М иНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ государственное БЮДЖЕТНОЕ образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«тюменский государственный нефтегазовый университет»

Нефтегазовый колледж имени Ю.Г.Эрвье

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине «БУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН»

для студентов среднего профессионального образования

специальности

131003 Бурение нефтяных и газовых скважин,

Для учащихся начального профессионального образования

131003.03 Бурильщик эксплуатационных и разведочных скважин

Составитель: А.В. Кед – преподаватель специальных дисциплин.

Расчеты, связанные с цементированием обсадных ко­лонн, технологическим и ликвидационным тампонирова­нием

Тюмень

Тюм ГНГУ

НГК им. Ю.Г. Эрвье

2012

Расчеты, связанные с цементированием обсадных ко­лонн, технологическим и ликвидационным тампонирова­нием

1. Выбор тампонажного материала

Тампонажные цементы на основе портландцементного клинкера по вещественному составу в зависимости от содержания и вида добавок под­разделяют на тампонажные портландцемент бездобавочный, тампонажный портландцемент с минеральными добавками и тампонажный порт­ландцемент со специальными добавками, регулирующими свойства це­мента. Перед названием такого цемента добавляется наименование добав­ки.

По температуре применения (°С) тампонажные цементы подразде­ляются следующим образом:

для низких температур - ниже 15;

для нормальных температур - от 15 до 50;

для умеренных температур - от 50 до 100;

для повышенных температур - от 100 до 150;

для высоких температур - от 150 до 250;

для сверхвысоких температур - выше 250;

для циклически меняющихся температур.

Цементы по средней плотности тампонажного цементного теста (кг/м3) подразделяются следующим образом: легкие - ниже 1400;

облегченные - от 1400 до 1650;

нормальные - от 1650 до 1950;

утяжеленные - от 1950 до 2300;

тяжелые - свыше 2300.

По устойчивости тампонажного камня к воздействию агрессивных пластовых вод выделяют следующие виды тампонажных цементов:

• цементы, к которым не предъявляют требований по устойчивости тампонажного камня к агрессивности пластовых вод;

• устойчивые к сульфатным пластовым водам;

• устойчивые к кислым (углекислым, сероводородным) пластовым во­дам;

• устойчивые к магнезиальным пластовым водам;

• устойчивые к полиминеральным пластовым водам.

По объемным деформациям тампонажного камня при твердении в водной среде в 3-суточном возрасте цементы подразделяют на следую­щие:

цементы, к которым требования не предъявляют;

безусадочные с расширением не более 0,1 %;

расширяющиеся с расширением более 0,1 %.

Начало схватывания тампонажных цементов должно наступать ра­нее:

2 ч для низких и нормальных температур;

1 ч 45 мин для умеренных и повышенных температур.

Конец схватывания тампонажных цементов для низких и нормаль­ных температур должен наступать не позднее:

10 ч для тампонажных портландцементов ДО и Д20;

18ч для облегченного и песчанистого.

Конец схватывания тампонажных цементов для умеренных и повы­шенных температур должен наступать не позднее:

ч для тампнажных портландцементов ДО и Д20;

8 ч для облегченного;

ч для утяжеленного и песчанистого.

Для цементирования скважин следует применять тампонажные мате­риалы (табл. .1), удовлетворяющие требованиям соответствующих стандартов [1,2,4].

Тампонажные растворы для различных условий бурения состоят из тампонажного цемента, среды затворения, реагентов ускорителей и за­медлителей сроков схватывания, реагентов-понизителей, показателя фильтрации и специальных добавок во избежание разрыва пород и по­глощения, а также с целью лучшего вытеснения бурового раствора из кольцевого пространства.

При бурении на твердые, жидкие и газообразные полезные ископае­мые применяются тампонажные растворы [3, 5, 7, 9,10]

• на основе вяжу­щих веществ (цементный, аэрированный, нефтецементный, нефтеэмульсионный, гипсовый, известковый, расширяющийся, гипсоцементный рас­творы);

• сухие быстросхватывающиеся тампонажные смеси;

• тампонажные растворы на основе коагулирующих веществ (гинистый, соляробентони-товый), комбинированные тампонажные растворы на основе неорганиче­ских веществ (глиноцементный, соляробентонитовый);

• тампонажные со­ставы на основе органических веществ (синтетические смолы, гипано-хлоркальциевая тампонажная смесь,латексные и битумные составы и др);

• комбинированные органоминеральные тампонажные смеси (полимерце­ ментный, вязкоупругий глинистый составы,

гипано-цементная смесь, верждаемый глинистый состав).

тампонажные мате­риалы (табл.1)

Если в разрезе проектируемой скважины встречается несколько тем­пературных зон, в раствор добавляют химические реагенты, чтобы верх­няя пачка тампонажного раствора по срокам схватывания и твердения существенно не отличалась от нижней пачки раствора, т.е. время ОЗЦ должно быть одинаково по всему интервалу цементирования. В этом случае для выполнения требований по успешной доставке тампонажного раствора в затрубное пространство скважины в заданные сроки и для предупреждения осложнений, связанных с седиментационными, контракционными и другими эффектами взаимодействия тампонажных растворов с породами, необходимо регулировать сроки схватыва­ния растворов, которые без химических добавок интенсивно реагируют на изменение температурных условий

Среду затворения выбирают по табл. 2 в зависимости от наличия солевых отложений в разрезе скважины или от степени минерализации пластовых вод.

Таблица .2

Выбор среды затворения

Отложения	Среда затворения	Концентрация соли, %
Галит	Насыщенный раствор хлорида натрия, р=1190 кг/м3	35
Бишофит	Насыщенный раствор хлорида магния, р=1270 кг/м3	36
Сульфаты	Техническая вода	-
Минерализованная вода	То же	-

Для предотвращения преждевременного загустевания тампонажного раствора и обводнения продуктивных горизонтов необходимо снизить показатель фильтрации тампонажного раствора.

Предпочтительность выбора того или иного тампонажного раствора диктуется конкретными условиями бурения скважины. При этом учиты­вают следующие факторы: сохранение изоляционных свойств камня при наивысшей температуре; пластовое давление, давление гидроразрыва, наличие соленосных отложений, устойчивость против коррозии агрессив­ными компонентами и пр.