НЕФТЯНАЯ ПРОВИНЦИЯ

Аннотация

 

Несмотря на широкое применение при строительстве скважин облегченные тампонажные материалы не могут обеспечить необходимое качество крепи скважин. Во многом это связано, с тем, что наиболее распространенным способом облегчения цементных растворов является повышение начального водосодержания растворов (водоцементного отношения), приводящее к ухудшению основных свойств раствора и получаемого цементного камня. Применение расширяющихся цементов, содержащих добавки, увеличивающиеся в объеме при взаимодействии с водой и деформирующие цементную матрицу, повышает сцепление цементного камня с ограничивающими поверхностями, но в облегченных тампонажных растворах эффективность работы расширяющейся добавки существенно снижается. Ввод армирующих добавок в облегченный тампонажный раствор, повышает эффективность расширяющих добавок, повышает удароустойчивость получаемого камня и улучшает герметичность затрубного пространства. Исследований проводился на современных приборах, соответствующих стандартам API (American Petroleum Institute), ISO 10426 и ГОСТ 1581-96. В качестве облегчающих добавок применялись стеклянные микросферы (СМС), диаметром 30 мкм, алюмосиликатные полые микросферы (АСПМ) диаметром 50-300 мкм, пеностекло (ПС) с размером частиц 200-500 мкм. В качестве расширяющей добавки (РД) использована добавка ДР-50, работающая на основе оксидного расширения. Увеличение В/Ц всегда снижает коэффициент линейного расширения (КЛР). Фибра любого типа оказывает усиливающие влияние на расширение цементных растворов, наилучшие результаты получены при добавлении полипропиленового волокна. Применение пеностекла показало лучшие значения КЛР по сравнению с другими облегчающими добавками. Наилучшие результаты при оценке удароустойчивости получены с добавкой базальтовой фибры. Использование различных армирующих добавок к тампонажному раствору оказывает влияние на устойчивость цементного камня к динамическим нагрузкам. При этом добавка в количестве до 0,5 % любого типа волокна не оказывает отрицательного влияния на подвижность цементных растворов.

Ключевые слова:

 

тампонажный раствор, фиброволокно, базальтовая фибра, микросферы, расширение, коэффициент линейного расширения, строительство скважин

Список литературы

​

1. Nelson Erick B., Guillot Dominique. Well cementing. Second Edition. Schlumberger, 2006. – 799 p.

2. Malyshev A., Doronina T., Popov P., Ryabchikov A., Shulga A. Optimized Particles Size Distribution Lightweight Cement at Low Temperatures: Case Study from Eastern Siberia, Russia. – SPE Arctic and Extreme Environments Conference held in Moscow. – 2013. - SPE 166849

3. Курбанов Я.М., Каримов Н.Х., Хафизова Э.Н. Совершенствование составов и технологических свойств облегченных тампонажных растворов. – Известия вузов. Нефть и газ. – 2002. - №6. – С. 18-25.

4. Папков С.П. Новые технологии получения облегченных промывочных жидкостей и облегченных тампонажных растворов. Стеклянные микросферы 3М – новейшие разработки. – Нефть. Газ. Новации. – 2016. - №3. С. 58-61.

5. Курбанов Я.М. Облегченные тампонажные растворы. - Газовая промышленность. – 1998, №3. – С.42-44

6. Лукманов Р.Р., Бакиров Д.Л., Бурдыга В.А. Предупреждение поглощений тампонажных растворов и креплении скважин на месторождениях ООО «ЛУКойлЗападная Сибирь». - Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2003. - №11. – С. 25-30.

7. Brandl Andreas, Valentino Vincentius, Fauchille Guillaume, Syed Haidher, Dean Greg, Stanley Rick. Improved Zonal Isolation in High-Temperature Offshore Wells with an Advanced Lightweight Cement Design - Gulf of Thailand Case Histories – Offshore Technology Conference Asia, Kuala Lumpur, 2014

8. Агзамов Ф. А., Измухамбетов Б. С., Токунова Э. Ф. Химия тампонажных и буровых растворов. С-Пб. : Недра, 2011. 268 с.

9. Данюшевский В.С., Алиев Р.М., Толстых И.Ф. Справочное руководство по тампонажным материалам. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1987. – 373 с.

10. Агзамов Ф.А., Бекбаев А.А. Исследование влияния армирующих добавок на расширение в облегченных цементах. – Нефтегазовое дело. – 2016. – Т.14, №1. – С. 11-19.

11. Бекбаев А.А., Агзамов Ф.А., Хафизов А.Р., Лягов А.В. Исследование армированных облегченных тампонажных материалов. – Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. – 2017. – Т. 9, №4. – С. 131-148.

12. Кузнецова Т.В., Кривобородов Ю.Р. Состав и применение специальных цементов. Технологии бетонов №2, 2014, С. 8-11.

13. Агзамов Ф.А., Бабков В.В., Каримов И.Н.О необходимой величине расширении тампонажных материалов. Территория Нефтегаз № 8, 2011, с.14-15

14. Ghofrani Reza and Heiko Plack. CaO- and/or MgO-Swelling Cements: A Key for Providing a Better Annular Sealing? - SPE/IADC Drilling Conference, Amsterdam, 1993.

15. Baumgarte, C., Thiercelin, M., SPE, & Klaus, D., Schlumberger Dowell Case Studies of Expanding Cement To Prevent Microannular Formation – SPE Annual Conference, Houston, 1999

16. Polat Rıza, Demirbog Ramazan, Khushefati Waleed H. Effects of nano and micro size of CaO and MgO, nano-clay and expanded perlite aggregate on the autogenous shrinkage of mortar. Construction and Building Materials, 2015.

17. Агзамов Ф. А., Тихонов М. А., Каримов И. Н. Влияние фиброармирования на свойства тампонажных материалов // Территория нефтегаз, 2013. № 4. С. 76-80.

18. Ишбаев Г. Г., Дильмиев М. Р., Ишбаев Р. Р., Латыпов Т. Р. Разработка тампонажных материалов повышенной ударной прочности // Бурение и Нефть. 2015. № 9. С. 38.

19. Гасумов Р.А., Минченко Ю.С. Повышение качества цементирования скважин применением дисперсно-армированных тампонажных материалов // Нефтепромысловое дело. – 2016. - №8 – С. 53-57

20. Бентур А. Композиционные армированные цеметные материалы // Издание Тэйлор и Фр T.

21. В.В.Бабков, В.Н.Мохов, М.Б.Давлетшин, А.В.Парфенов. Технологические возможности повышения ударной выносливости цементных бетонов.//Строительные материалы.-2000.-№10.- С.19-20.

22. Aly T, Sanjayan J. G. Collins F. Effect of polypropylene fibers on shrinkage and cracking of concretes – Materials and Structures, 2007.

23. ISO 10426-1:2000, Нефтяная и газовая промышленность – цементы и материалы для цементирования скважин – часть 1: Технические условия

24. В.В.Бабков, В.Н.Мохов, М.Б.Давлетшин, А.В.Парфенов. Технологические возможности повышения ударной выносливости цементных бетонов.//Строительные материалы.-2000.-№10.- С.19-20.

25. Jafariesfad Narjes, Gong Yi, Rica Geiker Mette, Skalle Pål. Nano-Sized MgO with Engineered Expansive Property for Oil Well Cement Systems – SPE Bergen One Day Seminar, Bergen, 2016

26. Saje Drago, Bandelj Branko, Šušteršič Jakob, Lopatič Jože,; Saje Franc. Shrinkage of Polypropylene Fiber-Reinforced High-Performance Concrete – American Society of Civil Engineers, 2011.

​

Сведения об авторах

 

Бекбаев Арстан Абаевич, аспирант кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин», ФГБОУ ВО «Уфимский нефтяной государственный технический университет», г.Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация

E-mail: arstan.bekbaev@gmail.com

 

Агзамов Фарит Акрамович, доктор технических наук, профессор, кафедра «Бурение нефтяных и газовых скважин», ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация

E-mail: faritag@yandex.ru

​

Комлева Светлана Фаритовна, кандидат технических наук, доцент, кафедра «Бурение нефтяных и газовых скважин», ФГБОУ ВО «Уфимский нефтяной государственный технический университет», г.Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация

E-mail: svet2001@yandex.ru

​

Для цитирования:

​

Бекбаев А.А., Агзамов Ф.А., Комлева С.Ф. Дисперсное армирование облегченных цементов//Нефтяная провинция.-2018.-№3(15).-С.127-141. DOI https://doi.org/10.25689/NP.2018.3.127-141