Повышение коррозионной стойкости тампонажных материалов в условиях сероводородной агрессии

• Автор: Осадчая, Ирина Леонидовна
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ В СЕРОВОДОРОДНЫХ СРЕДАХ

1.1. Условия работы крепи сероводородсодержащих скважин

1.2. Процессы коррозии в цементном камне

1.3. Защитная функция тампонажного материала в предотвращении сероводородной коррозии обсадных колонн
1.4. Выводы

2. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Методология определения реакционной способности цементного

камня к взаимодействию с сероводородом

2.2. Методология исследований устойчивости цементного камня к
коррозии при имитации термобарических условий реальных скважин
2.3. Методология оценки защитной функции тампонажного камня в условиях воздействия сероводорода
2.4. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ
К СЕРОВОДОРОДНОЙ КОРРОЗИИ
3.1. Реакционная способность цементного камня
3.2. Устойчивость цементного камня к коррозии при имитации скважинных условий
3.3. Результаты исследований структуры тампонажного камня
комплексом физико-химических методов
3.4. Выводы

4. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ СЕРОВОДОРОДОСТОЙКОСТИ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Ингибирование тампонажных растворов
4.2. Насыщение жидкости затворения диоксидом углерода
4.3. Введение минеральной добавки в тампонажный материал
4.4. Применение реагентов комплексного действия
4.5. Выводы
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ С ИНГИБИТОРОМ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПРИ КРЕПЛЕНИИ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СКВАЖИН
5.1. Определение оптимальной концентрации ингибитора в жидкости затворения цементов
5.2. Влияние химической обработки тампонажых растворов на эффективность действия ингибитора коррозии
5.3. Исследования технологических свойств тампонажных растворов
с ингибитором коррозии
5.4. Применение тампонажных растворов с ингибитором при креплении сероводородсодержащих скважин
5.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ. Обоснование экономической эффективности применения ингибированных тампонажных растворов для строительства сероводородсодержащих скважин

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
В диссертации использованы следующие термины с соответствующими определениями, а также обозначения и сокращения:
Л ВИД - аномально высокое пластовое давление
АКЦ - акустическая цементометрия
вкс - виннокаменная кислота синтетическая
ВМС - высокомолекулярное соединение
ВФПМ - высококипящие фракции производства морфолина
В/Ц - водоцементное отношение
ГГК - гамма-гамма каротаж
ГКМ - газоконденсатное месторождение
КМЦ - карбоксиметилцеллюлоза
КССБ - конденсированная сульфитно-спиртовая барда
оцк - отбивка высоты подъема цементного раствора термометрией
ПАВ - поверхностно-активное вещество
ПВО - противовыбросовое оборудование
РВР - ремонтно-восстановительные работы
СДБ - сульфитно-дрожжевая бражка
ССБ - сульфитно- спиртовая барда
скц - станция контроля цементирования
Н28 - сероводород
со2 - диоксид углерода
КМп04 - перманганат калия
N804 - гидроксид натрия
Ка28 - сульфид натрия
2С03 - карбонат натрия
Кст - коэффициент коррозионной стойкости
1 - температура
Р - давление
pH - водородный показатель

слое цементного камня; а ив- коэффициенты (эмпирические); 1 - расстояние между торцом и серединой анализируемого слоя образца.
При сравнении реакционной способности цементного камня, приготовленного из различных вяжущих, учитывают как Kpc(S03) и Kpc(S), так и коэффициенты а и в, которые характеризуют кольматирующую способность продуктов реакций.
В связи с тем, что получение цементного камня, инертного по отношению к сероводороду, практически невозможно, необходимо добиваться максимального снижения его реакционной способности и повышения в разумных пределах коль-матирующего эффекта продуктов реакций.
При выборе тампонажных материалов для разобщения пластов одним из необходимых условий является низкая реакционная способность камня к взаимодействию с сероводородом. Оценка реакционной способности тампонажного материала к взаимодействию с агрессивной средой производится по результатам химического анализа цементного камня и его физико-механических свойств.
Испытания проводились на образцах цементного камня, полученных из различных вяжущих материалов: портландцемента (ПЦТ-100), шлакопортландце-мента (ШПЦС-120 и ШПЦС-200), цемента на основе отходов производства соды (ОП-3), тампонажного сульфатированного цемента (ТСЦ), а также цементов на базе кислых шлаков производства никеля (НКИ и НП). Результаты этих исследований приведены ниже в 3.1.
Таким образом, разработанная методика определения реакционной способности цементного камня к взаимодействию с H2S позволяет в короткие сроки оценить возможность использования того или иного вида тампонажного материала для цементирования сероводородсодержащих скважин.
2.2. Методология исследований устойчивости цементного камня
к коррозии при имитации термобарических условий реальных скважин
Более полное воспроизведение условий коррозии цементного камня в скважине обусловливает необходимость проведения долговременных (не менее 6 мес.) исследований изменений физико-механических свойств камня в условиях,