Исследование и разработка технологии строительства скважин в условиях агрессии кислых газов

• Автор: Кобышев, Николай Павлович
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Термодинамика коррозии тампонажного камня под действием сероводородной агрессии. Экспериментальные исследования в газовой сероводородной агрессии. Влияние на кольматацию устойчивости буровых растворов . Изменение проницаемости породы в результате кольматации. Технические средства кольматации пород
увеличение растворимости Н в зависимости от давления носит линейный характер. Повидимому, эта закономерность будет справедлива в пределах применимости закона Рауля. Зная концентрацию Н в растворе, можно посчитать величину . Данное значение соответствует максимально возможной растворимости сероводорода в дистиллированной воде при Р 0,1 МПа. Увеличение давления газа на 2 порядка приводит к снижению водной среды на 1. Таким образом, при нормальном давлении сероводорода порядка МПа сероводородной кислоты не опускается ниже 3. Продукты твердения тампонажного камня гидросиликаты, гидроалюминаты, гидрогранаты, свободный гидроксид кальция обладают термодинамической устойчивостью при 7. А так как растворенный в пластовой воде сероводород представляет собой кислоту, которой может достигать 3, то он вызывает коррозионное поражение тампонажного камня.


Если в камне имеется свободный кристаллический гидроксид кальция, то концентрация СаОН2 в поровой жидкости равна его растворимости. При контактировании пластовой воды, содержащей сероводород, с поровой жидкостью тампонажного камня имеет место его диссоциация и последующая реакция с СаОН2. Н Са 2ОН 2Нв Н
Ионы НЭ , диффундируя вглубь цементного камня, попадают в зону с повышенным . Двухвалентные анионы 8 вступают в химическую реакцию с ионом Са, при этом образуется малорастворимый продукт Са8, который выпадает в осадок. Са 2ОНу Са1 Н 1. В результате убыли растворенного СаОНг поровая жидкость обедняется щелочью, что приводит к нарушению термодинамического равновесия между твердой и жидкой фазами цементного камня. Это вызывает интенсивный гидролиз и растворение составляющих цементного камня, поставляющих СаОН2 в поровую жидкость. Прежде всего разрушается твердая фаза, представленная кристаллическим гидроксидом кальция, высокоосновными гидроалюминатами, гидросиликатами и гидроферритами кальция. Наибольшей устойчивостью в начальный момент времени будут обладать тампонажные материалы, продукты твердения которых представлены низкоосновными гидросиликатами кальция и гидрогранатами кальция, так как в первой стадии взаимодействия агрессивной среды и тампонажного камня скорость коррозионного процесса ограничивается скоростью растворения кристаллогидратов. Сероводород при этом имеет свободный доступ к поверхности камня, а скорость его подвода определяется конвекцией или фильтрацией агрессивной жидкости из пласта.