Выбор тампонажных материалов

Тампонажные материалы и растворы на их основе должны соответствовать диапазону статических температур в скважине по всему интервалу цементирования.

Применение цемента без проведения лабораторного анализа для условий предстоящего цементирования этой колонны запрещается.

С целью надежного разобщения продуктивных пластов эксплуатационную колонну необходимо цементировать высококачественным тампонажным цементом класса ПЦТ-I-G-100 ГОСТ 1581-96.

Цемент класса ПЦТ-I-G-100 является высокочистым портландцементом, отличается повышенной разобщающей и изолирующей способностью, а цементный камень -повышенной прочностью и адгезией, низкой проницаемостью.

Для цементирования кондуктора планируется использовать цемент ПЦТ-I-G-50 ГОСТ 1581-96.

Тампонажные смеси должны готовиться на централизованной базе с помощью специальных дозировочных устройств. В качестве ускорителя схватывания цемента при цементировании направления и кондуктора рекомендуется использовать хлористый кальций.

Выбор буферной жидкости и плотности тампонажного раствора

Буферная жидкость предназначена для разделения тампонажного и промывочного растворов, а также для смывания глинистой корки со стенок скважины.

В качестве буферных жидкостей в зависимости от условий используются:

- Техническая вода с вязкоупругим раствором (ВУР) или без него;

- Растворы солей с ВУРом или без него;

- Утяжелённая буферная жидкость на полимерной основе;

- Растворы кислот с ВУРом или без него;

- Нефть или дизельное топливо с ВУРом или без него;

- Незамерзающая буферная жидкость или дизельное топливо.

В данном случае в качестве буферной жидкости используем:

1. Под направление: вода техническая.

2. Под кондуктор: вода пресная, вода техническая.

3. Под промежуточную колонну: вода техническая.

4. Под эксплуатационную колонну: вода техническая.

Плотность тампонажного раствора выбираем исходя из двух условий:

а) минимальная плотность тампонажного раствора должна превышать плотность промывочной жидкости на 200-300 кг/м³, и рассчитывается:

.

б) максимальная плотность тампонажного раствора ограничивается условием недопущения гидроразрыва наиболее слабого пласта, вскрытого скважиной в интервале цементирования, и рассчитывается:

,

где Р_гр– градиент давления гидроразрыва слабого пласта, МПа;L– глубина спуска обсадной колонны, м;L_п– глубина залегания подошвы слабого пласта, м;h– высота подъёма тампонажного раствора, м.

Произведём расчёт плотности тампонажного раствора под обсадные колонны:

1. Под направление:

ρ_нп=1130+200=1330 кг/м³.

ρ_вп=(920000-1130*9,81*(150-150))/9,81*(60-(150-150))=1563 кг/м³.

2. Под кондуктор:

ρ_нп=1330 кг/м³.

ρ_вп=4080000/9,81*230=1808 кг/м³.

3. Под эксплуатационную колонну:

ρ_нп=1270 кг/м³.

ρ_вп=19400000/9,81*1088=1817 кг/м³.

Выбираем для эксплуатационной колонны плотность тампонажного раствора 1800 кг/м³.

2.3.5 Расчёт количества материалов для приготовления тампонажного раствора

Определив плотность цементного раствора, выбираем водоцементное отношение для его приготовления по таблице 24.

Таблица №24

Плотность тампонажного раствора, кг/м3	1830	1750	1670	1590	1510	1430
Водоцементное отношение	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0

При плотности раствора 1800 кг/м³примем водоцементное отношение равным 0,56.

Рассчитываем необходимую плотность тампонажной смеси:

,

где ρ_тр– плотность тампонажного раствора;m– водоцементное отношение; ρ_в– плотность жидкости затворения.

ρ_т=1800/(1-0,56*(1800/1000-1)=3273 кг/м³.

Количество тампонажного материала, потребного для приготовления 1 м³раствора:

,

где ρ_тр– расчётная плотность тампонажного раствора; ρ_в– плотность жидкости затворения; ρ_т– средняя плотность твёрдой фазы для приготовления тампонажного раствора.

G=3273*(1800-1000)/(3273-1000)=1152 кг.

Общее количество сухого тампонажного материала, необходимого для приготовления всего заданного объёма раствора, определяют по формуле:

,

где К_ц=1,03-1,05 – коэффициент, учитывающий потери цемента при погрузочно-разгрузочных работах;V_цр– необходимый объём цементного раствора, определяемый по формуле:

.

V_цр=0,785*480*((0,324-0,0073)²-0,245²)+0,785*2610*(0,2159²-0,178²)=15,175+30,5868=45,7618 м³.

G_о=1,05*1152*45,7618=55353,47 кг.

Объём воды, необходимый для приготовления 1 м³цементного раствора, определяют по формуле:

.

V_в=1152*0,56=645 л.

Расход сухого цемента на 1 м³воды затворения определяют по формуле:

.

G₁=1000/0.56=1785,7 кг.

Общий объём воды, необходимый для затворения всего тампонажного материала, определяем по формуле:

,

где К_в=1,08-1,1 – коэффициент, учитывающий потери воды при выполнении операций цементирования.

V_о=1,1*55353,47*0,56=34,09 м³.