Подать статью
Стать рецензентом
Том 226
Страницы:
428
Скачать том:

Результаты исследования зоны контакта «цементный камень – горная порода»

Авторы:
Н. И. Николаев1
Лю Хаоя2
Об авторах
  • 1 — Санкт-Петербургский горный университет
  • 2 — Цзилиньский университет
Дата отправки:
2017-03-07
Дата принятия:
2017-05-05
Дата публикации:
2017-08-27

Аннотация

Рассмотрены проблемы крепления скважин при бурении на нефть и газ. Установлено, что основной причиной возникновения заколонных перетоков пластовых флюидов является некачественная изоляция затрубного пространства обсадных колонн, вызванная неполным удалением глинистой корки с поверхности ствола скважины, что приводит к отсутствию адгезии цементного камня с горной породой. Показано, что использование в составе буферной жидкости полимерной добавки GM-II способствует увеличению контактной прочности цемента с породой в несколько раз. При этом перемешивание буферной жидкости с цементным раствором не ухудшает такие важные показатели, как растекаемость и консистенция. Представлены результаты исследований по разработке составов полимерных буферных жидкостей, повышающих качество крепления обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. По результатам инфракрасного спектрального и рентгеноструктурного анализа определено влияние фазового состава и минеральной структуры системы «цементный камень – глинистая корка – порода» на повышение герметичности затрубного пространства скважины. Электронно-микроскопические исследования показали, что при использовании полимерных буферных жидкостей между гидратированными минералами цемента и глинистой коркой образуются спутанно-волокнистые сетчатые структуры, которые соединяют цементные зерна и глинистые минералы. С помощью рентгеновского энергодисперсионного микроанализа были проведены исследования состава этих структур. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что данные структуры в основном состоят из гидросиликата кальция (более 77 % по массе), что согласуется с исследованиями инфракрасного и рентгеноструктурного анализа. Опытно-производственные исследования, проведенные на китайском месторождении нефти Шэнли, подтвердили эффективность применения разработанных буферных жидкостей.

10.25515/pmi.2017.4.428
Перейти к тому 226

Литература

  1. Бобров Б.С. Гидратация алюмоферрита кальция в растворах сульфатов натрия и магния / Б.С.Бобров, В.В.Лесун // Гидратация и твердение цементов. Челябинск: УралНИИстромпроект, 1974. С. 46-54.
  2. Исследование кинетики гидратации минералов портландцементного клинкера при гидротермальной обработке / П.П.Будников, С.М.Рояк, Ю.С.Малинин, М.М.Маянц // ДАН СССР. 1963. Т. 148. Вып. 1. С. 59-62.
  3. Литвиненко В.С. Математическая модель цементирования обсадных колонн при строительстве и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин / В.С.Литвиненко, Н.И.Николаев // Записки Горного института. 2012. Т. 197. С. 9-14.
  4. Литвиненко В.С. Технологические жидкости для повышения эффективности строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин / В.С.Литвиненко, Н.И.Николаев // Записки Горного института. 2011. Т. 194. С. 84-90.
  5. Лю Хаоя. Исследование влияния глинистой корки на качество сцепления цементного камня с породой / Лю Хаоя, Табатабаи Моради Сейед Шахаб, Н.И.Николаев // Инженер-нефтяник. 2015. № 2. С. 22-25.
  6. Лю Хаоя. Исследование свойств полимерной буферной жидкости для повышения качества крепи скважин / Лю Хаоя, Н.И.Николаев, Е.В.Кожевников // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2015. № 6. С. 38-41.
  7. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений: Пер. с англ. М.: Мир, 1991. 536 с.
  8. Николаев Н.И. Исследование влияния полимерных буферных жидкостей на прочность контакта цементного камня с породой / Н.И.Николаев, Лю Хаоя, Е.В.Кожевников // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2016. Т. 15. № 18. С. 16-22.
  9. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры силикатов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1976. 192 с.
  10. Bezjak A. Kinetics analysis of cement hydration including various mechanistic concepts. Theoretical development //Cem. and Concr. Res. 1983. N 3. P. 308-318.
  11. Bish D.L. Rietveld refinement of the kaolinite structure at 1.5 K // Clays and Clay Minerals. 1993. Vоl. 41. Iss. 6. P. 738-744.
  12. Cardnо D.G. The use оf silicate WBM facilitates successful primary cementation operations on the BHP Petroleum Liverpool Bay Development / D.G. Cardno, D.B. Riptey, J.W. Crawfоrd // SPE/IADC Drilling Conference, 4-6 March, Amsterdam, Netherlands Publication Date. 1997. P. 32-37.
  13. Haut R.C. Laboratory Investigation of Light Weight, Low-Viscosity Cementing Spacer Fluids / R.C.Haut, R.J.Crооt // Journal оf Petroleum Technology. 1982. P. 1828-1834.
  14. Nelsоn. E.B. Well cementing / E.B.Nelsоn, D.Guillоt. Texas: Schlumberger, 2006. 773 p.
  15. Tabatabaee Mоradi S.S. Developing high resistant cement systems for high-pressure, high-temperature applications / Mоradi S.S. Tabatabaee, N.I. Nikоlaev, Y.Naseri // SPE Russian Petroleum Technology Conference, Moscow, Russia, 26-28 October 2015. N.Y.: Curran Associates, 2016. Vоl. 1. P. 475-481.
  16. Tabatabaee Mоradi S.S. Considerations of cementing directional wells in high-pressure, high-temperature conditions / Mоradi S.S. Tabatabaee, N.I.Nikоlaev // 7th EAGE Saint-Petersburg International Conference and Exhibition: Understanding the Harmony оf the Earth's Resources through Integration of Geosciences, Saint-Petersburg, Russia, 11-14 April 2016. N.Y.: Curran Associates, 2016. P. 11-15.
  17. Tabatabaee Mоradi S.S. Optimization of Cement Spacer Rheology Model Using Genetic Algorithm / Mоradi S.S. Tabatabaee, N.I.Nikоlaev // International Journal of Engineering, Transactions A: Basics. 2016. Vol. 29. N 1. P. 127-131.
  18. First High-Temperature Applications of Anti-Gas Migration Slag Cement and Settable Oil-Mud Removal Spacers in Deep South Texas Gas Wells / R.E.Sweatman, J.J.Nahm, D.A.Lоeb, D.S.Pоrter // SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 22-25 October, Dallas, Texas. 1995. P. 45-48.

Похожие статьи

Электроэкстракция кобальта из сульфатно-хлоридных и сульфатных растворов кобальта и марганца в динамических условиях
2017 Л. П. Хоменко, Л. А. Воропанова, З. А. Гагиева
Петрофизический подход к электрическим свойствам рыхлых грунтов
2017 В. А. Шевнин, Д. А. Квон, А. А. Рыжов
Топологическое самозаклинивание как принцип инженерного дизайна при строительстве морских и прибрежных сооружений
2017 В. Ю. Пиирайнен, Ю. З. Эстрин
Проблемы и пути решения вопросов надежности внешнего электроснабжения угольных шахт
2017 И. Ю. Семыкина, Е. В. Скребнева
Правовые аспекты новой энергетической политики Германии
2017 Мариан Пашке
Динамическая стабилизация процесса резания на основе локальной метастабильности в управляемых робототехнических комплексах на станках с ЧПУ
2017 В. В. Максаров, Ю. Ольт