Обоснование и разработка тампонажных составов пониженной плотности для цементирования скважин в условиях аномально низких пластовых давлений

• Автор: Сторчак, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава I. Современное состояние технологии крепления скважин в условиях
аномально низких пластовых давлений
Облегченные цементы, выпускаемые промышленностью
Смеси цемент — глина
Тампонажные смеси с облегчающими добавками на основе промышленных
отходов
Кремнеземистые (пуццолановые) добавки
Степень дисперсности цементного порошка
Добавки органического происхождения
Аэрированные тампонажные смеси
Облегченные тампонажные смеси с микросферами
Постановка цели и задач исследования
Глава II. Методика исследований
2.1 Методика определения физико-механических свойств тампонажных суспензий и цементного камня
2.2 Методика теоретических исследований
2.3. Планирование экспериментов и анализ результатов экспериментальных
исследований
Выводы по главе II
Глава III. Теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение эффективности использования микроцементов в качестве базового материала тампонажных смесей
3.1. Постановка задач исследований
3.2. Теоретические исследования процессов гидратации и твердения минеральных вяжущих веществ повышенной дисперсности

3.3. Экспериментальные исследования влияния степени дисперсности
цемента на его физико-механические свойства
Основные выводы по главе III
Глава IV. Разработка облегченных тампонажных составов на основе микроцемента и анализ полученных результатов
4.1. Исследования свойств облегченных тампонажных растворов
4.2. Исследования свойств цементного камня
Основные выводы по главе IV
Глава V. Разработка технологии приготовления облегченных тампонажных
растворов и обоснование технологических приемов их применения
5.1. Разработка технологии приготовления разработанных тампонажных
смесей
5.2. Выбор и обоснование способа цементирования
Выводы по главе V
Основные выводы и рекомендации
Список использованной литературы
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение

Введение
Актуальность
Проблема качественного разобщения пластов является одной из основных и актуальных проблем в области строительства скважин. Особенно остро это проблема стоит для месторождений Западной и Восточной Сибири, уникальных по своим запасам и геологическому строению, осложненных наличием многолетнемерзлых пород, пластов с низкими давлениями. Основными проблемами при креплении скважин в таких условиях являются поглощение тампонажных растворов, загрязнение фильтратом и твердой фазой цементного раствора и как следствие, значительное ухудшение коллекторских свойств призабойной зоны пласта, недоподъем цементного раствора до проектной высоты, некачественное разобщение пластов и появление вследствие этого межпластовых перетоков.
На месторождениях Кузнецовское (Кыновский горизонт, КА=0,81), Боркомосское (Бобриковский горизонт, Ка=0,81), Копальнинское (Артинский горизонт, Ка=0,80), Верхнесалымское (Пласты БС17_18, Кд:=0,74), Харампурское (Пласт Юь Ка=0,73), Среднеботуобинское (Ботуобинский ярус, КА=0,78), Тас-Юряхское (Восточный блок, Ка=0,75), Иреляхское (Улаханский ярус, КА=0,79), Юрубчено-Тохомском (Усольская, Ангарская свиты, КА=0,91) и других в подавляющем числе скважин отмечается низкое качество цементирования низа эксплуатационных колонн, что создает условия для межпластовых перетоков флюидов. Недоподъем тампонажного раствора до устья в скважинах составляет 500...700 м, что эквивалентно поглощению 15...20 м3 тампонажного раствора в продуктивные пласты. Это вызывает снижение притока нефти при освоении скважин. Для указанных пластов характерны низкие давления гидроразрыва, составляющие 0,016...0,018 МПа/м.
Распространение зон аномально низкого пластового давления (АНПД) со значениями коэффициента аномальности 0,4-0,9 также характерно для

Глава II. Методика исследований.
В соответствии с поставленной целью и задачами работа включает в себя теоретические и экспериментальные исследования. В целом метод исследования можно охарактеризовать как экспериментально-теоретический.
Разрабатываемые тампонажные смеси состоят из тонкодисперсного портландцемента и облегчающей добавки (алюмосиликатных микросфер). Цементный раствор должен обладать высокой растекаемостью, низкой плотностью, низкой водоотдачей и высокой стабильностью. От формируемого в результате цементного камня требуется достаточная прочность на изгиб и сжатие, высокая скорость набора прочности, низкая проницаемость.
Управление технологическими характеристиками тампонажного раствора и цементного камня осуществляется изменением водотвердого отношения (В/Т), а также изменением концентрации наполнителей.
2.1 Методика определения физико-механических свойств тампонажных суспензий и цементного камня
При проведении лабораторных исследований испытания физикомеханических свойств тампонажных смесей проводились согласно ГОСТ 26798.1-96, по методике изложенной в работах [20, 30, 31, 33, 47, 54, 68, 79].
Плотность тампонажного раствора является одной из важнейших его характеристик, от которой зависит гидростатическое давление в скважине, условия вытеснения бурового раствора и давление в насосах в конце цементирования. Плотность зависит от водоцементного отношения и является единственным параметром, контролируемым в процессе цементирования. Колебания плотности указывают на изменение В/Ц, что, в свою очередь, вызывает нежелательное изменение других его свойств. Гидростатическое давление, создаваемое в скважине цементным раствором не должно