Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование составов тампонажных материалов для повышения качества разобщения пластов в арктических скважинах Клюсов, Всеволод Анатольевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Клюсов, Всеволод Анатольевич. Совершенствование составов тампонажных материалов для повышения качества разобщения пластов в арктических скважинах : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.15.10 / Тюмен. гос. архитектурно-строит. акад. (ТюмГАСА).- Тюмень, 2000.- 24 с.: ил. РГБ ОД, Др-00/120

Введение к работе

Актуальность темы исследований. Освоение нефтегазовых месторождений Крайнего Севера и шельфа арктических морей России представляет значительные трудности из-за сложных геокриологических условий строительства скважин. Мощность многолетнемерзлых пород (ММП) достигает 500 м, температура - минус 6 С. Толща ММП представлена в основном мерзлым песчаником и содержит талые водоносные и неводоносные прослои. Температура в межмерзлотяых таликах близка к "нулевой".

Практика показывает, что традиционно применяемые технологии строительства скважин в условиях ММП не в полной мере обеспечивают повышение качества разобщения пластов и надежность конструкции скважин, о чем свидетельствуют интенсивные газопроявления, потеря продольной устойчивости И смятие колонн при проседании и обратном промерзании пород и жидкостей, оставленных в заколонном и межколонном пространстве. Как правило, указанные осложнения являются следствием использования низкоактивных тампонажних цементов, которые даже в сочетании с ускорителями схватывания не обеспечивают твердения и заданного набора прочности в условиях мерзлоты. Попытка использования т.н. "тепловых" методов интенсификации твердения приводит к еще более опасным последствиям - возрастанию водоотстоя в результате растепления ММП и деструкции цементного камня вследствии возникшего массопереноса в кольцевом пространстве.

В результате научно-технического анализа всех аспектов цементирования

4 скважин сделан вывод о том, что условиям ММП наиболее полно отвечают

арктические гипсоцеменгаые тампонажные смеси зарубежных фирм, которые

не требуют дополнительного подогрева жидкости затворения и "дродавки".

Однако они также не могут эффективно использоваться в условиях

геокриологического разреза месторождений России из-за повышенного

водоотстоя-усадки раствора (при В/Ц = 0,38) и низкой водостойкости камня,

приводящей к его разрушению в водонасыщенных зонах.

Цель работы. Разработка и совершенствование составов и технологии приготовления тампонажних материалов на основе смешанного вяжущего, обеспечивающих повышение качества разобщения пластов в арктических скважинах.

Основные задачи.

  1. Провести анализ осложнений и причин некачественного крепления скважин в сложных геокриологических условиях Крайнего Севера.

  2. Исследовать свойства арктических гкпсоцементных смесей зарубежных фирм и определить основные теоретические предпосылки улучшения их свойств.

  3. Установить закономерности процессов гидратации в системах алюминатов кальция и полугидрата гипса при пониженных температурах.

  4. Показать практическую применимость развиваемых научных представлений к разработке тампонажных материалов на основе смешанных вяжущих.

5 5. Организовать выпуск, провести опытно-промышленные испытания и разработать инструкцию по применению арктического цемента. Научная новизна.

  1. Установлены факторы, обеспечивающие получение гипсоцементных тампонажных композиций со стабильными свойствами.

  2. Выявлены закономерности процессов гидратации в системах алюминатов кальция и полугидрата гипса при пониженных температурах. С точки зрения теории гомогенного и гетерогенного зародышеобразования уточнен механизм гидратации полугидрата гипса.

  3. Раскрыт механизм и предложены пути компенсации водоотделения -усадки раствора и получения на основе гипсоцементных смесей безусадочного камня с повышенной водостойкостью.

Практическая ценность и реализация работы в промышленности. На основании результатов теоретических, экспериментальных и промысловых исследований разработаны:

принципы повышения структурной долговечности гипсоцементных тампонажных композиций;

составы и технология приготовления водостойких безусадочных гипсоцементных тампонажных композиций с использованием в качестве модификаторов глиноземистого шлака и гидрокарбоалюмината кальция, вступающих во взаимодействие с гипсом с образованием эттрингита;

составы тампонажных композиций: пониженной плотности, для прове-

дєнйя водоизояяционяых работ и перекрытия продуктивной толщи пласта.

На основании опытно-промышленных испытаний на БГКМ разработана "Инструкция по применению тампонажного цемента для арктических условий (Аркцемент)". "Аркцемент" включен в рабочие проекты на строительство разведочных скважин Уренгойского и Ямсовейского месторождений.

Основные защищаемые положения.

  1. Результаты исследования арктических гипсоцементных смесей зарубежных фирм, их преимущества и недостатки.

  2. Закономерности процессов гидратации в системах алюминатов кальция и полугидрата гипса при пониженных температурах.

  3. Механизм и пути компенсации водоотделения - усадки раствора и получения на основе гипсоцементных смесей безусадочного камня с повышенной водостойкостью.

  4. Составы и технология приготовления арктических водостойких безусадочных гипсоцементных смесей и составы тампонажных композиций: пониженной плотности, водоизоляционных, с кислоторастворимым компонентом -для перекрытия продуктивной толщи пласта.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на Международной научно-методической конференции "Проблемы подготовки кадров для строительства и восстановления скважин на месторождениях Западной Сибири" (Тюмень, 1996), Международной научно-практической конференцик "Ресурсосберегающие технологии в области использова-

7 ния природного газа" (Тюмень, 1996), Всероссийской научно-практической конференции "Экологические проблемы и решение задач по длительной сохранности недр и окружающей среды..." (Тюмень, 1997), XVI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (С.-Петербург, 1998), Ш Всероссийской научной конференции "Фундаментальные проблемы нефти и газа" (Москва, 1999), III Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России "Новые технологии в газовой промышленности" (Москва, 1999), IV Международной конференции "Освоение шельфа арктических морей" (С.-Петербург, 1999), Международной конференции "Долговечность и защита конструкций от коррозии" (Москва, 1999), академических чтениях "Развитие теории и технологии в области силикатных и гипсовых материалов" и III научно-практической конференции молодых учёных, аспирантов и докторантов "Строительство - формирование среды жизнедеятельности" (Москва, 2000), II съезде российского керамического общества и научно-практической конференции (С.-Петербург, 2000).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 19 научных работах, в т.ч. 1 научно-техническом обзоре, 9 статьях, 7 тезисах и 2 патентах РФ на изобретения.

Объём и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников, включающих 87 наименований, и 3 приложений. Объём работы 205 стр., в т.ч. 33 рис. и 24 табл.