- •Передмова
- •Глава 1. Проблема обводнення свердловин
- •1.1. Характеристика вод. Джерела, причини, шляхи та наслідки обводнювання свердловин
- •1.1.1. Характеристика природних підземних вод
- •1.1.2 Закономірне, передчасне й аварійне обводнювання свердловин і пластів Джерела обводнення свердловин
- •Геологічні фактори
- •Технологічні фактори
- •Наслідки обводнення свердловин
- •1.2. Класифікація причин обводнення свердловин і методи їх встановлення_________________________
- •1.3. Методи регулювання розробки родовищ і боротьби з обводненням свердловин
- •1.4. Гідродинамічні особливості витіснення нафти водою із проникнісно-неоднорідних колекторів за умов передчасних неконтрольованих проривів води
- •1.4.1 Проникнісна неоднорідність продуктивних пластів
- •1.4.2 Витіснення нафти з тріщинуватих пластів
- •1.4.3. Вирівнювання проникнісної неоднорідності тріщинуватого колектора при режимах витіснення нафти і газу як метод підвищення нафтогазовилучення
- •1.5. Види ремонтно-ізоляційних робіт і вибір методів їх виконання та тампонажних матеріалів
- •1.5.1. Класифікація ремонтно-ізоляційних робіт
- •1.5.2 Засади вибору технології pip і тампонажних матеріалів
- •Глава 2. Тампонажні матеріали,
- •2.1 Класифікації тампонажних матеріалів
- •2.1.1 Загальна класифікація тампонажних матеріалів
- •2.1.2 Класифікація тампонажних матеріалів за ступенем їх дисперсності
- •2.1.3 Класифікація тампонажних матеріалів за механізмом закупорювання водопровідних каналів
- •2.1.4 Класифікація тампонажних матеріалів за їх взаємодією з пластовими флюїдами
- •2.1.5 Класифікація тампонажних розчинів за їх фізико-хімічним складом
- •2.2. Неорганічні твердіючі тампонажні цементи і розчини
- •2.2.1 Загальна характеристика тампонажних цементів
- •2.2.2 Тампонажний портландцемент
- •2.2.3 Глиноземистий і гіпсоглиноземистий цементи
- •2.2.4 Магнезіальний цемент
- •2.2.5 Тампонажні матеріали на основі силікатів лужних
- •2.2.6 Гіпсові в'яжучі речовини
- •2.2.7 Шлакові тампонажні матеріали і шлакоцементи
- •2.2.8 Легкі й полегшені тампонажні цементи і розчини
- •2.2.9 Обважнені тампонажні цементи і розчини
- •2.2.10 Термостійкі тампонажні цементи
- •2.2.11 Тампонажні цементи та розчини для низьких плюсових і
- •2.2.12 Розширні тампонажні цементи
- •2.2.13. Корозійностійкі тампонажні цементи
- •2.2.14 Тампонажні матеріали для ізоляції зон поглинання
- •2.2.15 Тампонажні суміші на мінеральній основі з додатками органоаеросилів, полімерів, латексу, азбесту
- •2.2.16 Наповнювачі до тампонажних розчинів
- •2.2.17 Технологічні властивості цементного порошку, розчину і каменю
- •2.3. Твердіючі в'яжучі тампонажні матеріали на основі органічних речовин
- •2.3.1 Тампонажні суміші на основі формальдегідних смол тсд-9 і тс-10
- •2.3.2 Гідрофобний тампонажний матеріал
- •2.3.3 Тампонажні суміші на основі інших смол
- •2.3.4 Тампонажні матеріали на основі мономерів -акриламіду і стиролу
- •2.3.5 Тампонажні матеріали на основі кремнійорганічних сполук
- •2.4 Гелеутворювальні тампонажні суміші
- •2.4.1 Загальна характеристика
- •2.5.2 Акрилові водорозчинні полімери
- •2.4.3 Гіпаноформалінова суміш (гфс)
- •2.4.4 В'язкопружні суміші на основі паа
- •2.4.5 Гелеутворювальні суміші на основі пал або кмц
- •2.4.7 Полімерний тампонажний матеріал акор
- •2.4.8 Нафтосірчанокислотна суміш
- •2.5 Суспензійні наповнювачі
- •2.5.1. Загальна характеристика полімерних матеріалів
- •2.5.2 Дослідження деяких технологічних характеристик суспензійних наповнювачів
- •2.5.3 Поліолефіни
- •2.5.4 Полістирол і кополімери стиролу
- •2.5.5 Полівінілхлорид
- •2.5.6 Полівініловий спирт
- •2.5.7 Фторопласты
- •2.5.8 Пом'якшувач, структуроутворювач ірубраке
- •Пом'якшувач
- •2.5.9 Гранульований магній, його продукти і шлам
- •Злежаний гранульований магній
- •2.5.10 Деякі інші органічні та неорганічні наповнювачі
- •Глава 3. Способи виконання водоізоляційних робіт у свердловинах
- •3.1 Відключення окремих пластів
- •3.2. Усунення негерметичності цементного кільця за експлуатаційною колоною та ізоляція підошовної води
- •3.2.1 Напрямки, наслідки, причини і типи каналів перетікання
- •3.2.2 Дослідження негерметичності цементного кільця
- •3.2.3 Способи усунення негерметичності цементного кільця
- •3.2.4 Тампонажні матеріали
- •3.3. Відключення окремих обводнених інтервалів пористого пласта
- •3.3.1 Виявлення обводнених інтервалів та оцінка залишкового
- •3.3.2 Вибір методів ізоляції припливу нагнітальних і контурних вод у перфорованому інтервалі продуктивного пласта
- •3.3.3 Методи селективної ізоляції пластової води у свердловинах
- •Органічні і полімерні матеріали
- •3.3.4 Визначення об'єму водоізоляційних реагентів
- •3.4 Нарощування цементного кільця за обсадною
- •3.5 Розрахунок цементування свердловин
- •Глава 4. Ремонтно-лагодильні роботи
- •4.1. Лагодження дефектів експлуатаційної колони
- •4.2.1 Причини утворення дефектів у кріпленні свердловин
- •4.2.2 Методи виявлення дефектів
- •4.2.3 Визначення затрубних перетікань флюїдів і негерметичності обсадної колони
- •4.3 Усунення негерметичності обсадної колони труб
- •4.3.1 Загальна стратегія робіт з усунення негерметичності
- •4.3.2 Спосіб доскручування обсадної колони
- •4.3.3 Способи тампонування ненаскрізних каналів
- •4.3.4 Способи ізоляції наскрізних каналів
- •4.4.1. Гідродинамічні дослідження негерметичності експлуатаційної колони
- •4.4.2 Промислово-геофізичні дослідження
- •4.4.3 Обстеження стовбура свердловини
- •Глава 1
- •Класифікація причин обводнення свердловин і методи їх встановлення 87
- •Методи регулювання розробки родовищ і боротьби
- •1.4. Гідродинамічні особливості витіснення нафти водою
- •Глава 2
- •2.3. Твердіючі в'яжучі тампонажні матеріали на основі органічних
- •3.2. Усунення негерметичності цементного кільця за
- •Глава 4
- •4.2 Визначення негерметичності в кріпленні свердловини і місця
- •Технологічні матеріали і способи ізоляції
2.3. Твердіючі в'яжучі тампонажні матеріали на основі органічних речовин
До них відносять водоізоляційні матеріали, які тверднуть з утворенням конденсаційно-кристалізаційної структури, а саме: олігомери (смоли), мономери і кремнієорганічні сполуки (див. вище).
Серед олігомерів, які використано в основі найбільш відомих твердіючих тампонажних матеріалів, є формальдегідні, алкілрезорцинова, епоксифенольна, ацетоноформальдегідні, сечовиноформальдегідні і фурфуролові смоли, поліаміни і поліуретани, серед мономерів - акриламід і стирол, серед кремнієорганічних сполук - продукт 119-204.
Серед найбільш широко використовуваних смол маємо:
1) експозиційні олігомери - смоли фенолоформальдегідні (ТСД-9 чи ТС-10 + формалін; ТСД-9 чи ТС-10 + формалін + уротропін; СФЖ + НС1 +
377
ПАА); епоксидні (ГТМ-3 + ПЕПА; ТЕГ-1 + ПЕПА); ацетоноформальдєгідні (АЦФ-3 + діетаноламід жирних кислот);
2) синтетичні смоли - конденсовані аміни (ТДА + ацетон + формалін + ЕД-5); сечовиноформальдегідні смоли (закріплювач „М"+ НС1).
До синтетичних смол, що використовуються як ізоляційний матеріал, висуваються наступні вимоги щодо придатності [36].
Смоли повинні бути розчинними у воді. Необхідність у спеціальних розчинниках зумовлює цілий ряд труднощів при використанні таких смол у промислових умовах (відмивання вузлів насосів, обв'язування гирла, ємностей, труб і т. д.).
Приготовлені для запомповування тампонажні суміші на основі смоли повинні легко проникати в дрібні тріщини цементного каменю і в пори породи. Для цього вони повинні володіти малою в'язкістю і не повинні містити завислих твердих частинок.
Смоли повинні тверднути в нейтральному або лужному середовищі.
Час затвердіння смоли при температурі пласта повинен встановлюватись у залежності від його параметрів (коефіцієнт проникності, пластовий тиск, температура і т. д.) і часу, необхідного для подавання смоли на вибій свердловини.
Затверділа смола повинна володіти адгезією з поверхнями цементного каменю, породи і металу експлуатаційної колони.
Окрім того, смоли, що використовуються як тампонажний матеріал при ізоляційних роботах, повинні бути дешевими, недефіцитними, безпечними в користуванні та в пожежному відношенні і т. д. Спосіб приготування тампонажних сумішей повинен відрізнятись простотою і враховувати необхідність виконання ізоляційних робіт в будь-який період року.
Придатність синтетичних смол як ізоляційного матеріалу встановлюється за результатами дослідження їх в лабораторних умовах. При цьому визначаються наступні технологічні показники смоли [36].
1. В'язкість початкової смоли і тампонажних сумішей на її основі. В'язкість вхідної смоли визначається на віскозиметрі Оствальда-Пін-
кевича, сумішей смоли із отверджувачем - на віскозиметрі ВЗ-1. У першому випадку визначається кінематичний коефіцієнт в'язкості в мм2/с, у другому випадку - умовний коефіцієнт в'язкості в секундах (час витікання певного об'єму смоли через отвір діаметром 4 мм).
2. Час початку твердіння тампонажних сумішей на основі смоли в залежності від концентрації отверджувача і каталізатора, температури і. ступеня розбавлення вхідної смоли.
За час початку твердіння суміші береться проміжок часу від початку змішування смоли із отверджувачем до втрати текучості суміші, що спостерігається візуально або шляхом вимірювання коефіцієнта в'язкості
378
суміші в часі. При визначенні часу початку твердіння тампонажних сумішей на основі смоли для високих температур (понад 40°С) тривалістю часу змішування компонентів при кімнатній температурі можна знехтувати. У цьому випадку час початку твердіння суміші визначається з моменту поміщення її в термостат.
При визначенні часу початку твердіння розчинів смоли при температурі 20-40°С вхідні продукти перемішуються протягом 2-3 хв. при кімнатній температурі і відтак поміщаються в термостат (повітряний або водяний) із заданою температурою.
Для вивчення умов твердіння розчинів смоли при температурі нижче 20°С вхідні продукти попередньо охолоджуються до заданої температури. Змішування їх проводиться в склянці, яку поміщають у водяну баню і постійно та енергійно перемішують протягом 20 хв. (приблизний час запомповування тампонажних сумішей у свердловину). Відтак суміш залишають у термостаті при строго заданій температурі.
Проби із суспензіями на основі смол поміщають у водяну баню і перемішують за допомогою механічної мішалки аж до початку тверднення суміші, щоб уникнути осадження твердої фази і забезпечити краще термостатування.
3. Фільтрівність розчинів смоли через пісковик.
Вивчення фільтрівності смоли проводиться на взірцях пісковика довжиною 50 мм і діаметром 40 мм (природних або штучних) при кімнатній температурі (~ 20°С) і перепаді тиску, розрахованому за формулою Дюпюї (= 1,3 МПа). Для фільтрації використовуються розчини смоли із часом твердіння 2-3 год. при 20°С.
Міцність затверділої тампонажної суміші на розривання і її пластичність.
Міцність зчеплення затверділої смоли із цементним каменем, котра визначається стандартним способом: міцність на розривання стандартних взірців (вісімок), що складаються із двох половинок - цементного каменю і синтетичної смоли.
При виборі синтетичних смол попередньо визначаються основні показники - розчинність, час затвердіння, міцність затверділої смоли. Весь комплекс досліджень проводиться лише з тими смолами, які задовольняють названим основним вимогам.