 |
| Повышение долговечности тампонажного камня в агрессивных флюидах нефтяных и газовых скважин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ 7
1. АНАЛИЗ СОСТОЯ НИЯ ВОПРОСА 8
1.1. Причины нарушения герметичности крепи скважин 8
1.1.1. Влияние контракции на качество крепления скважин 15
1.1.2. Влияние седиментационной устойчивости тампонажного раствора на качество крепления скважин 17
1.1.3. Влияние термодеструктивных процессов на качество крепления высокотемпературных скважин 19
1.1.4. Влияние химической стойкости цементного камня на качество крепления скважин 21
1.1.5. Влияние технологии на качество крепления скважин 27
1.2. Тампонажные материалы, применяемые для крепления скважин в условиях повышенной агрессивности пластовых флюидов 28
1.2.1. Сероводородостойкие тампонажныке материалы 29
1.2.2. Тампонажные материалы для высокотемпературных скважин 31
1.2.3 Тампонажные материалы для углекислотной коррозии 34
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КОРРОЗИИ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ 36
2.1. Исследование влияния углеводородной среды на сероводородную коррозию цементного камня 36
2.1.1. Термодинамика процесса коррозии 37
2.1 2. Теоретическое обоснование механизма поражений цементного камня в присутствии углеводородов 39
2.1.3. Обоснование требований к тампонажному материалу 52
2.2. Исследование взаимодействия сероводорода с цементным камнем на ранних стадиях твердения 53
2.3. Коррозия цементного камня под действием углекислоты (углекислого газа) 59
2.3.1. Коррозия цементного камня под действием углекислого газа 60
2.3.2. Коррозия цементного камня под действием растворенной углекислоты 61
2.3.3. Исследование и разработка тампонажных материалов для углекислотной коррозии 66
2.4. Совместное влияние сероводорода и углекислоты на цементный камень 71
2.5. Влияние характеристик пласта на процесс коррозии цементного камня под действием
растворенных кислых газов 78
2.5.1. Постановка задачи описания протекания коррозионных процессов цементного камня в контакте с агрессивным пластовым флюидом 79
2.5.2. Экспериментальные исследования влияния горной породы на коррозию цементного камня 92
2.5.2.1 Разработка экспериментальной установки. Методика проведения опытов 92
2.5.2.2. Результаты экспериментальных исследований 94
3. ТРЕБОВАНИЯ К ТАМПОНАЖНЫМ МАТЕРИАЛАМ И ТЕХНОЛОГИИ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН ДЛЯ КОРРОЗИОННОАКТИВНЫХ СРЕД И ОБОСНОВАНИЕ СОСТАВА БАЗОВОГО ВЯЖУЩЕГО 101
3.1. Требования к тампонажным материалам для сероводородосодержащих сред 101
3.2. Требования к тампонажным материалам для углекислотных сред 110
3.3. Требования к тампонажным материалам для высокотемпературных скважин 111
3.4. Требования к технологии крепления скважин в сложных геологических условиях при наличии агрессивных флюидов в пласте 111
3.5. Обоснование рабочей гипотизы и состава базового вяжущего 113
4. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ И МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕРМОКОРРОЗИОННОСТОЙКИХ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ 125
4.1. Теоретические предпосылки повышения термостойкости цементного камня 125
4.1.1. Пути повышения термостойкости цементного камня на основе гидросиликатов кальция 126
4.1.2 Повышение долговечности цементного камня на основе вяжущих алюминатного твердения 132
4.1.3. Возможности получения термостойких высокопрочных композиций на основе вяжущих гидрогранатного твердения 134
4 2. Обоснование критерия стадийности фазообразования при твердении вяжущих 136
4.2.1. Критерий стадийности образования низкоосновных
гидросиликатов в системе
4.2.2. Влияние стадийности образования низкоосновных
гидросиликатов кальция на
4.2.3. Использование критериев стадийности образования гидратных фаз при проектировании алюминатных вяжущих 142
4.3. Исследование влияния различных факторов на кинетику
гидратации и фазовый состав продуктов твердения
4.3.1. Влияние свойств известьсодержащего компонента 145
4.3.2. Влияние свойств кремнеземистого компонента 147
4.3.2.1. Методика определения скорости взаимодействия извести с кремнеземсодержащими компонентами 150
4.3.2.2. Определение скорости взаимодействия извести с кварцевым песком 152
4.3.2.3. Скорость взаимодействия извести с горелой породой 156
4.3.2.4. Скорость взаимодействия извести с
4.3.2.5. Влияние дезиитеграторной обработки на скорость взаимодействия извести с кремнеземсодержащими компонентами 158
4.3.3. Влияние мольного отношения CaO/Si02 и температуры твердения
на фазообразование
4.4. Методика проектирования составов
4.4.1. Методика проектирования составов ИКЦ для температур выше 120 °С 170
4.4.2. Методика проектирования составов ИКЦ для температур ниже 120 °С 175
4.5. Обоснование технологии приготовления раствора
5. МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ТАМПОНАЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 187
5.1. Применение ИКЦ для модификации шлаковых вяжущих 187
5.2. Применение ИКЦ для модификации портландцементов 204
5.3. Тампонажный материал для крепления сероводородосодержащих скважин при температурах 20...100 °С 206
6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КРЕПЛЕНИЯ, АПРОБАЦИЯ, ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ 224
6.1. Исследование коррозионной стойкости цементного камня 224
6.2. Разработка способа получения облегченных
6.3. Обоснование и разработка способов цементирования обсадных колонн, исключающих отрицательные последствия контракции 245
6.4. Обоснование и разработка способов повышения защищенности цементного камня от действия агрессивных флюидов 254
6.5. Промысловые испытания
6.6. Испытание и внедрение
6.7. Испытание и внедрение
6.8. Испытание и внедрение
6.9. Промысловые испытания технологии приготовления тампонажных растворов 267
ЛИТЕРАТУРА 269
