ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛЫХ МИКРОСФЕР В КРЕПЛЕНИИ СКВАЖИН КАК МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КРЕПЛЕНИЯ КОНДУКТОРОВ

THE USE OF HOLLOW MICROSPHERES IN WELL CEMENTING AS A METHOD FOR IMPROVING THE QUALITY OF CONDUCTOR CEMENTING

Galimyanov Nail

Student, Department of Oil and Gas Drilling, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

Необходимость обеспечения высоты подъема цемента при креплении кондуктора до устья скважины обусловлена тем, что колонна труб служит для перекрытия неустойчивых пород, предохранения водоносных горизонтов – источников водоснабжения от загрязнения, изоляции зон многолетнемерзлых пород, предупреждения возникновения грифонов и межколонных проявлений. Регламентируется Правилами нефтяной и газовой промышленности (ПБвНГП) и иными Руководящими документами (РД). Применяемые на месторождениях Западной Сибири при цементировании кондукторов тампонажные составы не в полной мере соответствуют геолого-техническим условиям строительства скважин.

ABSTRACT

The need to ensure the height of the cement rise when attaching the conductor to the wellhead is due to the fact that the pipe column serves to cover unstable rocks, protect aquifers – sources of water supply from contamination, isolate permafrost zones, and prevent the occurrence of griffins and intercolonial manifestations. It is regulated by the Rules of the Oil and Gas Industry and other Governing Documents. The grouting compounds used in the fields of Western Siberia for cementing conductors do not fully comply with the geological and technical conditions for the construction of wells.

Ключевые слова: крепление; кондуктор; микросферы; облегченный цемент.

Keywords: fastening; jig; microspheres; lightweight cement.

На месторождениях Западной Сибири колонна-кондуктор используется необходимостью изолирования слабосцепленных склонных к потере стабильности пород, расположенных на относительно малых глубинах (до 700 – 1100 метров), перекрытия водоносных горизонтов, а также недопущения воздействия на многолетнемёзрлые породы в процессе бурения следующей секции скважины или в процессе добычи. Согласно имеющимся данным, средняя глубина спуска колонн-кондукторов находится в пределах 500 – 1150 метров, и при этом заполнение тампонажным раствором колонны происходит по всему её затрубному пространству. Цементный раствор для низа кондуктора (в интервале от башмака колонны до отметки 150 – 200 метров) используется со стандартной плотностью, находящейся в пределах от 1780 кг/м³ до 1860 кг/м³, а остальная часть колонны заполняется облегченным цементом, плотность которого составляет от 1440 кг/м³ до 1560 кг/м³.

На основе статистики проведения работ по закачке цементного раствора и качества образующегося цементного камня за колонной-кондуктором ежегодно фиксируется недоподъём цементного раствора до плановой глубины, доля скважин с недоподъёмом составляет от 5 до 9 % от общего числа скважин. Причины, по которым может возникнуть недоподъём, следующие: недостаточные параметры прочности цементного камня, низкие значения противодействия цемента осаждению твердой фазы под действием гравитации (седиментационная устойчивость), поглощения цементного раствора различной интенсивности в процессе закачки и работы цементировочных агрегатов, наличие в разрезе мёрзлых пород, для крепления в разрезе которых требуется использование специальных составов.

Для крепления интервала кондуктора используются облегченные цементные растворы. На множестве месторождений Западной Сибири для этого используются гельцементные составы, в которых для уменьшения удельной плотности тампонажного состава применяются глинистые порошки. Наиболее весомый недостаток данной добавки в том, что глина является инертной и не взаимодействует с гранулами цемента или иными добавками, вследствие чего подвергается осаждению под собственным весом, приводя тем самым к существенному снижению прочности цементного камня в отдельных интервалах. Согласно выполненным лабораторным исследованиям, данный тип цементного раствора характеризуется водоотделением в пределах 12 – 20 %, что является весьма высоким значением, а также низким качеством цемнетного камня в части его прочностных характеристик. Помимо этого, цементный раствор загустевает за гораздо более продолжительный срок, нежели это закладывается проектными значениями, и обладает существенной степенью усадки.

Проанализировав данные литературных источников и патентных исследований облегчающих добавок и облегченных цементов по таким технологическим показателям, как, водоцементное отношение, плотность, водоотделение и прочность цементного камня, нами сделаны следующие выводы: практически у всех известных облегченных тампонажных растворов (за исключением растворов, в состав которых входят полые микросферы) водоцементное отношение превышает показатель 0,6, что, как было показано выше, ограничивает их применение при цементировании обсадных колонн в зоне распространения ММП.

Список литературы:

1. Мерзляков, М.Ю. Применение тампонажных растворов с включением полых микросфер при креплении скважин в криолитозоне / М.Ю. Мерзляков, А.А. Яковлев // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2015. – № 5. – С. 370⁠–⁠376.
2. Чернышов, С.Е. Технология крепления глубоких скважин облегченными тампонажными растворами на основе алюмосиликатных микросфер в Республике Казахстан / С.Е. Чернышов, Н.И. Крысин, А.В. Мосин // Нефтяное хозяйство. – 2013. – № 8. – С. 74⁠–⁠77.