Разработка углеводородных суспензий цемента, стабилизированных ПАВ, для ремонтно-изоляционных работ в нефтяных скважинах

• Автор: Ефимов, Максим Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1Л Причины обводнения скважин и методы борьбы с ними
1.2 Тампонажные материалы, применяемые для водоизоляции
1.2 Л Тампонирующие смеси на базе органических вяжущих 15 материалов - полимерные тампонажные материалы (ПТМ)
1.2.2 Гелеобразующие водоизоляционные материалы (ГВМ)
1.2.3 Цементно-полимерные тампонажные растворы
1.2.4 Углеводородные суспензии цементов (УСЦ)
Глава 2. Методы исследования
2.1 Методика приготовления УСЦ в лабораторных условиях
2.2 Методика оценки максимальной эффективной концентрации 59 ПАВ в модельной УСЦ
2.3 Методики исследования УСЦ
2.4 Методика фильтрационного эксперимента
Глава 3. Разработка составов УСЦ с регулируемыми физико
химическими свойствами
3.1 Применяемые реагенты
3.2 Подбор ПАВ и определение их оптимальных концентраций
3.2.1 Выбор дисперсионной среды и ПАВ
3.2.2 Определение максимальной эффективной
концентрации ПАВ
3.2.3 Определение оптимальных концентраций ПАВ «АБР»
и «АБСК» в УСЦ
3.2.4 Исследование свойств УСЦ с использованием смеси ПАВ «АБР» и «ВКС-Н», «АБСК» и «ВКС-Н»
3.2.5 Определение межфазного натяжения растворов ПАВ

3.2.6 Определение межфазного натяжения комплексов ПАВ
3.2.7 Определение оптимального соотношения реагентов по технологическим параметрам УСЦ
3.2.8 Подбор тонкодисперсных добавок-регуляторов физико-химических свойств УСЦ
3.2.9 Подбор жидких добавок-регуляторов физикохимических свойств УСЦ
3.3 Разработка УСЦ с применением цементных смесей высокой дисперсности «ЦС БТРУО» марок «Медиум» и «Микро»
3.4 Фильтрационные эксперименты
Глава 4 Результаты проведения промысловых испытаний разработанных составов и технологий селективной изоляции и ликвидации заколонных перетоков
Основные выводы и рекомендации
Литература
Приложение А

Введение
В настоящее время нефтяные компании мира добывают в среднем три тонны воды на каждую тонну нефти, извлекаемой из истощающихся пластов. Огромные средства тратятся ежегодно на подготовку и утилизацию добываемой воды. В процессе эксплуатации месторождения обводненность продукции постоянно увеличивается. В результате, расходы на переработку воды достигают стоимости добываемой нефти, а обводненность — «экономического предела». Поступление воды в скважину возможно как по каналам фильтрации по мере истощения залежи, так и за счет прорыва нагнетаемой воды, поступления ее посредством заколонной циркуляции сверху или снизу продуктивного горизонта, а также из-за нарушения целостности обсадной колонны. Технологии ограничения водопритоков за счет закачки тампонирующих материалов снижают количество добываемой из скважины воды, но при этом снижают также и добычу нефти, т.к. неселективно кольматируют все поры коллектора.
При ремонтно-изоляционных работах (РИР) в добывающих скважинах необходимо применение таких водоизоляционных материалов, которые селективно снижают количество добываемой из скважины воды, не
уменьшая при этом дебита нефти.
Эффективным тампонажным материалом для изоляции водопритоков, обладающим селективными свойствами, являются нефтецементы -суспензии цемента в нефти, широко применяющиеся в России и за рубежом. Однако нефтецементы обладают рядом недостатков, такими как высокая вязкость и фильтратоотдача, низкая седиментационная устойчивость и недостаточная прочность цементного камня.
Цель работы: Выявление механизма образования и стабилизации углеводородных суспензий цемента (УСЦ) с повышенной агрегативной устойчивостью, низкой вязкостью и высокой степенью образования цементного

ФХЛС, Гипан, КМЦ и др.)
расширяющие добавки (CaO, MgO, CaS04, хроматный шлам, НРС
и др.;
добавки, повышающие термо- и коррозионную стойкость цементного камня (золы-унос, шлаки черной и цветной металлургии, ракушник, диатомит и др.);
пеногасители (полиметилсилоксан, стеорокс 6, СЖК, ВМС, НЧК и др.) [55, 56].
Полимерными добавками являются латексы, синтетические смолы. Из синтетических смол используют фенолформальдегидные смолы, такие как ТС-10, ТСД-9, а в качестве отвердителя - формальдегид, пароформ и уротропин.
Полимеры и их смеси можно использовать как сухими и добавлять в портландцемента (вяжущие), так и использовать их в жидкости затворения.
К показателям тампонажных систем, относятся время загустевания или сроки схватывания, реологические свойства, фильтратоотдача, седиментационная устойчивость растворов, а для тампонажного камня механическая прочность, проницаемость, коррозионная устойчивость.
В отечественной практике для ремонтных работ применяют тампонажные растворы с добавками водорастворимых полимеров, которые являются понизителями водоотдачи тампонажных растворов. К таким полимерам относят: карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) [57,58];
оксиэтилцеллюлозу (ОЭЦ) [59]; полиакриламид с сульфатом натрия [60].
Все эти тампонажные растворы имеют низкую прочность цементного камня, повышенную фильтратоодачу и в результате низкую изолирующую способность.
Учитывая недостатки прежних разработок, были разработаны новые тампонажные составы для цементирования скважин с введением в тампонирующий материал различных добавок, в том числе и новых