Лекция № 16. Общая характеристика применения тр. Классификация тм.

Тампонажные материалы представляют собой специальные материалы или составы, используемые для тампонирования - заполнения скважин или отдельных ее интервалов.

Тампонажные составы со временем могут затвердевать с образованием тампонажного камня, либо загустевать или упрочняться, оставаясь вязкой или вязко-пластичной системой.

Поскольку разнообразны цели и методы применения ТМ, постольку различны и требования к ним. Важную роль играют горно-геологические условия строительства скважин. Эти условия усложняются по мере увеличения глубин и совершенствования технологии строительства скважин. В связи с этим предусмотреть все случаи и условия использования ТМ невозможно, поэтому главным требованием к ТМ является возможность регулирования их свойств в широких пределах.

В зависимости от назначения тампонирования ТМ выполняют различные функции. Рассмотрим их.

1. Изоляция интервалов залегания пластов с различными свойствами.

2. Защита обсадных труб от коррозии и повышение их устойчивости к нагрузкам. Пластовые воды часто имеют высокую минерализацию и поэтому обсадные трубы активно корродируют. Изоляция затрубного пространства исключает коррозию обсадных труб и повышает их устойчивость к различным нагрузкам.

3. Закрепление обсадных колонн производится для предупреждения обвалов стенок

скважин и для изоляции каверн и крупных трещин.

4. Ликвидация поглощения БР и водопроявления.

5. Ликвидация скважины. Производится после завершения бурения разведочных скважин.

Выбор и регулирование свойств ТМ определяются в основном условиями строительства скважины, изменяющимися в процессе строительства и эксплуатации в широких пределах по степени воздействия на ТР и ТК.

К наиболее важным факторам, определяющим выбор ТМ., следует отнести температуру, перепад температур между верхней и нижней отметками глубины расположения ТР.

Температура ОС определяет в основном выбор того или иного ТМ а перепад температур – выбор рецептуры ТР, т.к. рецептура постоянного состава, выбранная для одной операции и ориентированная в основном на максимальную статическую температуру, приводит к тому, что ТР затвердевает не в одно и то же время, а верхние участки его могут не схватиться. Осложняющим фактором является колебания температуры, вызывающие фазовые переходы в поровой среде – кристаллизацию из раствора, замерзание воды, вскипание поровой жидкости.

Важное значение как для технологии Т. работ, так и для твердения камня из раствора имеет давление. Встречаются пласты, когда давление флюидов превышает обычное в 1.3 – 2 раза. Такое давление называют аномально высоким пластовым давлением (АВПД). В случае АВПД жидкость или газ в поровом пространстве пород пласта находится частично под действием горного давления. На величину АВПД влияет также повышение температуры окружающих пород.

Очень часто при тампонажных работах встеречаются пласты с пониженным давлением. На процесс твердения и долговечность ТМ значительно влияет перепад давления между отдельными частями скважины, вызывающий движение ТМ, а также вдоль поверхности контакта его с ОС или ругими частями скважины. Фильтрация жидкостей или газов через малопрочный ТМ при водит к его размыву, а в прочном тампонажном камне может вызвать коррозионные процессы, способствующие проникновению вглубь его растворенных агрессивных компонентов.

Одним из важнейших факторов, определяющих выбор вида и состава ТМ, является химический состав ОС, особенно наличие в ней воды, хорошо растворимых солей и кислых газов. Это главный фактор, влияющий на долговечность ТМ.

В настоящее время в качестве ТМ широко применяются различные вещества, обеспечивающие твердение, например, минеральные вяжущие вещества, образующие при смешении или так называемом затворении с водой или водными растворами солей нерасслаивающиеся суспензии, способные к затвердеванию. Природа твердения таких суспензий сложна и многообразна и связана с химической реакцией между частицами порошка (твердой фазы суспензии) и жидкостью затворения.

Химические вещества, обеспечивающие затвердение ТР, называются базовыми ТМ или базовыми ТЦ. Вещества, вводимые для регулирования свойств ТР или образующегося затвердевающего ТМ, называют добавками. ТМ, содержащие добавки, называются модифицированными. Модифицированные добавки можно вводить в порошкообразный ТМ, в жидкость затворения или в приготовленный ТР.