Разработка газожидкостных тампонажных смесей с включением полых алюмосиликатных микросфер для теплоизоляции скважин в криолитозоне тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.14, кандидат наук Мерзляков Михаил Юрьевич

• Мерзляков Михаил Юрьевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Мерзляков Михаил Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ СМЕСЕЙ С МИКРОСФЕРАМИ ПРИ КРЕПЛЕНИИ СКВАЖИН В КРИОЛИТОЗОНЕ

1.1 Анализ и оценка геолого-гидрогеологических условий алмазоносной трубки «Удачная» республики Саха (Якутия)

1.2 Анализ и оценка осложнений, возникающих при креплении скважин в криолитозоне и методы их предупреждения

1.3 Анализ и оценка применения газожидкостных тампонажных смесей, их рецептур и составов

1.4 Анализ и оценка применения полых микросфер в составе тампонажных растворов

1.5 Анализ и оценка применения газожидкостных тампонажных смесей с добавлением полых микросфер, их рецептур и составов

Выводы по главе

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методы оценки композиций разрабатываемых тампонажных составов

2.2 Параметры тампонажных смесей и методы их определения

2.3 Методика обработки экспериментальных данных

2.4 Разработка метода по нахождению состава тампонажных смесей для строительства скважин в условиях криолитозоны

Выводы по главе

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ СМЕСЕЙ С ПОЛЫМИ МИКРОСФЕРАМИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ НЕРАСТЕПЛЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ПОРОД ПРИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

3.1 Условия захоронения дренажных вод вблизи трубки «Удачная»

3.2 Оценка теплофизических свойств газожидкостных тампонажных смесей для создания надежной теплоизоляции скважин в криолитозоне

3.3 Условие нерастепления многолетнемерзлых пород при тампонировании колонн обсадных труб газожидкостными тампонажными смесями с полыми алюмосиликатными микросферами

Выводы по главе

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ СМЕСЕЙ С ПОЛЫМИ АЛЮМОСИЛИКАТНЫМИ МИКРОСФЕРАМИ И ОБРАЗУЕМОГО ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН В КРИОЛИТОЗОНЕ

4.1 Оценка влияния вводимых полых алюмосиликатных микросфер на технологические свойства аэрированных тампонажных составов

4.2 Определение сроков схватывания и выбор вяжущих веществ, входящих в газожидкостные тампонажные смеси с полыми алюмосиликатными микросферами, для условий криолитозоны

4.3 Выбор рецептуры газожидкостных тампонажных смесей с полыми алюмосиликатными микросферами для создания теплоизоляционного экрана скважин в интервалах мерзлых пород

Выводы по главе

ГЛАВА 5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗРАБОТКЕ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ СМЕСЕЙ С ПОЛЫМИ АЛЮМОСИЛИКАТНЫМИ МИКРОСФЕРАМИ, ОЦЕНКА ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1 Разработка рецептуры газожидкостных тампонажных смесей с полыми алюмосиликатными микросферами для крепления скважин в интервалах залегания многолетнемерзлых пород

5.2 Технико-экономический эффект использования газожидкостных тампонажных смесей с полыми алюмосиликатными микросферами

5.3 Экологическая оценка использования газожидкостных тампонажных смесей с полыми алюмосиликатными микросферами

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

143

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка газожидкостных тампонажных смесей с включением полых алюмосиликатных микросфер для теплоизоляции скважин в криолитозоне»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации. Увеличение темпов роста буровых работ в районах с суровым климатом обуславливает потребность в разработке эффективных технологий строительства скважин. На сегодняшний день отработка крупнейших алмазоносных месторождений в Западной Якутии осложняется переходом от открытого (карьерного) на подземный способ добычи с нижних горизонтов кимберлитовых трубок и поступлением пластовых вод, представленных рассолами, в горные выработки. Основной объем дренажных стоков в последние два десятилетия закачивается через скважины обратно либо в подмерзлотные водоносные горизонты (рудники Мир и Интернациональный), либо в толщи многолетнемерзлых пород (карьер Удачный, рудник Айхал). Дренажные стоки до 5 месяцев в году имеют положительную температуру, поэтому при их закачке необходимо обеспечить надежную теплоизоляцию затрубного пространства для защиты мерзлых пород от возможного растепления.

Некачественная герметизация затрубного пространства, вызванная неправильным выбором тампонажного материала и резкими перепадами температуры по глубине влечет за собой повышение трудоемкости, материалоемкости и аварийности. Наличие в геологическом разрезе многолетнемерзлых пород (ММП) может вызвать серьезные осложнения при несоблюдении определенных технологических правил, что приведет к растеплению мерзлых пород и повысит риски возникновения приустьевых обвалов горных пород, недоподъема тампонажного раствора до устья скважин, смятия обсадных труб при обратном замерзании и др.

Помимо этого, подъем дренажных рассолов по затрубному пространству к устьевой части скважин и проникновение их в коллекторы, расположенные выше местного базиса эрозии, могут повлечь за собой выход этих рассолов на земную поверхность на склоновых участках и привести к серьезному нарушению экологии. Например, при закачке рассолов карьера трубки «Удачная» на Октябрьском и Киенгском полигонах в ММП через скважины в интервал глубин

+250 - +100 м выходы соленых вод с минерализацией от 15 г/л до 150 г/л отмечены на отметках склонов +300 - +350 м.

Защита окружающих горных пород от растепления, качественное и надежное крепление скважин в ММП представляет серьезную техническую задачу. Многие из используемых на сегодняшний день методов по защите ММП от растепления дороги и не всегда обеспечивают достаточную теплоизоляцию в скважине. Сложные климатические и горно-геологические условия препятствуют созданию эффективных и долговечных скважин.

При креплении скважин в условиях низких положительных и отрицательных температур цементные растворы зачастую не схватываются, поэтому при производстве тампонажных работ необходимо учитывать все факторы, определяющие условия тампонирования, к которым относятся геолого-гидрогеологические, технологические и организационные причины.

С этой точки зрения оптимальным решением для создания качественной теплоизоляции и обеспечения герметичности затрубного пространства скважин в интервалах ММП является использование сверхлегких тампонажных растворов, представленных газожидкостными тампонажными смесями (ГЖТС), которые обладают низкой теплопроводностью (0,25-0,7 Вт/(м°С)). Их свойства позволяют избежать основных осложнений, характерных при креплении скважин в ММП.

Помимо ГЖТС в практике сооружения скважин в мерзлых породах получило распространение использование тампонажных растворов с включением облегчающих добавок, к которым в том числе относятся алюмосиликатные полые микросферы (АСПМ). Применение АСПМ способствует получению тампонажных смесей с образуемым на их основе камнем, удовлетворяющим условиям районов с вечной мерзлотой.

В связи с этим разработка новых составов ГЖТС с включением АСПМ и технологических схем их применения, позволяющие решить проблему по строительству эффективных и долговечных скважин для закачки дренажных вод в зонах распространения ММП, является актуальной задачей.

Значительный вклад в развитие вопроса крепления скважин с применением газожидкостных составов внесли отечественные и зарубежные исследователи Амиян А.В., Амиян В.А., Ангелопуло O.K., Бакшутов В.С., Булатов А.И., Булатов Н.А., Бондаренко В.В., Винарский М.С., Детков В.П., Джангиров С.С., Крылов В.И., Макоров Л.В., Николаев Н.И., Рудоментов Ю.Г., Сидоров Н.А., Слюсарев Н.И., Стрельня Л.С., Чугунов В.А., Хисматулин А.Р., Яковлев А.А. и многие др. Изучением тампонажных составов, содержащие полые микросферы, занимались Белоусов Г.А., Ипполитов В.В., Овчинников П.В., Орешкин Д.В., Первушин Г.Н., Фролов А.А. и др. Вопросы, связанные с креплением скважин в криолитозоне, глубоко исследовались в работах Алиева Р.М., Баулина В.В., Булатова А.И., Быкова И.Ю., Гасумова Р.А., Данюшевского В.С., Клюсова А.А., Кудряшова Б.Б., Липовецкого А.Я., Марамзина А.В., Мариампольского А.Н., Медведского Р.И., Орешкина Д.В., Самсоненко А.В., Самсоненко И.В., Толстых И.Ф., Яковлева А.М. и многих др. Тем не менее, в настоящее время практически отсутствуют упоминания о разработке ГЖТС, включающих в свой состав АСПМ, а их практическое применение в районах с наличием мерзлых пород практически никогда не рассматривалось.

Цель работы. Повышение эффективности крепления скважин в криолитозоне созданием надёжного теплоизоляционного экрана.

Идея работы. Использование новых тампонажных составов на основе газожидкостных тампонажных смесей с включением полых микросфер при температурах 0±5°С.

Задачи исследования:

1) Теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение целесообразности применения газожидкостных тампонажных смесей для крепления скважин в интервалах криолитозоны.

2) Разработка состава и параметров ГЖТС с полыми микросферами.

3) Проведение экспериментальных исследований свойств ГЖТС с АСПМ и цементного камня с целью обоснования применения предлагаемых тампонажных материалов, рецептур и составов для крепления скважин в криолитозоне и оценки

эффективности выбранных цементных составов в качестве пассивной теплозащиты ММП.

4) Установление критерия количественного соотношения компонентного состава ГЖТС с АПМС, определяющего условия нерастепления мерзлых пород.

5) Рекомендации по разработке ГЖТС с АСПМ, оценка их экологической безопасности и технико-экономической эффективности.

Методика исследования. Для решения указанных задач использовались теоретические и экспериментальные методы исследований. Лабораторные исследования свойств разрабатываемых составов ГЖТС с микросферами и образуемого на их основе камня выполнялись с учетом отрицательных температур. Для сокращения времени на выполнение экспериментов по изучению свойств разрабатываемых тампонажных смесей был разработан и применён специальный системно-аналитический метод на основе теории сетей и графов.

Научная новизна:

Установлено условие нерастепления мерзлых пород, основанное на определении взаимосвязи физических свойств (теплофизических и технологических) разработанной газожидкостной тампонажной смеси с составом и свойствами многолетнемерзлых пород.

Защищаемые научные положения:

1. Введение в состав газожидкостной тампонажной смеси алюмосиликатных

Л

полых микросфер (АСПМ) плотностью 0,45 г/см в количестве 5-15 % от массы твердой фазы позволяет понизить теплопроводность образуемого тампонажного камня по сравнению с обычным пеноцементным камнем до 50 % при равном объеме газовой фазы, что обеспечивает надежную теплоизоляцию скважин в мерзлых породах при температуре от 0 до -5°С.

2. Газожидкостная тампонажная смесь со степенью аэрации от 0,2 до 0,94, приготовленная на основе гипсоглиноземистого цемента с добавкой хлорида и нитрата кальция в количестве 2 %, АСПМ - 5-15 % и СДО - 0,5 % при водотвердом отношении равном 0,35, позволяет повысить прочность цементного камня в пределах от 5 % до 38 %.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций

подтверждается достаточной сходимостью расчетных данных с результатами лабораторных исследований, воспроизводимостью полученных данных.

Практическая значимость заключается в разработке метода проведения экспериментов на основе теории сетей и графов, а также адаптация математической модели Б.Б. Кудряшова по определению условий нерастепления ММП для разработанной ГЖТС с АПМС.

2. В качестве практической значимости разработан состав ГЖТС с АПМС; даны рекомендации для повышения качества крепления скважин в криолитозоне с целью создания эффективной теплоизоляции, уменьшения материальных затрат при цементации затрубного пространства, снижения аварийности и увеличения срока службы скважины на Киенгском полигоне захоронения дренажных вод вблизи месторождения трубки «Удачная».

3. Результаты работы использованы при проведении лекционных и практических занятий на кафедре БС Национального минерально-сырьевого университета «Горный».

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на VIII Международной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники-2015» (Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2015), XI Всероссийской конференции Молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности» (газ, нефть, энергетика) (Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2015), на XV и XVI Международных молодежных научных конференциях «Севергеоэкотех» (Ухта, Ухтинский государственный технический университет, 2014, 2015), XII Международной научно-практической конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе, 2015), Девятой Международной научно-технической конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна (опыт, инновации)» (Тюмень, Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2014).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 1 05 наименований. Материал диссертации изложен на 143 страницах, включает 29 таблиц, 45 рисунков, 1 приложение.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ СМЕСЕЙ С МИКРОСФЕРАМИ ПРИ КРЕПЛЕНИИ СКВАЖИН В КРИОЛИТОЗОНЕ

1.1 АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ГЕОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

АЛМАЗОНОСНОЙ ТРУБКИ «УДАЧНАЯ» РЕСПУБЛИКИ САХА

(ЯКУТИЯ)

В настоящее время площадь распространения многолетнемерзлых пород (ММП) составляет около 25 % всей земной поверхности, а на территории нашей страны около 65 % [31]. В западной части России южная граница зоны ММП проходит от Кольского полуострова до Урала, примерно совпадающей с широтой полярного круга. На Урале граница отклоняется на юг, и в Западной Сибири распространяется до широты участка р. Оби, далее пересекает р. Енисей и затем, резко поворачивает на юг, уходя за пределы России. На востоке нашей страны южная граница мерзлоты располагается на левобережье р. Амур до самого устья (рисунок 1.1).

Температура залегающих пород характеризуется температурами до -19°С и ниже. Распространение мерзлоты достигает глубины в несколько сотен метров (до 1500 м и более) [31].

Именно к таким непростым условиям, связанным с жестким климатом и наличием ММП, приурочены одни из крупнейших месторождений алмазов в республике Саха (Якутия). Разработкой этих месторождений занимается АК «Алроса». В настоящее время компания занимает лидирующую позицию в мире по объему добычи алмазов, доля которой составляет четверть общемировой.

В данный момент основная производственная деятельность АК «Алроса» сосредоточена в Западной Якутии и Архангельской области. Компания разрабатывает как коренные, так и россыпные месторождения алмазов. Отработка коренных месторождений осуществляется либо открытым (карьерным), либо подземным способом.

Рисунок 1.1- Карта распространения ММП на территории России [60] 1 - южная граница распространения ММП; 2 - отдельные пункты ММП; 3 и 4 - островные зоны ММП мощностью до 15 м и

15-60 м; 5, 6, 7, 8 - зоны ММП с мощностью до 120, 250, 500 м и более 500 м

На территории республики Саха (Якутия) функционируют четыре горнообогатительных комбината (ГОК) - Мирнинский, Айхальский, Удачнинский и Нюрбинский.

В данный момент на якутских алмазоносных месторождениях (рисунок 1.2) завершается переход их разработки от открытого способа к подземному [3, 23, 25, 26, 27, 28 и др.]. В связи с этим, остро встает вопрос, связанный с утилизацией поступающих в горные выработки подземных вод высокой минерализации.

Рисунок 1.2 - Якутская алмазоносная провинция

Основной объем поступающих рассолов в последние два десятилетия посредством скважин закачивается обратно в подмерзлотные водоносные горизонты (рудники Мир и Интернациональный и др.) или в толщи ММП (карьер Удачный, рудник Айхал и др.). Так, например, среднегодовая температура дренажных стоков в период с мая по сентябрь имеет значения выше 0°С (рисунок 1.3), что может вызвать растепление ММП вокруг нагнетательных скважин [24].

20 10 0

и -10

ев

а

£

а

о

о

Н

-20 -30 -40

-50 I..........................Г

ююю^^^^^^^^^^^^оооооооооооооооооооооооо

ОООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООО

X

М X х* £ ~

Месяц, год

>

* X X £

□ Температура воздуха на поверхности, °С □ Температура воздуха на дне карьера, °С

□ Температура воды в карьере, °С

Рисунок 1.3 - Средние значения температуры воздуха и воды в карьере «Удачный»

Добыча алмазов на крупнейшей трубке «Удачная» в условиях обводнения ведется с 1985 г., когда на месторождении были вскрыты минерализованные воды, заключенные в подмерзлотных обводненных зонах рудных тел. В период с 1985 г. по 2011 г. удаление поступающих в карьер дренажных рассолов осуществлялось с помощью скважин в толщу ММП на Октябрьском (с 1985 г. по 2001 г.) и Киенгском (с 2001 г.) полигонах с интенсивностью от 173 до 1764 тыс. м в год. За этот период на благоприятных участках, разведанных Мирнинской

ГРЭ, общий объем закаченных стоков составил 20,7 млн м [37].

Подземные воды в карьер поступают преимущественно из среднекембрийского и нижнекембрийского водоносных комплексов. Суммарная минерализация поступающих подземных вод на месторождении трубки «Удачной» достигает 360 г/л [2, 4]. Рассолы относятся к хлоридному кальциевому типу и включают повышенные содержание токсичных компонентов, таких как ртуть, мышьяк, кадмий и т.д. [37]. В связи с превышением во много раз этими элементами, содержащимися в подземных водах, предельно допустимых концентраций недопустим их сброс в поверхностные источники.

Начало геологоразведочных работ по поиску благоприятных структур для закачки дренажных вод карьера «Удачный» в водоносные толщи было положено Амакинской и Мирнинской экспедициями еще в 80-е годы прошлого столетия на прилегающих к месторождению площадях. Несколько позднее по результатам выполненных исследований были рекомендованы для закачки рассолов в ММП выделенные участки Октябрьский, Киенгский, Левобережный и другие [29, 37].

ММП в районе трубки «Удачная» представлены карбонатно-глинистыми отложениями моркокинской, реже мархинской свит, а на участке Киенгский еще и породами онхойюряхской свиты и верхней пачки олдондинской свиты нижнего ордовика [9].

Мощность ММП непосредственно связанна с рельефом при учете тектонических факторов. В районе месторождения трубки «Удачная» она колеблется в пределах от 146 до 223 м, в районе участка Октябрьский - от 206 до 320 м, в районе участка Киенгский - от 100 до 285 м [9].

Размеры Октябрьского участка составляют 5*7 км. ММП на участке сложены терригенно-карбонатной толщей, в которой выделяются четыре пачки пород. В интервале от 0 до 110 м (от +440 до +330 м в абс. отм.) наибольшее распространение получили известняки и доломиты с толсто-плитчатой структурой, разобщенные маломощными прослоями мергелей, и разбитые густой сетью трещин. Зоны тектонического дробления отличаются сильной трещиноватостью и льдонасыщенностью, местами породы представлены щебнем, который сцементирован льдом. Объемное содержание льда не превосходит 10 %,

а в верхней части мощностью около 10 м доходит 20-30 %. В интервале от 110 до 160 м (+330 ^ +280 м) геологический разрез составлен тонкоплитчатыми массивными доломитами с прослоями мелкозернистых известняков и мергелей. На глубинах от 160 до 240 м (+280 ^ +200 м) залегает третья пачка, которую слагают мергели с тонкими прослоями известняков (1-2 м), реже среднезернистых доломитов. Во второй и третьей пачках пород также имеется трещины, однако льдистость здесь по сравнению верхней частью разреза существенно ниже и составляет от 2-3 до 5 %. Четвертая пачка пород включает терригенно-карбонатные образования, вскрытые ниже отметок 240 м (+200 м) и характеризующиеся равномерным чередованием с тонкими прослойками мергелей и карбонатных пород вплоть до кровли водоносного комплекса. В этой пачке пород в отличие от предыдущих более высокая глинистость, меньшая трещиноватость и практически полное отсутствие льда [2].

В таблице 1.1 приводятся данные слоев по всей площади Октябрьского участка для закачки рассолов с целью их захоронения.

Таблица 1.1 - Данные Октябрьского участка для закачки дренажных вод [1]

№ пачки ММП Отм. залегания, м абс. Число вскрытых проницаемых слоев Суммарная мощность слоев, м Пределы колебаний

радиуса распространения рассолов в слоях, м минерализации на момент вскрытия слоев, г/л

1 420-340 9 57,0 420-900 26-71

2 325-280 4 23,8 900-1750 34-69

3 270-230 3 7,3 250-700 в нижнем - 4400 25-41 в нижнем - 170

4 212-160 4 7,0 2000-4500 60 - 170

Из таблицы видно, что проницаемые слои приурочены главным образом к первой и второй пачкам ММП, которые связаны с известняками и доломитами, отделенными друг от друга водоупорными глинистыми известняками и мергелями. Их мощность возрастает от первых метров в первой пачке до 3-10 м и 10-30 м в последующих пачках. Из-за понижения трещиноватости ММП и их литологического строения частота встречаемости проницаемых слоев на глубинах 100-150 м резко уменьшается [1].

Для закачки рассолов, поступающих в горные выработки трубки «Удачной», на Киенгском полигоне к 2011 г. пробурено 12 водопоглощающих скважин глубиной по 280 м и 71 наблюдательных скважин глубиной 102-300 м, из которых 36 на ММП, 35 на подмерзлотный водоносный комплекс [37].

В зависимости от геоморфологического, структурно-тектонического и литологического признаков, а также фильтрационных параметров и особенностей формирования трещиноватости и льдистости в пределах Киенгского участка выделяют центральную и периферийную части [9].

Расположенная на водоразделе центральная часть имеет максимальную мощность ММП, приемистость и фильтрационные параметры первого подмерзлотного горизонта. Именно здесь в мерзлых породах выделена основная поглощающая толща в интервале от +210 до +290 м с трещиноватостью 2-7 трещин на 1 п.м. и льдистостью 2-10 %. Вышележащие породы (абс. отметки +290 ^ +470 м) имеют более высокую трещиноватость (8-15%), но при этом трещины практически целиком заполнены льдом (общей льдистостью до 25 %). Приемистость скважин в интервале коллектора (+210 ^ +290 м абс.) составляет от 177 до 1440 м3/сут [9].

В отличие от центральной, периферийная часть характеризуется более низкой трещиноватостью и, следовательно, пониженными значениями приемистости. При увеличении глубины количество трещин снижается. Так, до глубины 70 м на 1 п.м. приходится от 2 до 5 трещин, а в интервале от +280 до +160 м они практически полностью отсутствуют. Приемистость изменяется в границах основного прогнозного интервала в широких пределах и составляет от 0,2 до 177,0 м3/сут [9].

Верхняя пачка олдондинской свиты представлена алевритистыми и известковистыми доломитами, разделенными маломощными прослоями глинистых известняков и доломитов, плоскогалечных конгломератов, строматолитовых известняков и доломитов. Кроме того, наблюдаются единичные прослои известковых песчаников и мергелей с прожилками гипса. Вскрытая мощность пачки в районе полигона Киенгский составляет до 32 м [9].

Онхойюряхская свита сложена тонкоплитчатыми глинистыми, реже алевритистыми, доломитами и известняками и мергелями, преобладающими в нижней части разреза. Сравнительно редки водорослевые и псевдоолитовые известняки, единичны линзовидные прослои песчаников, известняковых конгломератов и алевролитов. Отличительными особенностями свиты являются повсеместная пестроцветная окраска и присутствие значительного количества глинистых пород. Мощность свиты в центральной части участка Киенгского участка равна 159 м [9].

С учетом вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

• На многих алмазоносных месторождениях России происходит переход от открытого к подземному способу разработки.

• Поступающие в подземные горные выработки сильноминерализованные пластовые воды в большинстве случаев закачиваются в подмерзлотные, либо межмерзлотные горизонты.

• На месторождении трубки «Удачная» закачка вод, в основном, осуществляется в многолетнемерзлые карбонатные породы верхних рассолопроницаемых слоев.

• Полученные данные температуры на карьере «Удачная» указывают на то, что температура рассолов до пяти месяцев в году имеет положительную температуру, поэтому при не соблюдении соответствующих мер теплозащиты в процессе их закачки через скважины в ММП это может явиться причиной таяния льда, содержащегося в трещинах проницаемых слоев.

• Дренажные воды как на трубке «Удачная», так и на других месторождениях содержат микроэлементы во много раз превышающие предельно допустимые концентрации, поэтому при утилизации рассолов в целях минимизации рисков загрязнения окружающей среды необходимо обеспечить надежную герметизацию затрубного пространства водопоглощающих скважин.

1.2 АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ОСЛОЖНЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ

КРЕПЛЕНИИ СКВАЖИН В КРИОЛИТОЗОНЕ И МЕТОДЫ ИХ

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

В связи с увеличением темпов роста буровых работ в районах со сложными геолого-гидрогеологическими условиями и суровым климатом возникает потребность в разработке эффективных технологий строительства скважин. Некачественная герметизация заколонного пространства влечет за собой повышение трудоемкости, материалоемкости и аварийности. Изменение температурного режима в скважине может способствовать возникновению нарушений в сплошности цементного камня с окружающими горными породами и обсадными трубами [40], в самом камне [47]. Поэтому для цементирования обсадных колонн скважин в зонах распространения ММП требуется применять специальные тампонажные растворы, для которых прогнозирование теплофизических свойств играет существенную роль в разработке их состава с заранее заданными технологическими свойствами.

Для защиты ММП от растепления в настоящее время разработано и применено множество различных научно-технических решений, которые подразделяют на активные и пассивные способы (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - Используемые способы для защиты ММП от растепления [60]

Активные способы Пассивные способы

Энергоемкие Неэнергоемкие Индустриальные Неиндустриальные

с помощью источника вырабатываемой энергии (механической, электрической и т.п.) с помощью энергии атмосферы движущихся потоков добываемой продукции с помощью термозащитных экранов высокой монтажеспособности заводского изготовления с помощью тепловой изоляции,соору-жаемой в процессе строительства скважин

Из способов пассивной теплоизоляции скважин в ММП можно выделить применение лифтовых теплоизолирующих труб, в которых утеплитель располагается в вакууме. А к методам, относящихся к активной теплозащите скважин в криолитозоне, можно отнести конструкции, внутри которых принудительно циркулируют хладагенты. Данные способы предотвращают растепление мерзлых пород при отрицательной температуре [60].

Применение технологий, включающих активные способы сохранения ММП от растепления, способствует поддержанию заданной отрицательной температуры мерзлых пород в продолжение всего эксплуатационного времени работы скважин. Использование пассивных методов защиты мерзлых пород позволяет увеличить сроки начала оттаивания или же сократить темпы его развития путем ограничения влияния теплового потока, исходящего от скважины, в окружающие мерзлые породы, прилегающих к скважине [60].

Некоторые варианты конструкций скважин, сооружаемых в зонах распространения ММП, представлены на рисунке 1.4. Используемый тампонажный раствор для крепления скважинной обделки, направления, кондуктора, технической и эксплуатационных колонн обладает низкой теплопроводностью, что увеличивает защиту пород с отрицательной температурой от растепления.

трубки для циркуляции фреона В

тампонажный раствор с низкой теплопроводностью кондуктор техническая колонна

эксплуатационная колонна

В-В

Рисунок 1.4 - Некоторые конструкции скважин, сооружаемых в многолетнемерзлых породах: а - конструкция с шахтной обделкой, выполненной по технологии строительства устьев вертикальных стволов; б - конструкция с ледопородным ограждением; в - конструкция с

использование фреоновой технологии [22].

Недостатками существующих активных и пассивных способов теплозащиты ММП от растепления являются следующие [62]:

- сложность поддержки вакуума;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мерзляков Михаил Юрьевич, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Атрощенко, Ф. Г. Исследование процессов, контролирующих миграцию минерализованных вод, при их захоронении в многолетнемерзлые породы / Ф. Г. Атрощенко // Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия. - Томск : ТПУ, 2000. - С. 579-583.

2. Атрощенко, Ф. Г. Обобщение данных опытно-миграционных опробований в породах криолитозоны на объектах АК «АЛРОСА» / Ф. Г. Атрощенко // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. - 2014.

- № 4. - С. 317-328.

3. Атрощенко, Ф. Г. Оценка гидрогеологических условий подземной разработки месторождения трубки "Удачная" / Ф. Г. Атрощенко // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. - 2012.

- № 5. - С. 414-421.

4. Атрощенко, Ф. Г. Резервные источники водоснабжения в районах развития мощной толщи многолетнемерзлых пород / Ф. Г. Атрощенко,

B. В. Лобанов, В. Д. Соколов // Разведка и охрана недр. - 2015. - № 3. -

C. 41-46.

5. Бакшутов, В. С. Минерализованные тампонажные растворы для цементирования скважин в сложных условиях / В. С. Бакшутов. - М. : Недра, 1986. - 272 с.

6. Баранова, А. А. Пенообразователи и прочность пенобетона / А. А. Баранова, А. И. Савенков // Известия Сочинского государственного университета. - 2014. - № 3 (31). - С. 10-14.

7. Булатов, А. И. Справочник инженера по бурению / А. И. Булатов, А. Г. Аветисов. - М. : Недра, 1985. - т. 1. - 414 с.

8. Булатов, А. И. Формирование и работа цементного камня в скважине / А. И. Булатов. - М. : Недра, 1990. - 409 с.

9. Выполненные гидрогеологические работы за 2010 год (договорные работы с Удачнинским ГОКом). Объекты: Режимный-Удачная-У; Октябрьский и

Киенгский: Информационный отчет (промежуточ.) / Мирнинская геологоразведочная экспедиция АК «АЛРОСА» (ОАО); Ответственный исполнитель А. Т. Ильков. - Мирный, 2011. - 105 с.

10. Горбач, П. С. Влияние пенообразователя на свойства пены и пенобетона / П. С. Горбач, С. А. Щербин // Вестник ТГАСУ. - 2014. - № 5. - С. 126-132.

11. Горский, А. Т. Требования к свойствам тампонажного раствора-камня для крепления разведочных скважин на нефть и газ в условиях многолетнемерзлых пород Западной Сибири. - Тюмень : ЗапСибБурНИПИ, 1981. - 16 с.

12. Горшков, Л. К. Влияние тепловыделения газожидкостного тампонажного раствора на мерзлые породы при тампонировании колонн обсадных труб / Л. К. Горшков, А. А. Яковлев // Народное хозяйство республики Коми. -1998. - т.7. - № 1. - С. 61-65.

13. ГОСТ 1581-96. Портландцементы тампонажные. Технические условия. -Введ. 1998-10-01. - М. : МНТКС, 1998 - 12 с.

14. ГОСТ 26798.1-96. Цементы тампонажные. Методы испытаний. - Введ. 1998-10-01. - М. : МНТКС, 1998 - 48 с.

15. Грачев, Ю. П. Математические методы планирования эксперимента / Ю. П. Грачев, Ю. М. Плаксин. - М. : ДеЛи. принт, 2005. -296 с.

16. Данюшевский, В. С. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов / В. С. Данюшевский. - М. : Недра, 1978. - 293 с.

17. Двойников, М. В. Разработка и исследование азотонаполненных тампонажных систем для крепления скважин (на примере месторождений Среднего Приобья и Крайнего Севера Тюменской области) : Автореф. дис. ... канд. техн. наук : 25.00.15 - Технология бурения и освоения скважин / М. В. Двойников ; Тюменский государственный нефтегазовый университет (ТюмГНГУ). - Тюмень, 2005. - 26 с.

18. Детков, В. П. Аэрированные суспензии для цементирования скважин / В. П. Детков. - М. : Недра, 1991. - 175 с.

19. Детков, В. П. Изоляционные работы в скважинах различного назначения: Монография / В. П. Детков. - Краснодар : Экоинвест, 2012. - 484 с.

20. Детков, В. П. Оценка давления сил поверхностного натяжения в аэрированном тампонажном растворе / В. П. Детков, А. Р. Хисматулин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2005. -№ 5. - С. 28-32.

21. Детков, В. П. Физико-химическая механика - основа для разработки технологии цементирования скважин в условиях крайнего севера / В. П. Детков, А. Р. Хисматулин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2003. - № 7 - С. 31-37.

22. Долгий, И. Е. Требования к конструкциям скважин, сооружаемых в многолетнемерзлых породах / И. Е. Долгий // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. - 2012. - № 7. - С. 50-53.

23. Дроздов, А. В. Горно-геологические особенности глубоких горизонтов трубки Удачной / А. В. Дроздов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - № 3. - С. 153-165.

24. Дроздов, А. В. Изменение температурных полей в криолитозоне при отработке алмазных месторождений Западной Якутии открытым способом (на примере трубки Удачной) / А. В. Дроздов, Г. В. Шубин, Д. И. Кирюшин // Криосфера Земли. - 2007. - т. XI. - № 4. - С. 3-14.

25. Дроздов, А. В. Криогидрогеология алмазных месторождений Западной Якутии / А. В. Дроздов, Н. А. Иост, В. В. Лобанов. - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2008. - 507 с.

26. Дроздов, А. В. Мероприятия по борьбе с газодинамическими явлениями при строительстве подземного рудника «Удачный» / А. В. Дроздов, А. И. Мельников // Вестник ИрГТУ. - 2014. - № 6 (89). - С. 87-95.

27. Дроздов, А. В. Оценка возможности закачки дренажных рассолов карьера и рудника «Удачный» в среднекембрийский водоносный комплекс / А. В. Дроздов // Вестник ИрГТУ. - 2013. - № 7 (78). - С. 32-40.

28. Дроздов, А. В. Прогноз закачки сточных вод рудника «Интернациональный» в подмерзлотный водоносный комплекс /

A. В. Дроздов, С. В. Каверин // Вестник ИрГТУ. - 2013. - № 8 (79). - С. 4148.

29. Дроздов, А. В. Районирование территорий при выявлении криогенных структур, перспективных для закачки дренажных рассолов (на примере Якутии) / А. В. Дроздов, А. И. Мельников // Современные наукоемкие технологии. - 2015. - № 2. - С. 45-51.

30. Дульнев, Г. Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов / Г. Н. Дульнев, Ю. П. Заричняк - Л. : Энергия, 1974. - 264 с.

31. Ершов, Э. Д. Общая геокриология. Учебник / Э. Д. Ершов. - М. : Изд-во МГУ, 2002. - 682 с.

32. Ефименко, С. В. Разработка концепции метода ускоренного проведения экспериментов по нахождению состава тампонажных смесей для строительства скважин в условиях вечной мерзлоты / С. В. Ефименко, М. Ю. Мерзляков, В. Е. Трушников, А. А. Клавдиев // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2016. - № 1. - С. 48-56.

33. Зоткин, А. Г. Воздушные поры и морозостойкость бетона / А. Г. Зоткин // Технологии бетонов. - 2011.- №5-6. - С. 18-21.

34. Изотов, В. С. Химические добавки для модификации бетона: монография /

B. С. Изотов, Ю. А. Соколова. - М. : Казанский Государственный архитектурно-строительный университет: Издательство «Палеотип», 2006. - 244 с.

35. Казаков, Е. Г. О механизме повышения прочности тампонажного камня, содержащего алюмосиликатные микросферы / Е. Г. Казаков, Н. С. Карнеева, И. Ю. Пахаруков // Территория нефтегаз. - 2007. - № 12. -

C. 26-29.

36. Козлов, А. С. Тампонажный материал для цементирования обсадных колонн в интервалах многолетнемерзлых пород / А. С. Козлов,

A. М. Пастухов // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. - 2014. - № 10. - С. 42-48.

37. Комплексный анализ результатов работ по захоронению дренажных вод карьера «Удачный» на Киенгском полигоне за период 2001-2011 гг. с оценкой остаточной емкости и рекомендациями его дальнейшей эксплуатации. Книга I: Отчет (промежуточ.) / Институт «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» (ОАО); Ответственный исполнитель А. В. Дроздов. - Инв. № 505667. - Мирный, 2011. - 230 с.

38. Клюсов, А. А. Тампонажные материалы для крепления низкотемпературных скважин в сложных геологических условиях Крайнего Севера / А. А. Клюсов, М. М. Шаляпин // Нефтегазопромысловая геология, геофизика и бурение. - М. : Недра, 1984. - № 3. - С. 45-47.

39. Крепление скважин пеноцементными тампонажными растворами. /

B. В. Бондаренко, В. С. Бакшутов, О. К. Ангеллопуло и др. - М. : ВНИИОЭНГ, 1989. - 52 с.

40. Кудряшов, Б. Б. Бурение скважин в мерзлых породах / Б. Б. Кудряшов,

A. М. Яковлев. - М. : Недра, 1983. - 286 с.

41. Кудряшов, Б. Б. Бурение скважин в осложненных условиях / Б. Б. Кудряшов, А. М. Яковлев. - М. : Недра, 1987. - 269 с.

42. Кузнецов, В.Г. Исследование прочности и упругости тампонажного камня в условиях отрицательных температур / В. Г. Кузнецов // Проблемы подготовки кадров для строительства и восстановления нефтяных и газовых скважин на месторождениях Западной Сибири: Тез. докл. Междунар. науч. конф. - Тюмень : ТюмГНГУ, 1996. - С. 70.

43. Кузнецов, В. Г. Техника и технология повышения долговечности крепи скважин в криолитозоне (проблемы и решения) : автореф. дис. ... д-ра. техн. наук : 25.00.15 - Технология бурения и освоения скважин /

B. Г. Кузнецов ; Тюменский государственный нефтегазовый университет (ТюмГНГУ). - Тюмень, 2004. - 50 с.

44. Кучерюк, В. И. Методология оптимизации крепи скважин в криолитозоне / В. И. Кучерюк, П. В. Колобов // Бурение и нефть. - 2003. - №9. - С. 26-28.

45. Ли, Ф. М. Химия цемента и бетона / Ф. М. Ли; Перевод с английского : Б. С. Левман - М. : Госстройиздат, 1961. - 647 с.

46. Марамзин, А. В. Бурение разведочных скважин в районах распространения многолетнемерзлых пород / А. В. Марамзин, А. А. Рязанов. - М. : Недра, 1971. - 148 с.

47. Медведовский, Р. И. Строительство и эксплуатация скважин на нефть и газ в вечномерзлых породах / Р. И. Медведовский. - М. : Недра, 1987. - 230 с.

48. Мерзляков, М. Ю. Выбор рецептуры газожидкостных тампонажных смесей для крепления скважин в интервалах залегания многолетнемерзлых пород / М. Ю. Мерзляков // Научное издание «Севергеоэкотех-2015» -Материалы XVI международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2015» (25-27.03.2015 г., Ухта). - 2015. - С. 38-43.

49. Мерзляков, М. Ю. Исследование технологических свойств аэрированных тампонажных составов с включением в них полых алюмосиликатных микросфер / М. Ю. Мерзляков, А. А. Яковлев // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. - 2015. - № 14. - С. 13-17.

50. Мерзляков, М. Ю. Крепление скважин в многолетнемерзлых породах с использованием газожидкостных тампонажных смесей / М. Ю. Мерзляков // Материалы XII Международной научно-практической конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва : Российский государственный геологоразведочный университет, 8-10 апреля, 2015 г.). - т. 2. - М. : МГРИ-РГГРУ, 2015. - С. 178-179.

51. Мерзляков, М. Ю. Оценка теплофизических свойств аэрированных тампонажных смесей и получаемого камня для крепления скважин в многолетнемерзлых породах / М. Ю. Мерзляков, А. А. Яковлев // Инженер-нефтяник. - 2014. - № 4. - С. 8-14.

52. Мерзляков, М. Ю. Оценка теплофизических свойств аэрированных тампонажных смесей для крепления скважин в многолетнемерзлых

породах / М. Ю. Мерзляков, А. А. Яковлев // Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна (опыт, инновации): Материалы Девятой Международной научно-технической конференции (посвященной 100-летию со дня рождения Протозанова Александра Константиновича) / отв. ред. О.А. Новоселов. - Тюмень : ТюмГНГУ, 2014.

- т. 1. - С. 193-197.

53. Мерзляков, М. Ю. Применение аэрированных тампонажных смесей для создания теплозащитного экрана скважин с условиях криолитозоны / М. Ю. Мерзляков // Сборник материалов докладов и тезисов участников VIII Международной научно-практической конференции молодых учёных «Актуальные проблемы науки и техники-2015». - Уфа : УГНТУ, 2015. -С. 55-56

54. Мерзляков, М. Ю. Применение тампонажных растворов с включением полых микросфер при креплении скважин в криолитозоне / М. Ю. Мерзляков, А. А. Яковлев // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2015. - № 5. - С. 170-176.

55. Мерзляков, М. Ю. Рекомендации по разработке газожидкостных тампонажных смесей для крепления скважин в криолитозоне / М. Ю. Мерзляков, А. А. Яковлев // Инженер-нефтяник. - 2015. - № 4. -С. 19-23.

56. Мерзляков, М. Ю. Экологическая безопасность применения газожидкостных смесей при вскрытии водоносных горизонтов / М. Ю. Мерзляков, М. В. Турицына, А. А. Яковлев // Записки Горного института. - СПб : НМСУ«Горный». - 2013. - т. 206. - С. 103-106.

57. Николаев, Н. И. Теплообмен в скважине, частично заполненной газожидкостным тампонажным раствором / Н. И. Николаев, А. А. Яковлев, В. А. Чугунов // Совершенствование техники и технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые. - Екатеринбург : УГГГА, 1998.

- № 21. - С. 178-185.

58. Облегченные и сверхлегкие тампонажные растворы / В. И. Вяхирев, В. В. Ипполитов, Д. В. Орешкин и др. - М. : «Недра-Бизнесцентр», 1999. -180 с.

59. Облегченный тампонажный состав для борьбы с поглощениями различной степени интенсивности в процессе строительства скважин / А. В. Самсыкин, Р. А. Мулюков, И. И. Ярмухаметов и др. // Территория нефтегаз. - 2012. - № 2. - С. 14-16.

60. Овчинников, П. В. Специальные тампонажные материалы для низкотемпературных скважин / П. В. Овчинников, В. Г. Кузнецов,

A. А. Фролов и др. - М. : ООО Недра-Бизнесцентр, 2002. - 115 с.

61. Опыт применения облегченных тампонажных растворов за рубежом // Э.И.: Нефтяная промышленность, Серия «Бурение. Заруб. опыт». - М. : ВНИИОЭНГ, 1985 - № 23. - С. 3-8.

62. Орешкин, Д. В. Проблемы теплоизоляционных тампонажных материалов для условий многолетних мерзлых пород / Д. В. Орешкин, А. А. Фролов,

B. В. Ипполитов. - М. : ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. - 235 с.

63. Орешкин, Д. В. Эффективность применения тампонажных материалов с полыми стеклянными микросферами / Д. В. Орешкин, Г. А. Белоусов // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. - 2007. - № 4. - С. 33-41.

64. Орешкин, Д. В. Эффективные облегченные тампонажные растворы для условий аномально низких пластовых давлений и многолетнемерзлых пород / Д. В. Орешкин // Нефтяное хозяйство. - 2008. - № 1. - С. 50-53.

65. Пат. 2176308 Российская Федерация. МПК7 E21B33/138. Тампонажный пеноцементный состав / П. Ф. Цыцымушкин, С. Н. Горонович,

C. Р. Хайруллин, А. П. Цыцымушкин ; заявитель и патентообладатель ООО "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа". - № 2000109409/03 ; заявл. 14.04.2000 ; опубл. 27.11.2001.

66. Пат. 2288250 Российская Федерация. МПК C09K8/473. Облегченный полимерный тампонажный состав для нефтяных и газовых скважин / И. И. Белей, В. М. Зиновьев, Н. А. Карнаухов и др. ; патентообладатель

ФГУП "Научно-исследовательский институт полимерных материалов". -№ 2005115407/03 ; заявл. 20.05.2005 ; опубл. 27.11.2006.

67. Пат. 2379474 Российская Федерация. МПК7 E21B33/138. Способ изоляции интервалов высокоинтенсивных поглощений в скважине и аэрированный тампонажный раствор для его осуществления / Ю. В. Фефелов, О. Г. Кузнецова О. А. Чугаева, А. М. Девяткин ; заявитель и патентообладатель ООО "Пермский научно-исследовательский и проектный институт нефти" (ООО "ПермНИПИнефть"). -№ 2008110037/03 ; заявл. 14.03.2008 ; опубл. 20.01.2010.

68. Пеноцементный изоляционный материал для ликвидации высокоинтенсивных поглощений / С. Е. Ильясов, Г. В. Окромелидзе, О. В. Гаршина и др. // Территория нефтегаз. - 2013. - № 5. - С. 44-48.

69. Первушин, Г. Н. Однородные сверхлегкие тампонажные растворы для повышения надежности системы «обсадная труба - цементное кольцо -горная порода» / Г. Н. Первушин, Д. В. Орешкин, О. Б. Ляпидевская // Вестник Ассоциации Буровых Подрядчиков. - 2006. - № 1. - С. 10-12.

70. Применение вспененных тампонажных растворов при креплении скважин. / В.П.Нефедов, Р.А.Измайлова, Г.А.Крылов и др. // Техника и технология геологоразведочных работ; организация производства. - М. : ВИЭМС, 1984. - С 33-35.

71. Проселков, Ю. Т. Теплопередача в скважинах / Ю. Т. Проселков. М. : «Недра», 1975. - 224 с.

72. Пути совершенствования строительства скважин в многолетнемерзлых породах / Р.А. Атласов, Р.М. Скрябин, Э.Р. Туги и др. // Наука и образование. - 2015. - № 3. - С. 54-58.

73. Разработка облегченных тампонажных растворов для крепления кондукторов в условиях месторождений ООО «Лукойл - Западная Сибирь» / Д. Л. Бакиров, В. А. Бурдыга, Д. С. Святухов, И. С. Бурдыга // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2013. -№ 3 - С. 37 - 40.

74. Рояк, С. М. Специальные цементы: Учеб. пособие для вузов / С. М. Рояк, Г. С. Рояк - 2-е изд., перераб. и дополн. - М. : Стройиздат, 1983. - 279 с.

75. Ружинский, С. И. Все о пенобетоне / С. И. Ружинский, А. А. Портик,

A. В. Савиных. - 2-е изд., улучшенное и дополн. - Спб : ООО «Строй Бетон», 2006. - 630 с.

76. Руководство по определению физических, теплофизических и механических характеристик мерзлых грунтов. - М. : Стройиздат, 1973. -191 с.

77. Рязанов, Я. А. Энциклопедия по буровым растворам / Я. А. Рязанов. -Оренбург : издательство «Летопись», 2005. - 664 с.

78. Самсоненко, А. В. О повышении качества цементирования нефтяных и газовых скважин / А. В. Самсоненко, Н. В. Самсоненко, С. Л. Симонянц // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2012. -№ 10. - С. 36-39.

79. Седурин, Н. М. Проблемы строительства подземного рудника «Удачный» / Н. М. Седурин, А. В. Дроздов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - № 6. - С. 25-33.

80. Семенов, В. С. Факторы, влияющие на трещиностойкость цементного тампонажного камня с полыми стеклянными микросферами /

B. С. Семенов, Д. В. Орешкин // Вюник Донбасько! нащонально! академп будiвництва i архггектури,. - 2009. - № 5 - С. 83 - 86.

81. Стреленя, Л. С. Методические рекомендации по тампонированию скважин аэрированными цементными растворами / Л. С. Стреленя, Ю. Г. Рудометов, Р. А. Измайлова. - Л. : ВИТР, 1990. - 32 с.

82. Строительные материалы (Материаловедение. Строительные материалы) / В. Г. Микульский, В. Н. Куприянов, Г. П. Сахаров и др. - М. : Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004. - 536 с.

83. Тейлор, Х. Химия цемента. / Х. Тейлор; Перевод с английского : А. И. Бойкова, Т. В. Кузнецова.- М.: Мир, 1996. - 560 с.

84. Теплотехника: Учебн. для вузов / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др. - М. : Высш. шк., 2000. - 671 с.

85. Толкачев, Г. М. Исследование характера изменения технологических свойств цементного камня тампонажных составов, предназначенных для цементирования обсадных колонн в интервалах многолетнемерзлых пород / Г. М. Толкачев, А. В. Анисимова // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. - 2013. - № 9. - С. 57-65.

86. Толкачев, Г. М. Оценка упругопрочностных свойств цементного камня тампонажного материала, предназначенного для цементирования скважин / Г. М. Толкачев, В. А. Асанов, А. А. Фохт // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. - 2013. - № 8. - С. 36-40.

87. Турицына, М. В. Гидродинамическое обоснование применения газожидкостных смесей для вскрытия пластов с аномально низкими давлениями : дис. ... канд. тех. наук : 25.00.15 - Технология бурения и освоения скважин / М. В. Турицына ; Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». - СПб, 2013. - 142 с.

88. Физико-химические свойства алюмосиликатных полых микросфер / Т. Н. Теряева, О. В. Костенко, З. Р. Исмагилов и др. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2013. - № 5. - С. 86-90.

89. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизика). Справочник геофизика / Под ред. Н. Б. Дортман. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Недра, 1984. - 455 с.

90. Хисматулин, А. Р. Механизм эффекта аэрации тампонажных суспензий / А. Р. Хисматулин, В. П. Детков // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2004. - № 11 - С. 29-34.

91. Шаманов, С. А. Бурение и заканчивание горизонтальных скважин / С. А. Шаманов. - М. : ООО «Недра-Бизнесцентр», 2001. - 190 с.

92. Шишелова, Т. И. Рациональное недропользование - путь к процветанию / Т. И. Шишелова, М. Н. Самусева // Успехи современного естествознания. -2007. - № 11. - С. 63-65.

93. Щербаков, Д. В. Существующие проблемы при цементировании скважин / Д. В. Щербаков // Нефть. Газ. Новации. - 2013. - № 3. - С. 41-45.

94. Яковлев, А. А. Влияние тепловыделения газожидкостного тампонажного раствора на мерзлые породы при тампонировании колонны обсадных труб / А. А. Яковлев // Народное хозяйство республики КОМИ. - Воркута : ВГИ СПГГИ (ТУ), 1998. - т. 7. - № 1. - С. 61-65.

95. Яковлев, А. А. Газожидкостные промывочные и тампонажные смеси (комплексная технология бурения и крепления скважин) / А. А. Яковлев. -СПб : СПГГИ (ТУ), 2000. - 143 с.

96. Яковлев, А. А. Прогноз и управление теплофизическими свойствами газожидкостных тампонажных растворов при бурении скважин // Прогноз и управление теплофизическими свойствами газожидкостных тампонажных растворов при бурении скважин : Тезисы 8-ого заседания международного бюро по горной теплофизике, 14-18 сент. 1998г. / СПГГИ (ТУ) - СПб, 1998. - С. 34.

97. Яковлев, А. А. Управление процессом тампонирования скважин, проходимых в мерзлых породах, газожидкостными тампонажными растворами // Управление процессом тампонирования скважин, проходимых в мерзлых породах, газожидкостными тампонажными растворами : Тезисы 8-ого заседания международного бюро по горной теплофизике, 14-18 сент. 1998г. / СПГГИ (ТУ) - СПб, 1998. - С. 26.

98. Ceramicrete blends produce strong, low-permeability cements for arctic use / A. S. Wagh, R. Natarajan, R. L. McDaniel et al // Oil and Gas Journal. - 2005. -v. 104. - №. 19. - PP. 48-52.

99. Davis, R. Foam cementing Program / R. Davis // Drilling. - 1989. - № 12. -P. 70.

100.Khalaf, F. Increasing casing collapse resistance against salt-induced loads / F. Khalaf // Society of petroleum engineers of AIME, SPE. - 1985. - PP. 259266.

101.Montman R. Foamed portland cements / R. Montman, D. L. Sutton, W. M. Harms. - Oil and Gas J. - 1983. - v. 89. - № 20. - PP. 219-232.

102.Next generation cementing systems to control shallow water flow / R. Faul, B. R. Reddy, J. Griffith et al // OTC paper 11977, presented at the Offshore Technology Conference. - Houston : May, 1-4, 2000. - v. 32. - № 3. - PP. 117122.

103.0ldson, M. T. Application of foam cements in Alberta / M. T. Oldson // Journal of Canadian Petroleum. - 1985. - v. 24. - № 5. - PP. 49-57.

104.Rozieres, S.D. Foamed cements characterization under downhole conditions and I-bz impact on job design / S. D. Rozieres, R Ferriere // SPE Prog. Eng. - 1991. - v. 3. - PP. 297-304.

105. Wagh, A. S. Permafrost Cement-1: New phosphate-based cement useful for drilling, completions in arctic / A. S. Wagh, R. Natarajan, R. L. McDaniel // Oil and Gas Journal. - 2005. - v. 103. - №. 18. - PP. 53-55.

Штрих-код

ПРИЛОЖЕНИЕ

Стр. 1 из 1

СО

АЛРОСЛ

"А/1 РОСА" акциоиернай компания Акционерная компания "АЛPOCA" ALRO&A

(aftasac акционерная уопсастыба) (открытое акционерное общество) Open Joirt Stock Company

Научно-исследовательский и проектный институт алмазодобывающей промышленности "Якутнипроалмаз"

ул. Ленина. 39, г. Мирный. Республика Саха (Якутия). Российская Федерация, 678X70 Тел [phone]. Факс: [phone] E-ma* ¡rWitut-ynae>alro5a.ru Сайт: www.ynairosa.ru

05-.Q4. 7Q/e № fQt/tG

СПРАВКА

Настоящим подтверждается, что разработанная Мерзляковым Михаилом Юрьевичем "Программа опытно-промышленных работ при сооружении скважин различного назначения в районах развития многолетнемерзлых пород с использованием газожидкостных тампонажных смесей" принята институтом «Якутнипркиллмаз» и включена в инновационный проект института для дальнейшего внедрения на объектах АК «АЛРОСА» (ПАО) после апробации на одном из участков закачки дренажных рассолов в многолетнемерзлые породы.

В программе указаны исследования свойств разработанной газожидкостной тампонажной смеси (гипсоглиноземистый цемент - 95-85 %; ПАМС - 5-15 %; СаСЬ - 2 %; Са(ЫО,Ь - 2 %; СДО - 0,5 %; вода - 35%; степень аэрации - 0,2-1,0) и даются рекомендации по её приготовлению в условиях производства, а также приведена математическая модель по определению условий нерастепления мёрзлых пород при креплении скважин с использованием указанной смеси в условиях криолитозоны.

И.о. директора

института «Якутнипроалмаз»

Исп.: В. В. Лобанов 8-41136-9-03-02

А. А. Коваленко

?\А02-2320-24-2320-35/537 ,06.04.2016

aboutrblank