Область применения и основные характеристики тампонажных материалов

Тампонажные растворы должны соответствовать следующим показателям:

1. Обладать минимальной фильтрацией, чтобы предотвратить преждевременное загустевания; для сохранения высокой проницаемости приствольной зоны
2. Легко пропускаться цементировочными аппаратами на весь период транспортировки
3. Не вступать в химические соединения с металлами, пластовыми флюидами, горными и буровыми породами
4. Просто промываться с технологического оборудования
5. Относиться к классу нетоксичных материалов.

Важно: строительство скважин с неправильно подобранным тампонажным раствором приводит к аварии или полному разрушению скважины.

При возведении частного жилья данный материал не применяют. Исключение: возведение домов с фундаментом на сваях в особых геодезических условиях участка.

Основные функции тампонажных растворов

• Укрепление обсадных колонн
• Защита от коррозии и неблагоприятного воздействия пластовых флюидов
• Укрепление стенок скважины
• Консервация скважин
• Укрепление дна
• Изоляция скважин от воды, нефти, газа
• Снижение дефектов обсадных колонн
• Создание искусственных забоев и разделительных пробок в стволе скважины.

Тампонажные смеси отличает тонкий помол, быстрое отвердение, повышенную прочность и текучесть после затворения водой. Важный показатель — прочность на сжатие, потому что в шахтах скважины подвергаются высокому давлению по мере углубления.

Требования, классификация и область применения портландцементов тампонажных

Для цементирования нефтяных, газовых и других скважин, применяют портландцемент тампонажный, произведенный на базе портландцементного клинкера. Основная цель — создать монолитную конструкцию, которая на протяжении всего периода эксплуатации сохранит целостность. Будет устойчива к воздействию агрессивных сред.

Портландцементы (ПЦ) используют при разведочном бурении, возведении, эксплуатации и в капитальном ремонте скважин. При строительстве скважины от тампонирования в большой степени зависит срок ее эксплуатации и производительность.

Обязательные требования к тампонажным материалам:

• Легкий переход в твердое состояние за короткий период, с сохранением текучести (чтобы свободно закачивать раствор)
• Тонкий помол
• Высокая скорость схватывания и затвердевания
• Сочетаемость с необходимыми добавками.

Классификация

Требования к тампонажным материалам, регламентируют согласно ГОСТ 1581-96 «Портландцементы тампонажные. Технические условия».

Классифицирует портландцементы, в зависимости от состава:

• Бездобавочные: I; I-G; I-H
• С минеральными добавками, 6 — 20% от состава: I; II; III

Систематизируют цементы по плотности:

• Облегченные: Об
• Утяжеленные: Ут.

В сложных геологических условиях, где имеется опасность гидроразрыва, применяют облегченные цементы с пониженной плотностью. В скважинах на больших глубинах и при ремонте, применяют тампонажные цементы с минимальной плотностью. Такие растворы легче качать, ими удобнее заполнять трещины и расколы. Они обладают хорошей сцепляемостью с уже существующими конструкциями, отличаются высокой адгезией.

При строительстве глубоких и высокотемпературных скважин добавляют замедлитель сроков схватывания. Чаще всего это лимонная, нитрилотриметилфосфоновая кислота, борная кислота, виннокаменная кислота, триполифосфат и глюконат натрия. Добавки для снижения скорости схватывания эффективны в небольших концентрациях.

В зависимости от температурного режима, ПЦ типов I, II и III регламентируют:

50 — для низких и нормальных температур от 15 до 50°С

100 — для умеренных от 51 до 100°С

150 — для повышенных температур от 101 до 150°С.

К материалам для низких и высоких температур предъявляют жесткие требования. Строго регламентируются предельные показатели по срокам схватывания:

Для низкотемпературных скважи­н:

• Начало схватывания не ра­нее 120 минут
• Конец схватывания после затворения не больше 10 часов.

Для высокотемпературных скважи­н:

• Начало схватывания не ранее 105 минут
• Ко­нец схватывания после затворения не должен превышать 5 часов.

Это время рассчитано для того, чтобы успеть закачать це­ментный раствор в скважину, продавить его на нуж­ную высоту в затрубное пространство.

В некоторых случаях пластовые воды оказывают существенное коррозионное влияние. Цемраствор всасывается трещинова­тыми или дренированными пластами, тогда необходимо применять растворы с высокой плотностью. Плотность материалов должна быть выше плотности про­мывочного глинистого раствора.

Как контролировать качество цементирования и техническое состояния колонн

От качества цементирования скважины зависит производительность и срок службы. Добыча безводных углеводородов уменьшается по причине попадания воды в межпластовые перетоки. Качественное крепление обсадных колонн изолирует продуктивные пласты газа и нефти от водонасыщенных пластов, позволяет эксплуатировать скважину длительный период.

Поэтому особое внимание уделяют контролю качества цементиро­вания и техническому состоянию колонн.

Методы контроля качества

Акустический метод контроля качества цементирования или АКЦ — это самый распространенный способ. Основан на законах распространении ультразвуковых волн в различных средах.

Позволяет выявлять:

• Степень сцепления цементного камня как с колонной, так и с породой
• Дефекты тампонажного кольца
• Размер микрокольцевого зазора между цементным камнем и колонной.

Область применения:

1. Контроль обсаженных скважин, с внутренним диаметром колонны 220-320 мм, с углом наклона до 150 °С
2. Проверка необсаженных скважинах диаметром 200-500 мм.

Радиоактивный метод контроля качества цементирования регистрирует обратную зависимость гамма-излучения от плотности окружающей среды. Несколько детекторов фиксируют степень и интенсивность рассеянного гамма-излучения. Совпадение всех кривых указывает на качественное цементирование.

Позволяет выявлять:

• Высоту подъема тампонажной смеси в затрубном пространстве
• Размер стенок обсадной колонны
• Промежутки с разными тампонажными смесями
• Плотность тампонажной смеси за колонной
• Смещение бурового и тампонажного растворов
• Места, где имеются муфты, центрирующие фонари
• Показатель вытеснения бурового раствора
• Размер колонны и ее дефекты.

Область применения:

1. В обсадных колоннах с толщиной стенки 5-12мм
2. Параметры плотности от 1000 до 2000 кг/м3.

Термометрический метод базируется на фиксировании температуры по всей длине обсадной колонны. При затвердении тампонажного раствора возрастает температура.

Позволяет выявлять:

• Насколько заколонное пространство заполнено раствором по высоте
• Равномерность распределения раствора.

Данный метод применяют до истечения срока схватывания в течение суток.

Акустическая сканирование стенки обсадной колонны или АК-сканер основан на определении акустических свойств стенки метод эхо-сигнала. Обнаруживает эксцентричное положение колонны по отношению к оси и вертикальных каналов.

Позволяет выявлять:

• Внутренний диаметр обсадных колонн
• Толщину стенок обсадных колонн
• Степень деформации обсадных колонн
• Наличие коррозийных участков, как внутренних, так и внешних
• Существование и степень дефектов цементного камня.

Область применения:

1. В скважинах с открытым стволом и обсаженных стальной колонной (заполненная жидкость должна иметь плотность до 1.2 г/см3).

Мы контролируем качество каждой партии выпускаемой продукции, постоянно подтверждаем соответствие сертификатов качества.