Файл: Каримов, Н. Х. Особенности крепления скважин в соленосных отложениях.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 56

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Установлено, что увеличение времени воздействия коррозии независимо от толщины стенок труб приводит к снижению крити­ ческого давления па смятие для сталей исследуемых групп проч­ ности. Скорость падения критического давления на смятие в пер­ вые месяцы значительно меньше, чем в поздние сроки, и она сильно увеличивается с увеличением температуры среды.

С увеличением толщины стенок обсадных труб скорость паде­ ния критического давления на смятие в некоторой степени сни­ жается и во времени, и при повышении температуры. Например, для труб из стали труппы прочности Р -110 с толщиной стенок 11,43 мм при температуре 50°С через 36 мес критическое давле­ ние уменьшилось на 4,9% от первоначальной величины, а при тем­ пературе 90°С — на 72,5%, а для труб с толщиной стенок 14,15 мм оно снизилось при температуре среды 50°С на 3% и при 90°С — па 47,8%.

Такой же характер снижения величины критического давле­ ния на смятие имеют и трубы из стали группы прочности Д, но при этом темп снижения критического давления более интенси­ вен.

Из вышеизложенного вытекает, что обсадные трубы, спущен­ ные для перекрытия соленосных отложений, в интервалах отсут­ ствия цемента подвергаются сильной солевой коррозии, причем со временем коррозия прогрессирует.

В зависимости от времени действия коррозии происходит зна­ чительное снижение критического давления на смятие обсадных труб.

Повышение температуры солевой среды еще более увеличива­ ет скорость коррозии и на значительную величину уменьшает сроки службы обсадных колонн, перекрывающих соль. Наиболее агрессивными являются магниевые и калиевые соли.

Легированные трубы из стали группы прочности Р-110 более коррозионностойкие по сравнению с нелегированными из стали группы прочности Д.

Создание равномерного цементного кольца в затрубном про­ странстве является наиболее эффективным мероприятием по предохранению обсадных труб от солевой коррозии.

ПРИМЕНЕНИЕ РАСШИРЯЮЩИХСЯ ТАМПОНАЖНЫХ СМЕСЕЙ

ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН

ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСШИРЯЮЩИХСЯ ТАМПОНАЖНЫХ СМЕСЕЙ

Все разработанные расширяющиеся тампонажные смеси явля­ ются многокомпонентными. Приготовление специальных тампо­ нажных смесей может быть произведено путем смешения компо­ нентов в сухом виде в различных смесителях либо смешения вод­ ных суспензий цемента и добавок или затворения портландцемен­ та или шлака на водной суспензии минеральных добавок в про­ цессе цементирования скважин в специальных гидравлических смесителях и напорных коллекторах или непосредственно в це­ ментировочной головке.

Из анализа существующей технологии приготовления тампо­ нажных смесей с применением различных местных материалов для сложных геологических условий выявлено, что при всех при­ меняемых способах приготовления тампонажных смесей невоз­ можно добиться необходимой равномерности перемешивания всего состава. А это часто является причиной сильного снижения механической прочности цементного камня в зонах повышенного содержания минеральных добавок, межпластовых перетоков и преждевременного загустевания тампонажных растворов в про­ цессе цементирования скважин; нарушения целостности обсад­ ных колонн из-за неравнопрочности цементного камня в заколонном пространстве. <

Кроме того, даже при хорошей гомогенизации смеси при низ­ ких температурах введение в раствор минеральных добавок в большинстве случаев сильно снижает механическую прочность цементного камня.

Следовательно, при приготовлении расширяющихся тампо­ нажных смесей с использованием различных добавок необходимо выполнять следующие условия: должна обеспечиваться точная регулируемая дозировка цемента и других компонентов смеси; смесительный механизм должен обеспечивать максимальную од­ нородность всей массы тампонажной смеси; в процессе смешения компонентов должна происходить активация вяжущего, за счет чего прочность камня из тамшонажной смеси получается равной или выше механической 1прочности камня и чистого цемента.

Эта задача может быть решена в случае приготовления мно­ гокомпонентных тампонажных смесей непосредственно на цемент­

108


ных заводах. Как показывают расчеты и практика применения специальных цементов, приготовление их на цементных заводах экономически не оправдывается. Стоимость цементов увеличи­ вается в 2—3 раза. Учитывая вышеизложенное, на основе сущест­ вующих дезинтеграторов был разработан и изготовлен пере­ движной помольно-смесительный агрегат на шасси автомашины КрАЗ, основным помольно-смесительньим органом которого яв­ ляется дезинтегратор.

Исследования показали, что при дезинтеграторном способе приготовления значительно улучшаются технологические пара­ метры шлако-песчаных, шлако-цементных смесей и цемента с хромитовой рудой с добавками хроматного шлама. Необходимо отметить, что дезинтеграторный способ приготовления практиче­ ски не оказывает влияния на величину расширения исследован­ ных тампонажных смесей.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИМЕНЕНИЯ РАСШИРЯЮЩИХСЯ ТАМПОНАЖНЫХ СМЕСЕЙ

Тампонажными смесями с добавкой хроматного шлама, приго­ товленными на дезинтеграторной установке Д-6911, в Казнефтегазразведке зацементировано 10 скважин в различных гео­ логических условиях, пробуренных до глубины 4500 м. Техноло­ гические параметры тампонажных растворов с добавкой хромат­ ного шлама приведены в табл. 11.

Как показывает анализ геофизических материалов, результа­ тов цементирования и дальнейшего бурения, качество крепления скважин значительно улучшилосыпо сравнению с качеством креп­ ления скважин, зацементированных тампонажными смесями, приготовленными обычным способом. Использование агрегата Д-6911 в комплексе с контейнерами КЦМ-5 конструкции СКБ Министерства геологии СССР позволяет механизировать приго­ товление тампонажных смесей, облегчить их доставку и хранение.

На предприятиях Казнефтегазразведки внедрение рас­ ширяющихся тампонажных смесей с добавкой хроматного шлама производится по плану внедрения новой техники. Всего этими смесями зацементировано 10 скважин, на что затрачено 1380 т тампонажных смесей с добавкой хроматного шлама, приготов­ ленных в дезинтеграторе Д-6911.

Данные анализа геофизических материалов, результатов це­ ментирования обсадных колонн и дальнейшего бурения и испы­ тания скважин показали, что качество цементирования предложенными смесями вполне удовлетворительное. Ни в одной из скважин не обнаружено случаев заколонных газопроявлений, межпластовых перетоков и нарушения целостности обсадных ко­ лонн в солях. Условная годовая экономия от применения разра­ ботанных тампонажных смесей по Казахстану составляет 500 тыс. руб.

109


о

 

Скважины, зацементированные расширяющимися

тампонажными смесями в Казахстане

Т а б л и ц а

И

 

 

 

 

 

1

40

 

се

 

 

Характеристика тампонажных смесей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£

х

 

£

 

 

 

 

сроки схваты­

прочность,

 

 

 

 

л

О

о

 

се

 

 

 

 

н

Расход

Результаты

 

О

с 2

Перекры-

а<

 

 

 

о

вания,

через 2 сут.

 

£

 

 

Состав смеси,

 

jS

о

 

 

 

Площадь

5

ей

CQ2

ваемые

 

 

 

£

ч-мин

кгс/см*

смеси,

цементирова-

*

2.°

 

в/ц

н

0>

■■

се

Н5?

£ я

породы

 

о

£

 

 

 

 

 

 

 

АО

<и*

 

 

«> „

 

 

о

 

 

 

 

т

ния

 

 

£

S 2

О о

 

с

ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

О

 

£ 5

н

начало

конец

на

на

 

 

 

 

и

= я

 

 

о>о

 

 

 

 

 

 

2

 

 

t- се

 

 

С U

« S

 

 

изгиб

сжатие

 

 

 

 

tq Я

 

 

^ со

 

 

О,и

 

 

 

 

 

 

 

Западно-

2

219

2958

Соль

50

Ц : Х =

0 ,4 5

1 ,8 4

2 0 , 0

3 - 4 5

5 — 10

2 9 , 5

86,0

100

Получена

 

Теплое-

 

 

 

 

 

 

8 0 : 2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

надежная гер-

ская

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метизация за-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

колонного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пространства и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

предотвращено

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нарушение

об­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

садных колонн

Под-

4

146

1258

Газо-

40

Ц : Х = 8 0 : 2 0

0 ,4 5

1 ,8 4

2 2 ,0

4 - 1 0

6 - 1 5

2 8 , 6

8 0 ,7

60

Предотвра-

горнен-

 

 

 

вые го-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щены заколон-

ская

 

 

 

ризонты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные газопро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

явления

 

Под-

2

219

24 U0

Газо-

70

Ц : Х = 8 0 : 2 0

0 , 4 5

1 ,8 4

2 2 , 0

4 - 3 0

7 - 3 0

3 5 ,0

86,0

150

Надежная

 

горнен-

 

 

 

вые го-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

герметизация

ская

 

 

 

ризонты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заколонного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пространства

Остан-

38

219 2600

Соль

80

Ц :Х 80:20

0 ,4 5

1 ,8 4

2 0 , 0

4 - 3 0

6 - 4 5

3 1 , 0

8 1 ,0

250

Надежная

 

сук

 

 

я газо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

герметизация

 

 

 

3468 вый го-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заколонного

 

 

 

 

 

ризонт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пространства,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

упрочнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

колонны

 

 

 

 

 

i1

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Под-

6

146

1400

Газо-

50

Ц : Х — 80:20

0 ,4 5

1 ,8 4

20,0

5 - 4 0 8 - 3 0

2 9 ,0

7 2 ,0

100

Надежная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

горнен-

 

 

 

вый го-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

герметизация

ская

 

 

 

ризонт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заколонного

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ,5 6

21,0

 

 

4 4 ,5

9 2 . 0

100

пространства

Запад-

2

То же

90

Ц :3:Х

0 , 6 0

 

 

То же

 

но-Теп-

 

 

 

 

 

60:40:20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ловская

 

 

1100

120

Ш :П :Х

0 ,4 5

1 ,7 8

1 9 ,0

5 7 ,0

1 1 7 ,0

100

Надежная

То же

2

114

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50:50:15

 

 

 

 

 

 

 

 

герметизация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заколонного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пространства и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

упрочнение

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ,8 4

20,0

1 - 4 5

2 - 1 5

3 1 ,0

 

200

колонны

 

Под-

2

80

Ц : Х = 8 0 :2 0

0 ,4 5

8 0 , 0

Установка

горнен-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

моста

в

интер­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вале 2450—

ская

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2520

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ,8 4

1 9 ,0

1— 40

1 - 5 5

4 8 ,0

 

220

 

Кара-

25

219 4250

Соль

90

Ц:Х = 80:20

0 , 4 5

105

Упрочнение

тюбе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

обсадной ко­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лонны в солях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и надежная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

герметизация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заколонного

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ,8 4

 

2 — 30 3 - 4 5 4 9 , 0 1 1 2 ,0

 

пространства

Запад-

5 , 4

 

 

9

70

Ц :Х = 8 0 : 2 0

0 ,4 5

2 1 , 0

2 , 0

Надежная

 

 

 

 

 

 

 

но-Теп-

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

герметизация

ловая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заколонного

 

 

 

 

 

 

л ¥

 

 

 

 

 

 

 

пространства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 - 1 5

 

1 8 ,0

 

 

Шу-

1

2 7 3

0 —

99

50

Ц : 3 = 6 0 : 4 0

0 ,6

1 ,5 2

20

7 — 20

3 6 , 0

80

Подъем

на

 

Ц : Х = 80:20

0 . 4

1 ,8 3

22

5 — 30

8 - 4 0

2 8 , 0

8 1 , 0

 

большую

высо­

бар-Ку-

 

 

2800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ту, надежная

Дук

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

герметизация

заколонного

пространства

П р и м е ч а н и е . Ц - ц е м е н т ; X — х р о м а т н ы й ш л а м ; 3 — з о л а ; Ш — ш л а к ; П п е с о к


С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1. А в а р и и с обсадными колоннами, перекрывающими соленосные отложе­ ния. В кн.: «Бурение глубоких скважин в Нижнем Поволжье». Волгоград, 1967 (Труды ВНИИНГП», вып. 2).

'2. Б а й д ю к Б. В., Я р е м е й ч у к Р. С. Вопросы устойчивости стенок скважины в интервалах соленосных отложений. В кн.: «Материалы Всесо­

юзного научно-технического семинара во

ВНИИБТ». М., ВНИИОЭНГ,

1968.

3. Б а р а н о в с к и й Ю. В. Основные

пути преодоления трудностей

при

бурении в хемогенных отложениях. В кн.: «Бурение и крепление скважин в соленосных отложениях». М., ВНИИОЭНГ, 1969.

4.

Б е р е з у ц к и й

В. И., Т и т о в Н. И. Цементирование скважин в

со­

леносных отложениях Западного Казахстана.— «Бурение», ,1965, № 9.

 

5.

Б е р е з у ц к и й

В. И. Цементирование обсадных колонн в интервалах

соленосных отложений

большой мощности при температурах до 75° С. В

кн.:

«Материалы Всесоюзного научно-технического семинара во ВНИИБТ». М., ВНИИОЭНГ, 1960.

6. Б е р е ж н о й А. И., С е л ь в а щ у к А.

П. Тампонажные растворы для

цементирования газовых скважин в

условиях

соленосных отложений. В кн.:

«Труды I украинской научно-технической конференции». Ч. 2. Киев, «Наукова

думка», 1970.

 

 

7. Б р и н ц е в А. И. Некоторые

особенности цементирования скважин в

условиях высоких температур и давлений при наличии мощных соляных от­ ложений.— «Бурение», 4963, № 3.

8.

Б у л а т о в

А.

И.

Цементирование глубоких

скважин.

М., «Нед­

ра», 1964, .186 с.

 

 

 

 

 

 

 

9.

Б у л а т о в

А. И.,

С и д о р о в Н. А. Осложнения при креплении глу­

боких скважин. М., «Недра», 1965, 204 с.

материалы и

технология

цементиро­

10.

Б у л а т о в

А. И. Тампонажные

вания скважин. М., «Недра», '1971, 328 с.

и технология

крепления

нефтяных

и

11.

Г а й в о р о н с к и й

А. А. Расчет

газовых скважин. М., «Недра», 1969, 383 с.

 

 

 

12.

Г а й д у к о в

Д. Т. Цементные

растворы для

крепления

скважин

в

солевых отложениях. В кн.: «Вопросы бурения и крепления скважин в соле­ носных отложениях». Саратов, Саратовское книжное изд-во, 19701.

13. Г а й д у к о в Д. Г. Опыт

цементирования колонн в соленосных отло­

жениях.— «Бурение», 4966, № 4.

 

14. Г р е б е н н и к о в

Н. П.,

Веденин В. И., Блейх Б. А. Опыт проводки

скважин в соленосных

отложениях прикаспийской впадины.— «Бурение»,

1963,

1.

 

 

 

15. Г р е б е н н и к о в

Н. П.,

М а й о р о в И. К., Г р и ц е н к о И. А. Мето­

ды предупреждения нарушения обсадных колонн в соленосных отложениях, включающих пласты калийно-магниевых солей. В кн.: «Вопросы бурения и крепления скважин в соленосных отложениях». Саратов, Саратовское книж­ ное изд-во, 1970.

16. Д р о б ы ш е в с к а я Н. И., М у р а в ь е в а Н. Б. Влияние химическо-

112


го состава солей, слагающих разрез

скважины, па

качество промывочной

жидкости.— «Бурение», 1964, № 6.

Г. А., Л у б а и

В.

3. Предупреждение

17.

Е р е м е е в Ю. А., С т р е л е ц

смятия

обсадных колонн в соленосных

отложениях. В

кн.:

«Вопросы бурения

и крепления в соленосных отложениях». Саратов, Саратовское книжное из-во,

1970.

А. К. Средний и верхний палеозой востЬчного и юго-

18. З а м а р е н о в

восточного обрамления Прикаспийской впадины. Л., «Недра», 1970.

Ш. З о л о т а р е в а

А. И., Ф о м е н к о 3. Ф. Промывочные жидкости,

применяемые при бурении в соленосных отложениях на площадях западных областей Украины. В кн.: «Бурение и крепление скважин в соленосных от­

ложениях». М., ВНИИОЭНГ, 1969.

В.

В.

Вопросы

цементирования

20.

З о л о т о в

В.

Н.,

К а з а н с к и й

колонн

в соленосных отложениях Восточной Сибири. — «Бурение»,

1963, № 2.

21.

З о л о т о в

В.

Н.,

К а з а н с к и й

В.

В.

Вопросы

цементирования

колонн

в соленосных отложениях Восточной Сибири.— «Бурение»,

1963, №

11.

22. З л о т н и к

Д . Е. Промывочные

растворы

для бурения

скважин

в

соленосных отложениях и основные пути их улучшения. В кн.: Бурение и крепление скважин в соленосных отложениях». М., ВНИИОЭНГ, 1969.

(23.

И з м а й л о в

Л.

Б. Влияние температурных

изменений, происходя­

щих в

скважине, на внешнее давление

на

обсадную

колонну.— «Нефтяное

хозяйство», 1965, № 8.

 

 

 

 

 

24.

И з м а й л о в Л.

Б. Исследование

и

расчет зацементированной

части

обсадных колонн. ML, «Недра», 1966, 174 с.

 

 

соле­

05.

Л е в ч е н к о

А. Т., Т и т а р е н к о

Н. X. Технология бурения в

вых отложениях на Украине. В кн.: «Материалы Всесоюзного научно-иссле­ довательского семинара во ВНИИБТ». М., ВНИИОЭНГ, 1969.

26. Л ы к о в Е. А., Р а х и м б а е в Ш. М. Опыт цементирования скважин в соленосных отложениях в Юго-Западном Узбекистане. В кн.: «Бурение и крепление скважин в соленосных отложениях». М., ВНИИОЭНГ, 1969.

'27. М а й о р о в И. К. Повреждение обсадных колонн, перекрывающих соли. В кн.: «Бурение и крепление скважин в соленосных отложениях». М., ВНИИОЭНГ, 1969.

28.

М о ч е р н ю к

Д.

Ю. О расчете обсадных труб

на смятие в зацемен­

тированной части ствола

скважины. — «Нефтяное хозяйство», 4966, №

8.

29.

М о ч е р н ю к

Д.

Ю. Расчет обсадных труб на

сопротивление

наруж­

ному равномерному давлению со стороны упругого массива горных пород в

зацементированной

части

ствола скважины.— «Нефтяное

хозяйство»,

1969, №

10.

 

 

 

 

 

30.

Н о в и к о в

Ю. М.,

З а п о р о ж е ц Л. С.,

Б а л и ц к а я

Э. Я. Цемен­

тирование

скважин

в

соленосных отложениях Восточной Украины. В кн.:

«Вопросы

бурения

и крепления скважин в соленосных отложениях». Сара­

тов, Саратовское книжное изд-во, 1970.

 

 

31.

П у с т о в а л о в

В.

И., В я з а л ь щ и к о в

В. М. Оценка плотности

контакта цементного камня с солевыми породами. В кн.: «Бурение и креп­ ление скважин в соленосных отложениях». М., ВНИИОЭНГ, 1969.

3(2. П ы т е л ь С. П., Г а е в а я М. В. Промывочные жидкости при про­ водке скважин в соленосных отложениях на площадях треста Львовнефте-

газразведка. В кн.: «Бурение и

крепление скважин

в соленосных

отложени­

ях». М., ВНИИОЭНГ, 1969.

 

 

 

 

33.

П р и м е н е н и е модифицированного крахмала при бурении в

соле­

носных

отложениях Восточной Туркмении.— «Бурение», 1964, № 7.

 

толщи

34.

Р а з б у р и в а н и е солей

без перекрытия

песчано-глинистой

пермо-триаса.— Бурение, 1966, №

6.

 

 

 

35.

С е н к е в и ч Э. С. Промывочные жидкости, применяемые

при

буре­

нии солевых отложений на площадях Белоруссии. В кн.: «Вопросы бурения и крепления скважин в соленосных отложениях». Саратов, Саратовское книж­ ное изд-во, 1970.

113