№1 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

Цемент ерітінділерін дайындау және олардың негізгі параметірлерін анықтау

КІРІСПЕ

Мұнай және газ ұңғымаларының құрылысы барысында газ, мұнай, су, қабаттарын бір-бірінен құбыр сыртындағы кеңістік арқылы қатыстырмау, шегендеуші тізбектің тот басуын болдырмау үшін,әр шегендеуші құбырлар тізбегін түсіргеннен кейін, цементтеу жұмыстары жүргізіледі. Арнайы құрамда дайындалған цемент ерітінділері шегендеуші құбырлар мен ұңғы қабырғасы арасындағы сақиналы кеңістікті толтырады. Сондай-ақ, тампонажды цементтер құбыр ішіне бөгеттер қоюға және жуу сұйықтарын жұтылудан сақтау үшін қолданылады.

Цемент ерітінділері, цементтеуші агрегаттардағы сорптардың көмегімен құбыр тізбегінің іші арқылы, оның түбінен шығып, құбыр сыртындағы кеңістікпен көтеріледі.

Студенттер цемент ұнтағының қасиеттерін (уатылу ұсақтығы, меншікті үйінділік салмағы), цемент ерітінділерінің қасиеттерін (жайылғыштығы, ұстасу мерзімі, қоюлануы, тұңғыштығы, су бергіштігі) ажырата білуді үйренуі керек.

Жұмыстық мақсаты: жұмыстың мақсаты болып мұнай және газ ұңғыларын бұрғылау барысында қолданылатын цемент ерітінділерін дайындау және оның негізгі параметрі болып табылатын тығыздығы, жайылу шегі, алғашқы және соңғы ұстасу уақыттарын анықтауға арналған аспаптармен студенттерді таныстыру.

Тампонаждық цементтердің атқаратын қызметі

Мунай және газ ұңғыларының құрылысы барысында, әр шегендеуші құбырлар тізбегін түсіргеннен кейін, цементтеу жумыстары жургізіледі. Яғни, арнайы цемент ерітінділерімен шегендеуші құбырлар мен ұңғы арасындағы сақиналы кеңістік толтырылады. Осы кеңістікте цемент epтіндісі қатып, цемент тасына айналады.

Кеңістікте пайда болған цемент тасы төмендегі кызметтерді атқарады:

а) газ, мұнай, су қабаттарын бip-бipiмен құбыр сыртындағы кеңіст арқылы қатыстырмайды;

е) құбыр ішіне мұнай, су енгізбейді;

б) шегендеуші тізбектерді тот басудан сақтайды. Сондай-ақ, тампонаж цементтері құбыр ішінe бегеттер қоюға және жуу сұйықтарын жұтылудан сақтау үшін қолданылады.

Цемент ерітінділері, цементтеуші агрегаттардағы сораптың күшімен құбыр тізбегінің іші арқылы, оның түбінен шығып, құбыр сыртындағы кеңістікке көтеріледі.

Студенттер цемент ерітінділерінің қасиеттерін (тығыздығы, жайылғыштығы, ұстасу мерзімдері) анықтайтын құрылғылармен олардың параметірлерін өлшей білуі керек.

Цемент тасының негізгі атқаратын жұмысына сүйеніп және цементтеу технологиясын ескере отырып, цемент ерітінділерінің және цемент тастарының қасиеттеріне төмендегідей талаптар қоюға болады.

Цемент ерітінділері жеңіл айдалатын болу керек. Цемент ерітінділерінің айдалуы, жайылғыштық мөлшерін АзҒЗИ конусы бойынша (18 см-ден кем болмауы керек) немесе консистометр арқылы бастапқы консистенция шамасымен анықталады. Бастапқы консистенция мөлшері (0-10-15 шартты пуаздан артық болмауы керек).

Цемент ерітінділерінің тығыздығы, ұңғы ішіне тез айдалуға ыңғайлы күйде болуы керек. Ерітіндінің айдалуға қабілетін сақтайтын уақыты, оның бастапқы ұстасу (Вик инесі, АПСС) немесе қоюлану уақытымен, КЦ-3, КЦ -5 аспаптарымен анықтау арқылы жүргізіледі. Цементтеу уақыты алғашқы ұстасу немесе бастапқы қоюлану уақытынан аз болуы керек. Ол ұңғының түбіндегі температура мен қысымға тікелей байланысты. Цементтеу аяқталғаннан кейін, цемент ерітінділері қабаттағы сұйықтарымен жуылып немесе газдалып кетпеуі үшін, тез қатаюы керек. Оны Вика инесі аспабының көмегімен цемент ерітінділері сұйық күйдегі ұстасу уақытынан, тас күйіне қанша уақытта өте алатындығын анықтайды. Ұстасудың басталу мен аяқталу мерзімінің айырмасы 1-2 сағаттан аспауы керек.

Цемент ерітінділері төмендегідей талапты қанағатандыруы тиіс:

а) цемент ерітіндісі тұнғыштыққа тұрақты болуы керек және тұрған кезде оның ішінде сумен толтырылған саңылау мен жарықшалар болмауы керек;

б) қозғалмайтын цемент ерітінділерінің және қабаттағы сұйық араласып қоюланған цемент қамырының қысымы, қабаттағы артық қысымнан кем болмауы керек;

в) құбыр сыртындағы кеңістікте, құбыр мен ұңғының қабырғасын берік түйістіретін цемент тасы пайда болуы керек.

Цемент тасы ұңғы ішіндегі температура мен қысымға байланысты болатын түр өзгерістермен (деформациядан) бүлінбес үшін, төзімді болуы керек. Цемент тасын перфорациялау арқылы тескенде болатын жарықтарға төзімді, әрі қатқан кезде отырмауы керек. Цемент тасы қабаттарында болатын температураның, қысымның немесе тұзды сулардың әсерімен өз қасиеттерін жоймауы керек.

Жоғарыдағы көрсетілген қасиеттер, цемент ерітінділерін дайындау кезінде әр түрлі қоспаларды қосу арқылы реттеледі. Су мен цемент қатынасы дегеніміз –даярлауға керекті су салмағының цемент салмағына қатынасы.

Су мен цемент қатынасының төменгі шегі, цемент ерітінділерінің айдалуына байланысты. Су мен цемент қатынасының өсуіне қарай, цемент ерітінділерінің айдалуы жақсарады, бірақ С\Ц=0.5-тен асырмайды.

Судың тығыздығы – цемент ұнтағы тығыздығынан әлдеқайда кем, болғандықтан, С\Ц көбеюі цемент ерітінділерінің тығыздығын кемітеді. Көп жағдайларда цемент ерітінділерінің қабатқа жұтылуын тоқтату үщін “жеңіл” цемент ерітінділерін қолданады. Ерітінділердің құрамында су көп болады, яғни С\Ц=1.5 дейін жетеді. Судың бөлінуін азайту үшін, цемент ерітіндісінің құрамында түйіршіктері өзіндігінен реттелетін сулы коллоидты (бентонит сазы) немесе өте ұсақталған жеңіл (опока, диатомит, бор, пемза, перлит, көмір, мұнай, кокс, т.б.) қолданады. Цемент ерітінділерінің тығыздығын көтеру керек болғанда, керісінше, түйіршіктері ірі заттарды қолданады, мысалы кварц құмын (30% ке дейін). Бұл цемент ерітіндісінің қозғалыс қабілетін төмендетеді, С\Ц қатынасын азайтады. Беттік активті заттарды қосу арқылы да су мен цемент қатынасын төмендетуге болады. Мысалы, сульфитспиртті барданы (ССБ) қосу (0.2-0,5дейін). Бұл тәсілмен су мен цемент қатынасын 0.35-ке төмендетуге болады.

1-сұлба. Сериялы тампонаждық цементтердің топталуы (МЕСТ 25597-83)