Большая техническая энциклопедия
2 3 8 9
U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ТА ТВ ТЕ ТИ ТО ТР ТУ ТЩ ТЫ ТЯ

Тампо-нажная смесь

 
Тампо-нажные смеси для скважин с аномально пластовыми давлениями.
После доведения тампо-нажной смеси до нужного интервала вследствие присутствия флокулянта или отвердителя происходит быстрое осаждение или отвердение механических частиц, что приводит к образованию непроницаемых глинистых, глинобари-товых и других паст.
Эффективность применения расширяющихся тампо-нажных смесей в значительной мере снижается вследствие наличия глинистой корки на связях, отграничивающих объем твердеющего камня. Обезвоживание этой корки может привести к снижению напряженности контакта цементного камня с колонной и стенками скважины.
Изменение температуры закачиваемой воды по стволу скважины при изменении геотермического градиента. Последнюю схему закачки тампо-нажной смеси в скважину широко применяют при проведении РИР в скважинах с высоким пластовым давлением и ограниченной поглотительной способностью пласта. При этом между нисходящим потоком закачиваемой в НКТ жидкости и восходящим потоком жидкости, выходящей из скважины по затрубному пространству, происходит теплообмен. Одновременно теплообмен происходит между восходящим потоком жидкости и стенками скважины. Расчет процесса теплообмена при закачке по данной схеме исключительно сложен и трудоемок.
Газовые скважины цементируют высококачественными тампо-нажными смесями или цементами с наполнителями. Для температур, меньших 100 С, такие смеси составляют на основе порт-ландцементов, для более высоких температур применяют в качестве основы шлаковые цементы. Рекомендуется определять сроки начала отвердевания цемента по условиям на забое. Прочность цементного камня из облегченных смесей через 24 ч должна быть не менее 1 МПз при испытании на изгиб и 4 - 5 МПа при испытаниях на сжатие.
По требованию органов санитарно-эпидемиологической службы тампо-нажная смесь подлежит химической дезинфекции. С этой целью к водному раствору иода добавляют хлорную известь Са ( OCI) 2 из расчета 125 кг активного хлора на 1 л раствора.
Для получения наибольшей структурной однородности тампо-нажной смеси следует применять дезинтеграторную технологию. Прочность цементного камня, исходные компоненты которого обрабатываются в дезинтеграторе, существенно выше, чем при измельчении их в других помольных агрегатах. Кроме того, в дезинтеграторе происходит хаотическое движение отдельных частиц материала в межроторном пространстве, что позволяет гомогенизировать практически при всех возможных пропорциях всякие твердые компоненты смесей. Поскольку гомогенизация происходит во взвешенном состоянии в условиях интенсивных воздушных потоков, то это явление можно сравнить с перемешиванием молекул в газовой среде.
Иногда перед задавливанием в пласт тампо-нажную смесь выдерживают в стволе для повышения ее структурно-механических свойств. При проведении изоляционной операции контролируют уровень жидкости в затрубном пространстве, расход жидкости во время закачивания тампонажной смеси и продавочного бурового раствора, плотность тампонажной смеси, пластическую прочность проб отобранного раствопа, а также давление нагнетания. Все технологические операции должны быть отражены в планах изоляционных работ и актах на ликвидацию поглощения.
Для цементирования обсадных колонн рекомендуется применять тампо-нажные смеси заводского приготовления. В случае использования тампонаж-ных смесей, приготовляемых в процессе загрузки цементосмесительных машин, необходимо произвести дву-трехкратное перетаривание сухой смеси из одного бункера в другой.
При обратной промывке для гарантии отсутствия тампо-нажной смеси в кольцевом пространстве за НКТ производят контрольный намыв, а затем задавливают в пласт тампонаж-ный раствор до достижения требуемого давления. После этого плавно снижают давление до планируемого значения и оставляют скважину в покое на время ОЗЦ.
При открытом выкиде из затрубного пространства тампо-нажную смесь закачивают в скважину до башмака НКТ, затем выкид из затрубного пространства перекрывают и смесь залавливают в пласт.
Из данных табл. 22 видно, что в зависимости от состава тампо-нажной смеси под влиянием агрессивных пластовых вод механическая прочность и газопроницаемость камня со временем изменяются по-разному. Газопроницаемость камня практически всех составов возрастает со временем. Механическая прочность на изгиб до 6 мес у всех образцов растет, а затем снижается, в то время как механическая прочность на сжатие у одних возрастает, а у других снижается. Эти и ряд других результатов показывают, что сероводородная агрессия оказывает различное влияние ( иногда противоположное) на свойства тампонажного камня и требует принятия заблаговременных мер для обеспечения надежной его работы при длительной эксплуатации скважин.
После максимального снижения интенсивности поглощения при необходимости зоны поглощения заливают быстросхватывающейся тампо-нажной смесью.
Для создания нормальных условий при цементировании скважин с высокими забойными температурами и давлениями тампо-нажные смеси часто обрабатывают реагентами-замедлителями, чтобы сроки схватывания наступили после того, как цементный раствор будет закачан в затрубное пространство. Действие замедлителей на свойства цементных растворов объясняется образованием на частицах цемента коллоидно-адсорбционного слоя, который является дополнительной преградой ( кроме молекул воды) между частицами цемента. В результате тормозится гидратация минералов, входящих в состав вяжущего материала.

Пакеры, предназначенные для разобщения затрубного пространства скважины при исследовании поглощающих пластов и их изоляции тампо-нажными смесями, делят на две группы: многократного использования ( извлекаемые) и разбуриваемые.
Шахмаевым разработаны и успешно внедрены технические средства и технология изоляции поглощающих пластов с помощью аэрированной твердеющей тампо-нажной смеси, имеющей в пластовых условиях плотность, равную плотности пластовой воды.
Производственные испытания и внедрение способа изоляции поглощающих горизонтов, связанных с тектоническими нарушениями и горными выработками, нагнетанием высоковязких тампо-нажных смесей начаты были нами в 1964 г. Всего за 1964 - 1969 г. этим методом изолировано 293 поглощающих горизонта, что позволило успешно ликвидировать поглощения промывочной жидкости самой различной интенсивности: от частичного до полного.
График влияния хлоридов на срок начала схватывания тампонаж-ных растворов.| График влияния виннокаменной кислоты на сроки схватывания цементных растворов. Наиболее эффективным способом регулирования таких свойств тампонажных растворов, как подвижность, сроки загу-стевания и схватывания, водоотдача, является ввод специальных химических веществ в воду, на которой затворяется тампо-нажная смесь. Условно реагенты можно разделить на следующие группы: а) ускорители схватывания; б) замедлители схватывания; в) понизители водоотдачи; г) пластификаторы, улучшающие подвижность растворов. Поэтому оптимальное количество реагента всегда выбирают опытным путем, причем эксперименты проводят именно с той тампонажной смесью, которая предназначена для цементирования данной скважины.
Влияние магнитной обработки на параметры НБСС, твердеющей при 20 С. Учитывая, что магнитная обработка воды усиливает струк-турообразование в суспензиях сильнее при низких температурах ( В. И. Классен, 1967), можно сделать вывод о рациональности применения этого метода для интенсификации твердения тампо-нажных смесей, используемых в районах распространения многолетней мерзлоты. Действие магнитной обработки на кинетику твердения тампонажных растворов может быть значительно усилено при введении магнитоактивных добавок.
В скважинах, содержащих агрессивные компоненты во флюиде ( сероводород, углекислоту, аммиак, сернистый газ, оксид или диоксид азота и т.п.), цементные мосты должны быть установлены из тампо-нажных смесей, наименее подверженных их агрессивному влиянию. Различные исследователи предлагают, в частности, применять ингиби-торные добавки в воду затворения ( Т-66, Т-80), снижать водоцементный фактор до максимально возможного с одновременным уменьшением сроков схватывания, специальные добавки к цементу или специальные цементы, проводить предварительную кольматацию продуктивного пласта и др. Все это позволит снизить вероятность поступления флюида в ствол скважины и предотвратить разрушение цементного камня при его контакте с флюидом.
Малая плотность ОГР, практически равная плотности бурового раствора, высокая подвижность и хорошая проникающая способность, легкорегулируемые сроки отверждения, способность фильтрата отверждаться при проникновении в породу, высокая седиментационная устойчивость, малая водопроницаемость образующегося камня, инертность шлама пластмассового камня к глинистому раствору выгодно отличают его от многих тампо-нажных смесей. Это позволило рекомендовать использование отверждаемых глинистых растворов для изоляции зон интенсивного поглощения в интервалах залегания средне - и крупнозернистых проницаемых, склонных к обвалам пород, при температуре от 5 до 40 С, где применение в этих целях цементных смесей м а лоэффективно.
Используется в качестве наполнителя тампонажных растворов, предназначенных для цементирования любых обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. Добавка к тампо-нажной смеси составляет 20 - 100 % от массы цемента.
ВО ВНИИБТ разработаны тампо-нажные смеси на основе малоконцентрированных латексов ( СКМС-ЗОАРК, ДВХБ-70, ДВМП-10Х и ( СПС-ЗОИКПХ) с содержанием 25 - 30 % сухого вещества. Эти латексы коагулируют в водном растворе хлорида кальция, образуя плотную резино-подобную массу. Малоконцентрированные латексы ( МО) перед использованием структурируют введением в них 0 5 - 1 % к массе порошкообразного КМЦ при круговой циркуляции латекса. Если КМЦ в виде раствора, то следует вводить 10 % от объема латекса 5 - 7 % - ного раствора КМЦ. Структурирование латексов способствует более равномерному распределению в них наполнителей ( опилки, кордное волокно, резиновая крошка и др.), оптимальная добавка которых составляет 100 - 120 кг на 1 м3 латекса.
Сокращается время на ОЗЦ. Кроме того, тампо-нажная смесь подается в пласт под давлением при интенсивном смешивании материала в скважине и перерабатывании его шне-ковым транспортером. При этом плотность укладки частиц там-понажного материала растет, чем обеспечивается быстрое повышение прочности тампонажного камня.
Для обеспечения форсированных режимов затворения в гидросмесительном устройстве цементосмесительной машины 2СМН - 20 используют насадки с различными диаметрами отверстий. Оптимальными в зависимости от состава тампо-нажной смеси являются насадки следующих размеров: 16 - 20 мм - для облегченных цементов; 14 - 16 мм - для стандартных цементов; 10 - 12 мм - для утяжеленных цементов.
Тампонажный снаряд с пакерОдМ.
Отличительной особенностью данного снаряда является наличие в нем резинового пакера, расположенного выше контейнера снаряда. Пакер перекрывает ствол скважины в месте его установки, что не позволяет выдавливаемой из снаряда тампо-нажной смеси поступать по стволу скважины.
При цементировании скважин предлагается оборудовать цементировочные агрегаты ЦА-320М нейтрализаторами НД-59, разработанными в НАМИ, наряду с установками мокрой очистки. После отработки токсичная жидкость раствора гидроксида кальция, обогащенная сажей, нефтепродуктами и другими вредными веществами, используется для затворения цемента или тампонажной смеси. Это придает повышенную прочность цементу и тампо-нажным смесям, структурную вязкость суспензии, увеличивает деформационную способность затвердевающего камня.
Клапан для контейнера. При этом автором было разработано два типа снарядов: с пакером и без пакера. Снаряды с пакером рекомендуются при встрече скважиной мелкопористого или мелкотрещиноватого поглощающего пласта, когда смесь необходимо принудительно задавливать в каналы ухода промывочной жидкости. Если каналы ухода имеют большую величину раскрытия и тампо-нажная смесь может свободно заполнить их без принудительного задавливания, применение пакера в снаряде не обязательно. Смесь из такого снаряда выдавливается насосом, применяющимся в процессе бурения. Нагнетаемая насосом промывочная жидкость создает давление на установленную в верхней части контейнера пробку, пробка давит на тампонажную смесь, а смесь под давлением сжимает пружину, открывает клапан и выходит в поглощающий горизонт.
К тампонажным смесям, обладающим закупоривающими свойствами, относятся облегченные цементно-резиновые смеси ( ОЦРС) дезинтегратор-ного приготовления. Для приготовления ОЦРС используется жидкое стекло. При увеличении содержания РК модуль упругости уменьшается в 2 5 - 3 раза, а по сравнению с известковыми тампо-нажными смесями - в 6 - 10 раз. Такая смесь при дезинтеграторном способе ее изготовления позволяет получать твердеющие растворы плотностью 1 30 - 1 35 г / см3 при хороших геологических свойствах, благодаря добавкам жидкого стекла.
Наиболее ответственной задачей при использовании новых тампонажных материалов, особенно при добавке в них большого количества отвердителей и наполнителей, является правильный выбор способа приготовления смесей и их доставки в зону поглощения. Это обстоятельство требует тщательного обоснования существующих и разработки новых более совершенных способов доставки быстротвердеющих тампонажных смесей в поглощающую зону. Исходя из этого, при проведении опытно-промышленных экспериментов нами были испытаны различные способы: заливка смесей через устье скважины, заливка через бурильные или обсадные трубы, доставка смеси в специальных снарядах, опускаемых на тросе или трубах. При выборе наиболее рационального способа доставки учитывалось также и то, что новые тампо-нажные смеси отличаются от цементных своей консистенцией и требуют качественного перемешивания смолы с отвердителем и наполнителем. Поэтому лучшие результаты получаются при тщательном приготовлении смеси непосредственно на поверхности с последующей доставкой ее в скважину. Тампонажную смесь можно приготавливать вручную при небольшом потребном ее объеме, что характерно для алмазного бурения малыми диаметрами, или применять механический способ приготовления, если в скважину доставляется большой объем смеси.
В автоклавных условиях с увеличением температуры твердения образцов до 160 С их прочностные характеристики снижаются. Прочность на изгиб для состава ПЦ: Рк-70: 30 при температурах 120 и 160 С снижается с 4 21 до 3 07 МПа. В результате активации данной смеси при частоте 12000 об / мин прочность цементного камня данного состава повысилась с 4 21 до 4 91 МПа при температуре 120 С и с 3 07 до 4 70 МПа при 160 С. Таким образом, совместный помол ПЦ и ракушечника на дезинтеграторе приводит к активации смеси и позволяет получать тампо-нажную смесь с улучшенными технологическими параметрами.
К 10 эффект достигается далеко не всегда. Указанная область ( Б - А) соответствует весьма интенсивным и катастрофическим поглощениям, характеризующимся в районе Донбасса наличием микрощелей в песчаниках и песчанистых сланцах со степенью раскрытия до 20 мм. На Узельгинском месторождении подобные поглощения чаще всего были приурочены к горизонтам известняков с карстовыми пустотами и микрощелями, достигавшими 15 см. При ликвидации подобных поглощений с использованием буровых насосов применение пакеров не обязательно и поэтому целесообразно приготавливать БСС в погружных смесителях устройства ТУ-4. Если закачивание проводится насосом цементировочного агрегата, то применение пакера обязательно. Имеется опыт успешного тампонирования отдельных скважин с катастрофическим поглощением с применением только погружного смесителя. Поглощение было ликвидировано четырьмя спусками погружного смесителя с силикатом натрия в контейнерах. Кривая 4 характеризует показатель успешности применения погружного смесителя устройства ТУ-4 при наличии предварительных данных об интенсивности поглощения с использованием тампонажных смесей с инертными наполнителями. В практике работ ПГО Донбассгеология для этой цели используются смеси глинистого раствора с тампонажным цементом ( до 50 кг на 1 м3 раствора) с добавками в качестве инертных наполнителей песка, кордового волокна или древесных опилок. Смесь ( обычно объемом до 10 м3 закачивается из-под пакера насосом цементировочного агрегата. В Поляковской ГРЭ для данных целей чаще практикуется спуск в зоны поглощения тампо-нажной смеси, состоящей из цементной смеси ( В / Ц 0 35) с опилками, в контейнерах из колонковых труб. Обычно перед тампонированием с погружным смесителем производятся 2 - 3 спуска контейнера.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11