Цементирование скважин
Цементирование скважин и количество материалов для этого. Требования к физико-механическим показателям цементов разных типов. Бентонитово-цементные растворы и процент их водонасыщения. Понятия, используемые в цементировании и прочность сжатия бетона.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 26.06.2011 |
Размер файла | 700,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Глушение скважины
Цементирование скважин
1. Цементирование скважин
Количество материалов для цементирования
1. Объем тампонажного раствора:
к -- коэффициент кавернозности (объемный коэффициент -- отношение фактического объема скважины к номинальному);
D -- номинальный диаметр скважины, м;
dн -- наружный диаметр колонны, м;
dв -- внутренний диаметр колонны, м;
L -- длина участка заколонного пространства, заполняемого тампонажным раствором, м;
lцс -- длина цементного стакана, м.
2. Количество тампонажного материала:
гц, гв, гр, -- плотность соответственно сухого цемента (или смеси), жидкости затворения и тампонажного раствора, г/см3.
3. Объем тампонажного раствора V1, приготовленного из 1т сухого цемента (смеси):
m -- водоцементное (водосмесевое) отношение.
Тампонажные портландцементы по ГОСТ 1581-96
Классификация:
а) По вещественному составу:
I -- тампонажный портландцемент бездобавочный;
I-G -- тампонажный портландцемент бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении,равном 0,44;
I-Н -- тампонажный портландцемент бездобавочный с нормированными
требованиями при водоцементном отношении, равном 0,38;
II -- тампонажный портландцемент с минеральными добавками;
III -- тампонажный портландцемент со специальными добавками, регулирующими плотность цементного теста.
б) По плотности:
Об -- облегченный;
Ут -- утяжеленный.
Значение плотности цементного теста для цемента типа III, г/см3 |
||||
облегченного |
утяжеленного |
|||
обозначение средней плотности |
Плотность 0,04 |
обозначение средней плотности |
Плотность 0,04 |
|
Об 4 |
1,40 |
Ут0 |
2,00 |
|
Об 5 |
1,50 |
Ут1 |
2,10 |
|
Об 6 |
1,60 |
Ут2 |
2,20 |
|
- |
- |
Ут3 |
2,30 |
в) По температуре применения:
* низких и нормальных температур (15--50)°С;
* умеренных температур (51--100)°С;
* повышенных температур (101--150)°С.
г) По сульфатостойкости:
а) типы I, II и III:
* обычный (требования по сульфатостойкости не предъявляют);
* сульфатостойкий (СС);
б) типы I-G , 1-Н:
* высокой сульфатостойкости (СС-1);
*умеренной сульфатостойкости (СС-2)
Требования к физико-механическим показателям цементов типов I, II и III
Наименование показателя |
Значения для цемента при температурах применения |
|||||
низких и нормальных |
умеренных и повышенных |
|||||
тип I, II |
тип III -Об |
тип I, II |
тип III -Об |
Тип III -Ут |
||
1. Прочность при изгибе, МПа, не менее, в возрасте: |
||||||
1 сут. |
-- |
-- |
3,5 |
-- |
-- |
|
2сут. |
2,7 |
0,7 |
-- |
1,0 |
2,0 |
|
2. Тонкость помола: |
||||||
остаток на сите с сеткой №008 по ГОСТ 6613, не более |
12,0 |
10,0 |
15,0 |
12,0 |
12,0 |
|
удельная поверхность, м2/кг, не менее |
270 |
-- |
250 |
-- |
230 |
|
3.Водоотделение, мл, не более |
8,7 |
7,5 |
8,7 |
7,5 |
10,0 |
|
4. Растекаемость цементного теста, мм, не менее, для цемента: |
||||||
Не пластифицированного |
200 |
-- |
200 |
-- |
-- |
|
Пластифицированного |
220 |
-- |
220 |
-- |
-- |
|
5. Время загустевания до консистенции 30Вс, мин,не менее |
90 |
цемент бентонит процент скважина
Требования к физико-механическим показателям цементов типов I-G и I-Н
Наименование показателя |
Значение для цемента типов I-G и I- Н |
||
не менее |
не более |
||
1. Прочность на сжатие, МПа, через 8 часов твердения при температуре: |
|||
38°С |
2,1 |
-- |
|
60°С |
10,3 |
-- |
|
2. Водоотделение, мл |
-- |
3,5 |
|
3. Консистенция цементного теста через 15--30 минут режимаиспытания, Вс |
-- |
30 |
|
4. Время загустевания до консистенции 100Вс, мин |
90 |
120 |
Класс цемента по АРI |
Водоцементноеотношение |
Плотность цементного раствора |
Выход цементного раствора |
Глубина скважины |
Статическая температура |
|||||
Галлон/ мешок |
- |
Фунт/ галлон |
Г/см3 |
Галлон/ мешок |
М3/ Т |
фут |
м |
С0 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
А |
5,2 |
0,46 |
15,6 |
1,87 |
8,83 |
0,784 |
0-6000 |
0-1830 |
27-77 |
|
В |
5,2 |
0,46 |
15,6 |
1,87 |
8,83 |
0,784 |
0-6000 |
0-1830 |
27-77 |
|
С |
6,3 |
0,56 |
14,8 |
1,77 |
9,87 |
0,876 |
0-6000 |
0-1830 |
27-77 |
|
D |
4,3 |
0,38 |
16,4 |
1,97 |
7,85 |
0,697 |
6000- 12000 |
1830- 3660 |
27-127 |
|
Е |
4,3 |
0,38 |
16,4 |
1,97 |
7,85 |
0,697 |
6000- 14000 |
1830- 4270 |
27-127 |
|
F |
4,3 |
0,38 |
16,2 |
1,94 |
7,85 |
0,697 |
10000-16000 |
3050- 4880 |
110-160 |
|
G (основной) |
5,0 |
0,44 |
15,8 |
1,89 |
8,60 |
0,764 |
0-8000 |
0-2440 |
27-93 |
|
H (основной) |
4,3 |
0,38 |
16,4 |
1,97 |
7,85 |
0,697 |
0-8000 |
0-2440 |
27-93 |
|
J (спец.) |
4,8 |
0,42 |
15,4 |
1,84 |
8,26 |
0,733 |
12000-16000 |
3660- 4880 |
127-160 |
Классификация цементов по спецификации АРI
Бентонитово-цементные растворы(расчет компонентов для 100 кг цемента)
1. Вес бентонита (кг):
b =
Рцр -- плотность гельцементного раствора;
m -- водоцементное отношение;
z -- процент водонасыщения бентонита:
z = 5,3 -- для сухих смесей;
z = 21,2 -- для глинистых суспензий;
3,15 --плотность цемента;
2,65 -- плотность бентонита.
2. Объем воды (л):
E=100m+zb.
3. Объем раствора (л):
V =
Пример: Гельцементный раствор, приготовленный из бентонита и цемента ПЦТ1-50 с плотностью Рцр = 1,50 г/см3, m = 0,5, z = 21,2. Для 100 кг цемента:
3 кг (3%) бентонита,
113,6 л воды,
146,4 л гельцементного раствора.
Компонентный состав раствора для 100 кг цемента класса G
Предварительная гидратация бентонита
Процент бентонита |
Процент воды |
Плотность раствора |
|
1 |
2 |
3 |
|
0,00 |
44,0 |
1,901 |
|
0,25 |
49,3 |
1,843 |
|
0,50 |
54,6 |
1,792 |
|
0,75 |
59,9 |
1,748 |
|
1,00 |
65,2 |
1,708 |
|
1,25 |
70,5 |
1,672 |
|
1,50 |
75,8 |
1,640 |
|
1,75 |
81,1 |
1,611 |
|
2,00 |
86,4 |
1,585 |
|
2,25 |
91,7 |
1,560 |
|
2,50 |
97,0 |
1,538 |
|
2,75 |
102,3 |
1,518 |
|
3,00 |
107,6 |
1,499 |
|
3,25 |
112,9 |
1,482 |
|
3,50 |
118,2 |
1,466 |
|
3,75 |
123,5 |
1,451 |
|
4,00 |
128,8 |
1,437 |
21,2 л воды на 1 кг бетонита
Сухая смесь
Процент бентонита |
Процент воды |
Плотность раствора |
|
1 |
2 |
3 |
|
0 |
44,0 |
1,901 |
|
1 |
49,3 |
1,846 |
|
2 |
54,6 |
1,789 |
|
3 |
59,9 |
1,756 |
|
4 |
65,2 |
1,719 |
|
5 |
70,5 |
1,685 |
|
6 |
75,8 |
1,656 |
|
7 |
81,1 |
1,629 |
|
8 |
86,4 |
1,604 |
|
9 |
91,7 |
1,582 |
|
10 |
97 |
1,562 |
|
11 |
102,3 |
1,543 |
|
12 |
107,6 |
1,526 |
|
13 |
112,9 |
1,511 |
|
14 |
118,2 |
1,496 |
|
15 |
123,5 |
1,482 |
|
16 |
128,8 |
1,470 |
|
17 |
134,1 |
1,458 |
|
18 |
139,4 |
1,447 |
5,3 л воды на 1 кг бетонита
Требования к тампонажным растворам для цементирования обсадных колонн
Наименование показателей |
Направление |
Кондуктор |
Промежуточная колонна |
Эксплуатационная колонна |
Обоснование требований |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Плотность тамп. р-ра, кг/м3 |
||||||
нормальной плотности |
1820-1850 |
1820-1850 |
1820-1850 |
1850-1910 |
Согласно данным градиентов гидроразрыва (поглощения) |
|
облегченного |
-- |
1500±40 |
1500±40 |
1500±40 |
||
Растекаемость, см |
16-22 |
16-22 |
16-22 |
16-22 |
Инструкция по креплению скважин ГОСТ 1581-96 |
|
Водоотделение р-ра, %, не более: |
||||||
норм, плотности |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
0 |
||
облегченного |
-- |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Водоотдача р-ра норм, плотности Т = 22°С, Р = 0,7, МПа, см3/30 мин при производстве ГРП без пр-ва ГРП |
не предъявляются |
не предъявляются |
не предъявляются |
не более 100 не более 150 |
Инструкция по креплению скважин |
|
Время загустевания, мин |
-- |
на 25% больше расчетного времени цементирования, но не менее чем на 30 и не более чем на 90 мин. |
Инструкция по креплению скважин |
|||
Сроки схватывания, ч: |
Необходимость набора прочности камня не менее 1,0 МПа при изгибе за время ОЗЦ |
|||||
начало, не более |
8 |
-- |
-- |
-- |
||
конец, не более |
12 |
-- |
-- |
-- |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Реологические параметры р-ров: |
Фактические показатели растворов Определены на при- боре типа ВСН-3 при Т=22±2°С |
|||||
нормальной плотности ,мПа*с , дПа |
40--60 75--95 |
40--60 75--95 |
40--80 75--120 |
60--180 100--250 |
||
Облегченного ,мПа*с , дПа |
-- |
20--50 40--100 |
20--50 40--100 |
20--50 40--100 |
||
Прочность цем. камня норм. плотности при изгибе, Мпа не менее: |
ГОСТ 1581-96, для промежу- точных и эксплуатационных колонн требования на основе лабораторных данных |
|||||
через 48 ч |
Т=22°С 2,7 |
Т=22°С 2,7 |
Т=40°С 3,0 |
Т=60°С -- |
||
через 24 ч |
-- |
-- |
-- |
3,5 |
||
Прочность цем. камня из облегчен, р-ра при изгибе, МПа, не менее через 48 ч |
Т=22°С 0,7 |
Т=22°С 0,7 |
Т=35°С 1,0 |
2. Понятия используемые в цементировании
МЕШОК ЦЕМЕНТА -- мешок весом 50 кг
ПЛОТНОСТЬ СУХОГО ЦЕМЕНТА -- вес материала на единицу обьема сухого цемента (т/м3). Таким образом, насыпная плотность сухого цемента - это фактический объем материала плюс объем воздуха, захваченного между частицами материала. Величина используется для расчетов при приготовлении смеси и расчета стоимости транспортировки.
АБСОЛЮТНАЯ ПЛОТНОСТЬ -- фактическая плотность частиц материала (г/см3), которая также приблизительно равна удельному весу (у которого нет единиц измерения).
АБСОЛЮТНЫЙ ОБЪЕМ -- объем материала на единицу веса (м3/т). Учитывается только фактический объем материала, без воздуха, захваченного между частицами материала. Таким образом, абсолютный объем - это объем, занимаемый только частицами материала, и может быть рассчитан исходя из абсолютной плотности или удельного веса.
ВОДОПОТРЕБНОСТЬ -- нормальный объем воды -- это количество воды, требуемое для приготовления цементной смеси с консистенцией 11 Вс, достигаемой через двадцать минут после затворения на воздухе. (Также встречается термин "Оптимальный объем воды")
-- максимальный объем воды -- это количество воды, требуемое для приготовления цементной композиции с максимальным содержанием свободной воды (1'/г%); определяется анализом водоотделения свободной воды в 250 мм стакане с делениями.
-- минимальный объем воды -- это количество воды, требуемое для приготовления цементной смеси с консистенцией 30 Вс, достигаемой через двадцать минут после затворения на воздухе.
NOWPOZ -- стандартизированная зольная пыль со средней абсолютной плотностью частиц 2200 кг/м3 и насыпной плотностью 1,129 т/м'.
ГЕЛЬ -- специально разработанная марка бентонита для цементирования нефтяных скважин.
ТИП РАСТВОРА - определяется тремя показателями.
1-й показатель - абсолютный объем зольной пыли;
2-й показатель - абсолютный объем цемента;
3-й показатель - процентное содержание геля от общего веса золы и цемента.
Пример:
2:1:8 -- означает два абсолютных объема золы (583 кг/т), один абсолютный
объем цемента (417 кг/т) и 8% геля от общего веса золы и цемента
(80 кг/т). Поэтому, одна тонна смеси 2:1:8 состоит из 1080 кг сухой смеси
компонентов.
ВЕС РАСТВОРА -- плотность раствора в кг/м3 (фунтов/гал. США), определяемая фактическим весом компонентов смеси и воды и их абсолютными объемами.
Пример: для смеси 2:1:8 объем раствора составляет 1,303 м3 на тонну сыпучего
материала. Общий вес раствора (1,303 м3) составляет 1,956 т, из
которых 583 кг -зольная пыль, 417 кг - цемент, 80 кг - гель и 876 кг - вода
(0,876 м3). Плотность цементной смеси составляет 1,956 т/1,303 м3 или
1501 кг/м3 (12,5 #/U.S. gal.)
ВЫХОД РАСТВОРА -- объем раствора в м3 на тонну сухого цементирующего материала (или специальной смеси). При затвердевании объем раствора не изменяется (±1%) в зависимости от типа смеси и использованных добавок.
Пример: Выход цементной смеси 2:1:8 составляет 1,303 М3/т. Он определяется
абсолютным объемом каждого из компонентов смеси: цемент - 417 кг/т
занимает 0,132 м3, зола - 583 кг/т занимает 0,265 м3, гель - 80 кг/т
занимает 0,030 м3 и вода - 876 кг/т занимает 0,876 м3с общим объемом.
смеси1,303 м3
ДОБАВКИ: Добавки применяются в процентном отношении от общего веса цементирующего материала (или специально разработанной смеси) за исключением хлорида натрия и хлорида калия, которые добавляются по весу воды. Следующие добавки используются для изменения свойств цемента:
Турбулизаторы Т-10, Т-11
Понизители водоотдачи D-19, D-20, D-21
Замедлители схватывания цемента R-5, R-55
Ускорители схватывания цемента СаСЬ, NaCI, KCI
ЦЕМЕНТНЫЕ СМЕСИ NOWSCO
В приведенных ниже таблицах даны свойства различных цементировочных материалов, которые необходимо знать для расчета объемов воды, выхода и плотности цементного раствора. Также приводится список свойств цементных смесей NOWSCO. Ниже даны объяснительные комментарии по используемым значениям.
Свойства цемента
Для расчета выхода и плотности цементного раствора используются абсолютный объем или абсолютная плотность (удельный вес) цемента и объем воды. Удельный вес цемента класса «А» и класса «G» варьируется от 3,14 до 3,17, соответственно, за оптимальную среднюю величину принимается значение 3,15 для обоих классов цемента. Объем воды, требуемый для замеса цементов класса А и класса G дается по стандартам АНИ - 46% и 44% соответственно.
Смеси «Nowpoz»
В расчетах выхода цементных смесей «Nowpoz» принимается удельный вес зольной пыли 2,20, однако, при использовании готовых цементных смесей, в состав которых входит зольная пыль «Форестбург» выход рассчитывается с удельным весом 2,00. Это связано с тем, что под давлением многие пузырьки газа в зольной пыли лопаются, что приводит к увеличению удельного веса приблизительно до 2,2. Испытания под давлением ряда проб показали удельный вес под давлением в пределах от 2,1 до 2,3. По этой причине все смеси «Nowpoz» основываются на удельном весе 2,20. Объем воды, требуемый для приготовления этих цементных смесей, рассчитан с учетом 46% воды от общего объема золы в качестве оптимального объема воды для зольной пыли.
Гель-цемент
При расчете выхода гель-цементной смеси величина 2,63 принимается за удельный вес бентонита. Эта величина точно определена для чистого сухого бентонита, но, поскольку технические спецификации гель-цемента АНИ допускают до 12% влажности, то фактическая абсолютная плотность будет несколько ниже этой величины, что не окажет значительного влияния на расчет выхода раствора.
Необходимый объем воды для геля определяется АНИ как 530% от общего веса геля. В некоторых случаях может возникнуть необходимость в дополнительном разбавлении раствора водой. Поэтому в таблице приводятся показатели необходимого объема воды по АНИ из расчета 530% и 700% от веса гель-цемента.
Специальные смеси
Одна тонна специальной цементной смеси включает все материалы (цементные и нецементные) в зависимости от назначения смеси.
Для расчета выхода этих смесей необязательно используется оптимальный объем воды, а учитывается необходимый объем воды для получения требуемой консистенции и прочностных свойств.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТА И ЦЕМЕНТНЫХ ДОБАВОК
КОМПОНЕНТ |
УДЕЛЬНЫЙ ВЕС |
НЕОБХОДИМОЕ КОЛИЧЕСТВО ВОДЫ, КГ/Т |
ПЛОТНОСТЬСУХОГО ЦЕМЕНТА, Т/М3 |
АБСОЛЮТНЫЙ ОБЪЕМ, М3/Т |
|
Цемент класса "А"Цемент класса "G"Nowpoz (Зола)ГельСолеустойчивая глина Силикатная мукаЦементное фондю Обожженная глина ГильсонитБаритГематитN.S. 2000N.S. 7000Gyp-Cem (Гипсоцемент) СлюдаЦеллофановые хлопья Песок(SFS)Хлорид кальцияВодаДиатомовая земляАнтралитАнтрабридж |
3,153,152,202,602,502,633,232,601,074,235,020,370,702,702,871,3/1,42,631,961,002,001,301,30 |
4604404605300530028540039533322030175065040029,2-63,8450333 |
1,441,441,120,960,951,121,441,3350,802,163,090,240,401,200,320,41,7200,811,000,170,7860,741 |
0,31750,31750,45450,38460,40000,38020,30960,38460,93460,23640,19922,70271,42860,37040,34840,72/0,760,38020,51021,00000,50000,76920,7692 |
|
Хлорид натрия(% содержания добавки по весу воды)5%10%15%18%20%25%30%35%37% (насыщенный) |
2,165 |
1,407 |
0,30670,32010,33160,33770,34130,34920,35520,35940,3606 |
УСТАНОВКА ЦЕМЕНТНЫХ МОСТОВ - ЦЕМЕНТ КЛАССА "G"
Глубина, м |
Статическая температура на забое, °С |
Тциркна забое0С |
Забойное давление, кПа |
Вес растворакг/м3 |
Добавки, % |
Водоотдача,МЛ / MИH |
Предел прочностиНа сжатие, кПа |
||||
R-5 |
D-15 |
T-10 |
|||||||||
16 ч. |
24ч. |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
610 |
21 |
23 |
10342 |
190119772097 |
0,751,001,00 |
6:00 +5:003:30 |
34471034213789 |
689517237 24131 |
|||
1219 |
38 |
33 |
17926 |
190119772097 |
0,751,001,00 |
5:004:003:00 |
68951723734474 |
10342 24131 |
|||
1829 |
54 |
43 |
26890 |
19011977197720972097 |
0,20,2 |
0,751,001,001,001,00 |
3:302:305:001:303:30 |
1378934474241314136834474 |
18616 34474 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
2438 |
71 |
54 |
35853 |
1901197720972097 |
0,20,20,20,3 |
0,751,001,001,00 |
4:303:302:004:00 |
17237344744136834474 |
24131 |
||
3048 |
88 |
68 |
44126 |
19011901197720972097 |
0,20,30,30,30,4 |
0,750,751,001,001,00 |
3:004:303:302:304:30 |
34474 27579 34474 4136834474 |
34474 |
||
3658 |
104 |
85 |
53090 |
190119772097 |
0,5*0,6*0,7* |
0,751,001,00 |
4:305:006:00 |
27579 34474 34474 |
34474 |
R-55; замедлитель схватывания цемента для использования при высоких температурах
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (РИР) - ЦЕМЕНТ КЛАССА "G"
Глубина,м |
Статическая температура на забое, °С |
ТциркНа забое0С |
Забойное давление, кПа |
Добавки, % |
Время загустевания[час/мин] |
Водоотдача,МЛ / 30 МИН |
Предел прочностиНа сжатие, кПа |
||||
R-5 |
D-19 |
Т-10 |
|||||||||
16 ч. |
24 ч. |
||||||||||
610121918292438 |
21385471 |
23334354 |
28958386114619553779 |
-------- |
0,50,50,50,5 |
0,750,750,750,75 |
6:00 +6:00 +6:005:00 |
35353535 |
137941378963 13789 |
41377584 13789 20684 |
|
3048 |
88 |
68 |
64811 |
--0,2 |
0,50,5 |
0,750,75 |
3:306:00 + |
5050 |
20684 10342 |
34474 20684 |
|
3658 |
104 |
85 |
81358 |
0,50,5*0,6* |
0,50,5**0,5** |
0,750,750,75 |
3:00 +5:306:00 + |
557070 |
20684 10342 6895 |
34474 20684 13789 |
+ изменчивые данные. Показатели во многом зависят от партии цемента.
* R-55; замедлитель схватывания цемента для использования при высоких температурах
** D-21; понизитель водоотдачи цементного раствора для использования при высоких температурах
СВОЙСТВА ЦЕМЕНТА
Приведенные ниже таблицы, составленные компанией Nowsco, применяются в качестве руководства при проведении работ по цементированию скважин в Канаде. Данные, представленные в таблицах, - это средние показатели свойств, полученные по цементу класса «G», который в настоящее время используется в западной Канаде (Canada Lafarge, Woodstock, Ontario класс «G»). Однако, возможны отклонения от приводимых данных в связи с условиями проведения цементирования, приготовления раствора, либо фактическими полевыми условиями. Учитывая, что все лабораторные исследования цементов проводились при температуре 27"С (80Т), то приведенный ниже график поможет в определении температур цементных растворов в реальных полевых условиях.
Примечание: Несмотря на то, что приводимые ниже данные основываются на применении цемента класса «G», их также можно использовать для приблизительного определения усредненных свойств цементного раствора на основе цемента класса «А». Однако, необходимо учитывать, что возможны большие отклонения от указываемых параметров при использовании цемента класса «А», так как к спецификациям этого типа цемента предъявляются менее жесткие требования, чем к цементу класса «G».
СОЛЯНЫЕ ЦЕМЕНТЫ
Соль (NaCI) является добавкой многоцелевого назначения в цементировании нефтяных скважин. Помимо изменения времени загустева-ния цементного раствора она предотвращает загрязнение продуктивных пластов, способствует расширению и сцеплению цементного камня с породой и колонной, улучшает реологические свойства, предотвращает образование размывов в соляных куполах и способствует повышению плотности растворов.
Концентрация соли и наличие специальных добавок определяет свойства раствора. Ниже приводится описание влияния концентрации соли на свойства растворов.
1. Влияние на время загустевания раствора
Соль может использоваться для изменения времени загустевания цементных растворов. В зависимости от концентрации она может действовать как ускоритель так и замедлитель схватывания цемента. Концентрация соли в объеме 5-7% по весу воды позволяет достичь максимально быстрого затвердевания цемента. Концентрация 15 -18% не оказывает значительного эффекта на время загустевания, тогда как концентрация свыше 20% (по весу воды) действует как замедлитель схватывания цемента.
2. Улучшение реологических свойств
Присутствие соли в цементном растворе уменьшает вязкость, позволяя увеличивать плотность раствора и уменьшая потери давления на трение в затрубе во время закачки раствора. Однако, при концентрациях до 18% соли (по весу воды) рекомендуется дополнительно использовать турбулизатор Т-10, поскольку соль не уменьшает вязкость раствора до уровня, необходимого для возникновения турбулентного потока. Не все соленасыщенные растворы (37% соли по весу воды) могут быть разжижены в достаточной степени для получения турбулентного потока. Для растворов с высокой концентрацией соли рекомендуется использовать турбулизатор Т-11 для обеспечения турбулентности, поскольку этот реагент совместим с растворами с повышенным содержанием соли в отличие от обычных дисперсантов.
3. Понижение водоотдачи
Хотя, применение соли незначительно влияет на водоотдачу (обычно в сторону уменьшения), этот эффект настолько минимален, что им можно пренебречь.
4. Изменение предела прочности на сжатие
Скорость гидратации, как и время загустевания, может быть увеличена или уменьшена в зависимости от концентрации используемой соли. Увеличивая скорость гидратации, снижается время приобретения раствором требуемой прочности на сжатие. При замедлении скорости гидратации, раствор приобретет необходимые прочностные характеристики за больший промежуток времени. Как правило, максимальный эффект влияния соли на прочностные характеристики цемента достигается при концентрации 5-7% соли по весу воды. В то время как концентрация 15 - 18% оказывает незначительный эффект на прочность на сжатие, а концентрация свыше 20% продляет время достижения прочности на сжатие, а также снижает предел прочности на сжатие приблизительно на 25 %.
Регулирование свойств цементов
Хлорид кальция -- СаСI г, водопоглощающий материал, производится в виде хлопьев, порошка и в гранулированной форме. Nowsco использует ан-гидритный 96% класс для всех видов цементирования.
Диапазон применяемых концентраций составляет от 1 до 3% по весу цемента.
Хлорид натрия -- NaCI, обычная соль кристаллической структуры, производится с высокой степенью чистоты.
Концентрация применения -- 3-10% по весу воды, оптимальная концентрация, рекомендуемая для ускорения схватывания -- от 5 до 7%. В качестве ускорителя эта соль менее эффективна, чем СаС1г.
R-55 является высокотемпературным замедлителем медленно схватываемых цементов. Обладает некоторыми турбулизирующими свойствами R-5, а в применении с D-20 и D-21 влияет на водоотдачу каждого компонента смеси.
Стандартная концентрация R-55 - менее 0,5% по весу цементной смеси. При аномально высоких температурах на забое совместно с применением силикатной муки для сохранения прочностных свойств цемента используется до 1% R-55, а при цементировании через ГНКТ - до 2%.
СМНЕС (карбоксиметил-гидроксиэтил целлюлоза) -- является высокомолекулярным утяжеленным целлюлозным составом. СМНЕС может использоваться со всеми классами цементов по АНИ и цементными смесями Nowpoz как в целях замедления схватывания, так и для контроля водоотдачи.
Стандартная концентрация СМНЕС -- 0-1,5% по весу цемента. Более высокие концентрации применяются для замедления схватывания при высоких температурах (не совместим с СаС1г).
NaCI -- соль; при использовании в составе затворяемой жидкости вызывает замедление схватывания цемента и продление времени загустевания. Применяется для замедления схватывания цемента класса А до глубин 3050 м (10,000 футов) и смесей Novwpoz до глубин 3650 м (12,000 футов). К замедлителям схватывания относятся: сернистое железо в количестве 0,5--1,0% к массе сухого цемента, применяемое в интервалах температур 75--130° С. В этом же интервале температур используют КМЦ в количестве 0,5--0,8% и ССБ до 1,0% к массе сухого цемента.
В интервале температур до 150--170°С и давлениях до 60-- 70 МН/м2 применяют виннокаменную кислоту естественную ВК и синтетическую СВК в количестве до 1,25%. При повышении температур до 170--200° С и тех же давлениях применяют комбинированный реагент ВКБК, состоящий из 1,25% ВК и 0,2--0,5% борной кислоты БК.
Для этих же условий можно применять смесь в количестве до 0,6% гипана и 0,3% бихромата калия или натрия к массе сухого цемента. Оптимальные составы облегченного тампонажного раствора
№ |
Состав тампонажного раствора |
Свойства тампонажноого раствора и камня |
|||||||||||||
Плотность кг/м3 |
Растека-емость, м |
Сроки схватывания, час -мин |
Прочность цементного камня, МПа через |
Расширение цементного камня, % через |
|||||||||||
ПЦТ, % |
АСПМ, % |
СаО, % |
4% водный раствор СаСl2 |
начало |
конец |
2 сут |
7 сут |
14 сут |
3 сут |
7 сут |
14 сут |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
При температуре 20 °С |
|||||||||||||||
1 |
82 |
10 |
8 |
0,6 |
1540 |
0,22 |
4-15 |
5-50 |
3,2 |
4,4 |
4,8 |
0,20 |
0,25 |
0,25 |
|
2 |
76 |
10 |
15 |
0,6 |
1500 |
0,21 |
3-35 |
4-40 |
2,6 |
3,9 |
4,4 |
0,26 |
0,35 |
0,35 |
|
3 |
77 |
15 |
8 |
0,7 |
1420 |
0,23 |
4-05 |
5-50 |
2,4 |
3,2 |
3,8 |
0,18 |
0,25 |
0,25 |
|
4 |
71 |
15 |
15 |
0,7 |
1410 |
0,23 |
4-10 |
5-10 |
1,8 |
2,2 |
2,8 |
0,24 |
0,30 |
0,30 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
При температуре -2 °С |
|||||||||||||||
1 |
82 |
10 |
8 |
0,6 |
1540 |
0,22 |
5-45 |
7-10 |
1,3 |
2,8 |
3,2 |
0,11 |
0,14 |
0,14 |
|
2 |
76 |
10 |
15 |
0,6 |
150 |
0,21 |
6-30 |
7-20 |
1,6 |
2,5 |
3,0 |
0,14 |
0,16 |
0,16 |
|
3 |
77 |
15 |
8 |
0,7 |
1420 |
0,23 |
6-15 |
7-40 |
1,3 |
2,1 |
2,5 |
0,11 |
0,14 |
0,14 |
|
4 |
71 |
15 |
15 |
0,7 |
1410 |
0,23 |
6-40 |
7-45 |
1,2 |
2,2 |
2,8 |
0,13 |
0,15 |
0,16 |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Описание ударного и вращательного бурения. Назначение и состав бурильной колонны. Технологические требования и ограничения к свойствам буровых растворов. Влияние разных типов долот на качество цементирования скважин. Особенности применения буровых долот.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.09.2010Обоснование способа вхождения в пласт и конструкции скважины на примере ООО "Лукойл-Бурение". Причины выхода крепи скважин из строя, виды ремонтов. Анализ качества цементирования скважин, методика его оценки. Мероприятия по повышению качества крепи.
курсовая работа [199,0 K], добавлен 13.07.2010Буровые вышки и сооружения. Талевая система. Буровые лебёдки. Роторы. Буровые насосы и оборудование циркуляционной системы. Вертлюги. Ознакомление с бурением скважин кустами. Спуск и цементирование обсадных колонн. Вскрытие и опробование.
отчет по практике [1,3 M], добавлен 11.10.2005Определение конструкции скважины, числа обсадных колон, их длины и диаметра. Подбор долот; расчет колонны на прочность; расчет расхода цемента и время цементирования, количества агрегатов. Техника безопасности при бурении и эксплуатации скважины.
курсовая работа [112,8 K], добавлен 28.05.2015Геологическое строение Речицкого месторождения, краткая характеристика стратиграфии и литологии его осадочного разреза и нефтегазоносности. Обсадные трубы, цементы и химические реагенты, используемые при цементировании. Назначение обсадных колонн.
дипломная работа [219,0 K], добавлен 02.06.2012Метод ударно-канатного бурения скважин. Мощность привода ротора. Использование всех типов буровых растворов и продувки воздухом при роторном бурении. Особенности турбинного бурения и бурения электробуром. Бурение скважин с забойными двигателями.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.10.2011Аппаратура, записываемые кривые, их интерпретация. Газометрия скважин. Профилеметрия скважин, аппаратура, записываемые кривые и их интерпретация. Определение коэффициента нефтегазонасыщения по данным методов сопротивлений. Коэффициент водонасыщения.
контрольная работа [980,4 K], добавлен 04.01.2009Обоснование и проектирование конструкции скважины. Обоснование состава технологической оснастки компоновки обсадной колонны, способа и режима ее спуска. Способы контроля качества цементирования. Вопросы техники безопасности при заканчивании скважин.
курсовая работа [472,4 K], добавлен 13.07.2010Категории скважин, подлежащих ликвидации. Оборудование устьев и стволов нефтяных, газовых и других скважин при их ликвидации. Требования к ликвидации и консервации скважин на месторождениях с высоким содержанием сероводорода, оформление документов.
реферат [27,1 K], добавлен 19.01.2013Консервация скважин, законченных строительством. Временная консервация скважин, находящихся в стадии строительства. Порядок оборудования стволов и устьев консервируемых скважин. Порядок проведения работ при расконсервации скважин.
реферат [11,0 K], добавлен 11.10.2005