Разработка облегченных и сверхлегких тампонажных материалов с полыми стеклянными микросферами для цементирования нефтяных и газовых скважин

• Автор: Орешкин, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ухта
• Количество страниц: 360 с. : ил.

1. НАУЧНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ОБЛЕГЧЕННЫХ И СВЕРХЛЕГКИХ ЦЕМЕНТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Традиционные облегченные тампонажныс материалы на основе портландФ цемента
1.2. Полые микросферы, свойства и применение в цементных тампонажных материалах.
1.3. Выводы по главе 1. Цель и задачи. Рабочая гипотеза
2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ. МАТЕРИАЛЫ. ОБОРУДОВАНИЕ
2.1. Методики исследований.
2.2. Материалы.
щ 2.3. Оборудование
3. ЦЕМЕНТНЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ И РОЛЬ ПОЛЫХ СТЕКЛЯННЫХ МИКРОСФЕР.
3.1. Физическая структура и принцип получения цементного материала.
3.2. Полые стеклянные микросферы и прочность цементного камня
3.3. Выводы по главе 3
4. СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ ЦЕМЕНТНОГО МАТЕРИАЛА С ПОЛЫМИ СТЕКЛЯННЫМИ МИКРОСФЕРАМИ
ф 4.1. Исследование новообразований в цементном тампонажном
материале.
4.2. Исследование новообразований в цементном тампонажном материале с полыми стеклянными микросферами.
4.3. Структурообразование в цементной системе с полыми стеклянными микросферами.
5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ОБЛЕГЧЕННОГО И СВЕРХЛЕГКОГО ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА И КАМНЯ С ПОЛЫМИ СТЕКЛЯННЫМИ МИКРОСФЕРАМИ
5.1. Структура и свойства облегченного и сверхлегкого цементного тампонажного раствора и камня с полыми стеклянными микросферами, полученных при
атмосферном давлении.
5.2. Структура и свойства тампонажного материала, сформированного при повышенных давлениях.
5.3. Оптимизация состава цементного тампонажного материала с ПСМС
5.4. Сцепление цементного камня с полыми стеклянными микросферами со сталью обсадной трубы
5.5. Пористость цементного камня с полыми стеклянными микросферами.
5.6. Выводы по главе 5.
6. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЦЕМЕНТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОЛЫМИ СТЕКЛЯННЫМИ МИКРОСФЕРАМИ.
6.1. Коррозия полых стеклянных микросфер в цементном камне.
6.2. Блоксхема моделирования структуры, свойств тампонажного материала с ПСМС.
6.3. Экономическая эффективность применения тампонажного цементного материала с полыми стеклянными микросферами
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Существующие искусственные пористые материалы керамзит, перлитовый песок ВПП, обожженный диатомитовый песок ОДП, нефтяной кокс, гильсонит, вермикулит, гипс, глина, уголь и другие требуют большого количества воды. Частицы наполнителя под давлением в скважине разрушаются и интенсивно связывают воду из цементного раствора, увеличивая его вязкость. Водоцементное отношение изменялось в зависимости от требуемой растекаемости раствора от 0, до 0,9 и выше, а предел прочности при изгибе должен сответствовать ГОСТ Портландцементы тампонажные. Технические условия и ГОСТ 8. Цементы тампонажные. Методы испытаний. Для улучшения технологических параметров и для придания гомогенности в тампонажный раствор вводят глину, мел и др. Для ускорения схватывания добавляют СаС 0, 1. В США для тампонажных растворов Дж. Мессенжер использовал микросферы из керамики и стекла 1. Использование стеклянных микросфер для облегчения тампонажных цементных растворов, как считают Ч. Пауэрс, Д. Холман 1 Р. Смит 2, является наиболее перспективным направлением, вместо традиционных бентонита, диатомитовой породы, метасиликата натрия, которые добавляются, чтобы уберечь смесь от расслаивания при добавлении большого количества воды, обеспечивающего прокачиваемость раствора при цементировании скважины. В патенте 2 используется смесь тампонажного цемента с микросферами при ВЦ, равном 1,3. При этом можно получить цементный раствор плотностью до 1, гсм3 при прочности камня на сжатие 3, МПа. Расход микросфер Ю 1 или Ю 1 Э табл. По большой расход воды затворения увеличивает время набора необходимой прочности и снижает конечную прочность затвердевшего раствора.