 

Вода

550 л

0-1

Цемент

1200 кг

 

Жидкое стекло

0,5% от массы цемента

 

Вода

600 л

1-3

Строительный цемент марки 400-

 

 

600 (В/Ц=0,5)

 

 

Алебастр

10% в смеси

1-3

Тампонажный цемент (В/Ц=0,45)

 

 

Хлористый кальций

7% в смеси

1-3

Тампонажный цемент (В/Ц=0,4)

 

 

Хлористый кальций

4% в смеси

1-3

Тампонажный цемент (В/Ц=0,4)

 

 

Хлористый кальций

15% в смеси

0-5

Цемент

1200 кг

 

Жидкое стекло

5% от массы цемента

 

Наполнитель

5% от массы цемента

 

Вода

540 л

1-5

Цемент

1000 кг

 

Хлористый кальций

4% от массы цемента

 

Наполнитель

10% от массы цемента

 

Вода

550 л

1-5

Цемент

1000 кг

 

Жидкое стекло

10% от массы цемента

 

Вода

450 л

1-5

Строительный цемент марки 400-

 

 

600 (В/Ц=0,5)

 

 

Жидкое стекло

2% в смеси

1-5

Тампонажный цемент (В/Ц=0,55)

 

 

Жидкое стекло

20% в смеси

24

1

2

 

3

3-8

Строительный цемент марки 400-

 

 

 

600 (В/Ц=0,5)

 

 

 

Жидкое стекло

10%

в смеси

3-8

Тампонажный цемент (В/Ц=0,5)

 

 

 

Жидкое стекло

7% в смеси

3-8

Тампонажный цемент (В/Ц=0,5)

 

 

 

Жидкое стекло

10%

в смеси

8-15

Тампонажный цемент (В/Ц=0,55)

 

 

 

Жидкое стекло

10%

в смеси

 

Алебастр

7% в смеси

8-15

Строительный цемент марки 400-

 

 

 

600 (В/Ц=0,5)

 

 

 

Жидкое стекло

10%

в смеси

 

Алебастр

10%

в смеси

8-15

Тампонажный цемент (В/Ц=0,55)

 

 

 

Жидкое стекло

10%

в смеси

 

Алебастр

4% в смеси

5-20

Цемент

1000 кг

 

Алебастр

10%

от массы цемента

 

Жидкое стекло

10%

от массы цемента

 

Вода

650 л

5-20

Цемент

200 кг

 

Хлористый кальций

10%

от массы цемента

 

Наполнитель

25%

от массы цемента

5-20

Цемент

150 кг

 

Алебастр

50%

от массы цемента

 

Жидкое стекло

10%

от массы цемента

Типы, состав компонентов и область применения основных тампонажных растворов, составленные на основе рекомендаций проф. Л.М. Ивачева, приведены в таблице 6.

Для ликвидационного тампонирования скважин, пройденных в скальных и полускальных породах обычно применяют цементные растворы, в глинистых породах используют глинистые тампонажные растворы. При ликвидационном тампонировании глубоких скважин применяется глиноцементный раствор. В растворы добавляют наполнители (песок, суглинок, зола), а в некоторых случаях и реагентыускорители схватывания.

Рецепты некоторых растворов для ликвидационного тампонирования приводятся в таблице 7.

25

Таблица 6 - Состав и область применения тампонажных растворов (В/Т – водотвердое отношение, ρ – плотность, Р – растекаемость, Т – сроки схватывания раствора)

26

Тип рас-

Состав

Технологические параметры

Область применения

твора

 

 

ρ,

Р,

Т, час

 

 

 

В/Т

на-

ко-

 

 

 

г/см3

см

чало

нец

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

Тампонажные растворы на основе вяжущих веществ

Цемент-

1.Портландцемент + вода

0,40-

1,75-

17-

5,5-

8-12

Цементирование обсадных

ный

 

0,55

1,95

25

6,0

 

колонн, разобщение прони-

 

 

 

 

 

 

 

цаемых зон, установка це-

 

 

 

 

 

 

 

ментных мостов, крепление

 

 

 

 

 

 

 

трещиноватых горных по-

 

 

 

 

 

 

 

род, борьба с поглощения-

 

 

 

 

 

 

 

ми, ликвидационное тампо-

 

 

 

 

 

 

 

нирование

 

2. Глиноземистый цемент + вода

0,45-

1,70-

17-

0,5-

1-3

Борьба с поглощениями,

 

 

0,6

1,85

25

1,5

 

крепление трещиноватых

 

 

 

 

 

 

 

горных пород

 

3. Портландцемент + вода + ускори-

0,40-

1,75-

18-

3,5-

6-8

Цементирование длинных

 

тели схватывания + пластификаторы:

0,55

1,95

23

5,5

 

обсадных колонн, разобще-

 

0,2-1% лигносульфоната или 0,2-0,8%

 

 

 

 

 

ние проницаемых зон при

 

ГКЖ-10, ГКЖ-11, или 0,1 - 0,5% нит-

 

 

 

 

 

узких кольцевых зазорах,

 

ролигнина, или 0,1-0,3% ПФХЛ

 

 

 

 

 

крепление трещиноватых

 

 

 

 

 

 

 

горных пород, борьба с по-

 

 

 

 

 

 

 

глощениями в тонкотрещи-

 

 

 

 

 

 

 

новатых породах

27

1

2

3

4

5

6

7

8

Цемент-

4. Портландцемент + 20% глиноземи-

0,45-

1,75-

18-

1,5-

3,5-8

Цементирование обсадных

ный

стого цемента + вода

0,55

1,85

25

3,5

 

колонн, разобщение про-

 

 

 

 

 

 

 

ницаемых зон, установка

 

 

 

 

 

 

 

цементных мостов, креп-

 

 

 

 

 

 

 

ление трещиноватых гор-

 

 

 

 

 

 

 

ных пород, борьба с погло-

 

 

 

 

 

 

 

щениями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Портландцемент + вода + ускори-

0,40-

1,75-

16-

3-4

5-7

Цементирование обсадных

 

тели схватывания: 2-5% СаС12 или 3-

0,55

1,95

21

 

 

колонн, разобщение про-

 

6% Na2Si03, или 3-4% КС1, или 2-3%

 

 

 

 

 

ницаемых зон, установка

 

гипс

 

 

 

 

 

цементных мостов, креп-

 

 

 

 

 

 

 

ление трещиноватых гор-

 

 

 

 

 

 

 

ных пород, борьба с погло-

 

 

 

 

 

 

 

щениями, ликвидационное

 

 

 

 

 

 

 

тампонирование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Портландцемент + вода + замедли-

0,45-

1,75-

18-

10-

18-

Цементирование обсадных

 

тели схватывания: 0,2-0,5% дубителей

0,55

1,85

25

12

22

колонн, разобщение прони-

 

Д-4, Д-5, Д-12 или 1-5% лигносуль-

 

 

 

 

 

цаемых зон, при температу-

 

фонатов, или 0,5-1% ВКК, или 0,2-1%

 

 

 

 

 

рах более 75° С

 

ПФЛХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Портландцемент + вода + до 300%

0,45-

1,84-

18-

6-7

9-12

Цементирование обсадных

 

песка или молотого известняка

0,50

1,9

24

 

 

колонн, разобщение прони-

 

 

 

 

 

 

 

цаемых зон, установка це-

 

 

 

 

 

 

 

ментных мостов, ликвида-

 

 

 

 

 

 

 

ционное тампонирование

 

 

 

 

 

 

 

 

28

1

 

2

3

4

5

6

7

8

Цемент-

8. Портландцемент + вода + вещест-

0,45-

1,75-

18-

7,5-8

9-16

Цементирование длинных

ный

ва, повышающие водоудерживающую

0,55

1,85

25

 

 

обсадных колонн и разоб-

 

способность: 3-6% глины или 1,0-1,5%

 

 

 

 

 

щение проницаемых гори-

 

КМЦ, или 1-2% КССБ, или 0,2-0,3%

 

 

 

 

 

зонтов в высокопроницае-

 

ПАА, или 0,3-0,5% окзила, или 0,5-

 

 

 

 

 

мых пористых породах

 

1,5% ПФЛХ

 

 

 

 

 

 

 

9. Цемент шлакопесчаный ШПЦС-120

0,45

1,78-

22-

4-6

5-8

Цементирование обсадных

 

+ вода + замедлители схватывания:

 

1,81

24

 

 

колонн нефтегазовых сква-

 

0,4-0,6% ССБ и 0,4-0,6% хромпик

 

 

 

 

 

жин

 

10.

Цемент шлакопесчаный ШПЦС-200

0,45

1,8-

21-

4-7

6-10

Цементирование обсадных

 

+ вода + замедлители схватывания:

 

1,82

23

 

 

колонн нефтегазовых сква-

 

0,5-0,6% щипан, 0,3-0,5% хромпик

 

 

 

 

 

жин

 

11.

Цемент утяжеленный УЦГ-1 + во-

0,35

2,06-

21-

4-7

6-10

Цементирование обсадных

 

да + замедлитель схватывания 0,1-

 

2,15

23

 

 

колонн нефтегазовых сква-

 

0,3% ССБ

 

 

 

 

 

жин

 

12.

Цемент утяжеленный УЦГ-2 + во-

0,33

2,16-

22-

3-5

5-8

Цементирование обсадных

 

да + замедлители схватывания: 0,3-

 

2,25

24

 

 

колонн нефтегазовых сква-

 

0,4% ССБ и 0,3-0,4% хромпик

 

 

 

 

 

жин

 

13.

Цемент утяжеленный УШЦ-1-120

0,34

2,1-

16-

6-8

9-12

Цементирование обсадных

 

+ вода

 

2,13

20

 

 

колонн нефтегазовых сква-

 

 

 

 

 

 

 

 

жин

 

14.

Цемент утяжеленный УШЦ-1-120

0,34

2,1-

22-

3-6

5-8

Цементирование обсадных

 

+ вода + замедлители схватывания:

 

2,12

24

 

 

колонн нефтегазовых сква-

 

0,3-0,5% ССБ и 0,3-0,5% хромпик

 

 

 

 

 

жин

 

15.

Цемент утяжеленный УШЦ-2-200

0,32

2,2-

20-

3-7

6-10

Цементирование обсадных

 

+ вода + замедлители схватывания:

 

2,22

22

 

 

колонн нефтегазовых сква-

 

0,5-0,6% гипан и 0,5-0,6% хромпик

 

 

 

 

 

жин

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

Нефте-

1. Цемент + 35-50% нефти или ди-

0,35-

1,70-

20-

 

 

Цементирование обсадных

 

цемент-

зельного топлива + 0,5-1% ПАВ

0,50

2,05

25

 

 

колонн при наличии тре-

 

ный

 

 

 

 

 

 

щиноватых коллекторов,

 

 

 

 

 

 

 

 

для изоляции пластовых

 

 

 

 

 

 

 

 

вод и борьбы с поглоще-

 

 

 

 

 

 

 

 

ниями

 

 

2. Цемент + 35-50% нефти или ди-

0,35-

1,70-

20-

 

 

Борьба с поглощениями и

 

 

зельного топлива + 0,5-1% ПАВ + до

0,50

2,05

25

 

 

изоляция пластовых вод

 

 

6% ускорителей схватывания

 

 

 

 

 

 

 

Нефте-

Портландцемент + вода (0,5 массы

 

1,65

18

8-9

12-

Цементирование обсадных

 

эмуль-

цемента) + дизельное топливо (0,4

 

 

 

 

14

колонн в продуктивных го-

29

сионный

массы цемента) + 2% сульфонола +

 

 

 

 

 

ризонтах

цемент-

7% каустической соды

 

 

 

 

 

 

 

ный

 

 

 

 

 

 

 

 

Гипсо-

Гипс + вода + замедлители схваты-

0,5-

1,58-

19-

0,25-

0,5-1

Тампонирование кондукто-

 

вый

вания: 3-5% лигносульфонатов, или 1-

0,7

1,75

21

0,5

 

ров неглубоких скважин,

 

 

2% ПФЛХ, или 0,5-1% триполифосфа-

 

 

 

 

 

борьба с поглощениями

 

 

та натрия

 

 

 

 

 

 

 

Гипсо-

1. Портландцемент + гипс (до 100%)

0,5-

1,7-

20-

0,5-1

1-2,5

Цементирование обсадных

 

цемент-

+ вода + замедлители схватывания:

0,6

1,8

25

 

 

колонн, установка мостов,

 

ный

1,5-2% лигносульфонатов

 

 

 

 

 

борьба с поглощениями

 

 

2. Глиноземистый цемент + гипс (до

0,5-

1,70-

18-

0,2-

0,5-1

Борьба с поглощениями

 

 

20%) + вода

0,6

1,85

20

0,7

 

 

 

Извест-

1. Известь + вода + молотый кварце-

0,5-

1,70-

20-

1-2

2-

Тампонирование скважин с

 

ковый

вый песок (до 400%) + бентонит (до

0,6

1,78

25

 

4,5

температурами выше

 

 

5%) + 0,25-1% замедлителя схваты-

 

 

 

 

 

120°С

 

 

вания ВКК

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

Извест-

2. Негашеная известь + вода + 10-

0,6-

1,6-

 

1,5-

2-4

Борьба с поглощениями,

 

ковый

20% активных кремнеземистых доба-

0,7

1,7

 

2,5

 

разобщение проницаемых

 

 

вок

 

 

 

 

 

пластов

 

Аэротам

Портландцемент + калийно-щелочная

0,45-

0,15-

15-

 

 

Цементирование скважин в

 

(аэри-

жидкость затворения + 0,5-1,5% суль-

0,55

0,6

18

 

 

условиях аномально низ-

 

рован-

фонола + 0,5-1,5% жидкий эмульгатор

 

 

 

 

 

ких пластовых давлений

 

ный рас-

+ твердый эмульгатор-стабилизатор

 

 

 

 

 

при температуре от +5 до

 

твор)

пены + 0,005-0,5% аэросила + 0,1%

 

 

 

 

 

-10° С

 

 

ГКЖ

 

 

 

 

 

 

 

 

Сухие быстросхватывающиеся тампонажные смеси (БСС)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

«Тал-

Портландцемент + глиноземистый

 

 

 

≤5

15

Борьба с поглощениями,

цем»

шлак + строительный гипс + неочи-

 

 

 

мин

мин

крепление трещиноватых

 

 

 

 

 

 

щенный коагулянт

 

 

 

 

 

горных пород

 

«Таюг-

Портландцемент 50-65% трехкаль-

 

 

 

≤5

15

Борьба с поглощениями

 

цем»

циевого силиката + 8% трехкальцие-

 

 

 

мин

мин

 

 

 

вого алюмината + полиминеральная

 

 

 

 

 

 

 

 

добавка +гипс

 

 

 

 

 

 

 

Сухие

Портландцемент 75% + 22,5% алеба-

 

 

 

1-5

мин

Борьба с поглощениями

 

смеси

стра + 2,5% поваренной соли

 

 

 

 

 

 

 

 

Портландцемент 71,4% + 21,4% але-

 

 

 

1-5 мин

Борьба с поглощениями

 

 

бастра + 7,2% бентонитовой глины

 

 

 

 

 

 

 

 

Портландцемент 37,5% + 37,5% але-

 

 

 

1-5 мин

Борьба с поглощениями

 

 

бастра + 25% бентонитовой глины

 

 

 

 

 

 

 

 

Глиноземистый цемент 60% + 35%

 

 

 

1-5 мин

Борьба с поглощениями

 

 

алебастра + 5% извести