Управление технологическими параметрами буровых и тампонажных растворов изменением структурного состояния дисперсионной среды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.15, доктор технических наук Шарафутдинов, Зариф Закиевич
- Специальность ВАК РФ25.00.15
- Количество страниц 369
Оглавление диссертации доктор технических наук Шарафутдинов, Зариф Закиевич
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Состояние крепи скважин в процессе их эксплуатации
1.2 Технические проблемы, существующие в строительстве скважин для создания герметичной крепи скважин
1.3 Существующие представления об управлении поведением буровых растворов в строительстве скважин и о процессах, протекающих в них
1.3.1 Промывка скважины и реологические свойства буровых растворов, необходимые в процессе бурения
1.3.2 Основные представления о фильтрационных процессах и фильтрационных свойствах буровых растворов
1.3.3 Технические мероприятия, реализуемые для повышения устойчивости ствола скважины при бурении в глинах
1.4 Существующие представления об управлении поведением тампонажных растворов в строительстве скважин и о процессах, протекающих при твердении цемента
1.4.1 Управление свойствами тампонажных растворов
1.4.2 Влияние органических соединений на схватывание цемента и представления об их действии на процесс гидратации цемента
1.4.3 Структура цементного раствора-камня и ее влияние на свойства камня
1.4.4 Устойчивость цементного камня в различных термодинамических условиях и используемые тампонажные цементы
1.4.5 Коррозия цементного камня и коррозионная стойкость существующих цементов
1.5 Представления о свойствах межчастичных сил и их влияние на структуру различных веществ
1.5.1 Силы, действующие между атомами
1.5.2 Межчастичные силы
1.5.3 Водородные связи
1.5.4 Взаимодействия в реальных веществах и их структура
1.6 Представления о структуре и свойствах составляющих буровых и тампонажных растворов
1.6.1 Структурные модели жидкой воды
1.6.2 Существующие представления о строении глины
1.6.3 Существующие представления о гидратации глины и состоянии воды в ней
1.6.4 Цемент, его составляющие и их гидратация
1.6.5 Соединения, слагающие цементный камень и влияние последовательности их образования на свойства цементного камня
1.7 Анализ состояния вопроса и постановка задач исследования
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ОБ УПРАВЛЕНИИ СВОЙСТВАМИ БУРОВЫХ И ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ ПУТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ВОДЫ В НИХ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ
2.1 Действие межчастичных сил в воде. Особенности ее поведение в контакте с компонентами буровых и тампонажных растворов
2.1.1 Структура жидкой воды
2.1.2 Водородные связи в воде и гидратная полимеризация
2.1.3 Гидратные полимеры
2.1.4 Поведение воды в присутствии различных соединений
2.2 Структура глины и воды в ней. Управление поведением глины
2.2.1 Уточнение представлений о структуре глины
2.2.2 Гидратация глины и состояние воды в ней
2.2.3 Структура воды в глине, ее влияние на физико-механические свойства и поведение глины в скважине.
2.2.4 Управление поведением глины в контакте с водными средами
2.2.5 Гидратная стабилизация глины в скважине
2.2.6 Управление поведением глины в составе буровых растворов
2.3 Управление процессами, протекающими в буровых растворах при строительстве скважин
2.3.1 Действие межчастичных сил в буровом растворе и реологические свойства буровых растворов
2.3.2 Процессы, протекающие при растворении реагентов и их влияние на реологические свойства буровых растворов
2.3.3 Влияние воды на процессы фильтрации и фильтратоотдачи буровых растворов
2.4 Влияние воды на процессы, происходящие при гидратации цемента
2.4.1 Продукты гидратации цемента и их свойства
2.4.2 Поведение воды в процессах, происходящих при гидратации цемента и его отверждении
2.4.3 Управление состоянием воды для ускорения сроков схватывания тампонажных цементов
2.4.4 Управление состоянием воды в составе цементного раствора для замедления схватывания тампонажных цементов
2.4.5 Влияние состояния воды в цементном тесте-камне на объемные изменения в цементном растворе-камне
2.4.6 Влияние состояния воды на усадочные деформации цементного теста-камня. Управление состоянием связей воды для расширения цементного камня в за - и межколонном пространстве скважин
2.4.7 Влияние состояния воды в цементном камне на его гидротермальную устойчивость
2.4.8 Мероприятия по обеспечению применимости тампонажного портландцемента при повышенных и высоких температурах
2.4.9 Рабочая гипотеза повышения устойчивости цементного камня к агрессивным пластовым флюидам
2.5 Методы исследования буровых и тампонажных растворов на водной основе
2.5.1 Методы проведения исследований
2.5.2 Материалы, применяемые для проведения исследований свойств буровых и тампонажных растворов
2.5.3 Методика обработки результатов экспериментов 188 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИИ ПО УПРАВЛЕНИЮ
ПОВЕДЕНИЕМ ГЛИНЫ В ПРОЦЕССЕ СТРОИТЕЛЬСТВА СКВАЖИНЫ
3.1 Исследование влияния структурного состояния воды на набухание глины в воде
3.1.1 Набухание глины в водных растворах высокомолекулярных соединений-неэлектролитов
3.1.2 Влияние на набухание глины водных растворов полярных органических соединений, обладающих поверхностной активностью
3.1.3 Набухание глины в водных растворах солей
3.2 Выбор соединений, управляющих состоянием воды, для стабилизации глины в скважине
3.2.1 Термодинамика процессов растворения реагентов, используемых для обработки буровых растворов
3.2.2 Оценка термодинамических факторов, определяющих процесс растворения реагентов
3.3 Разработка ингибиторов разрушения глины
3.3.1 Разработка реагентов, управляющих поведением глины в стволе скважины на основе полиакрилатов натрия
3.3.2 Разработка состава реагентов, управляющих поведением глины в стволе скважины на основе жидкого стекла
3.3.3. Гидратные стабилизаторы глины на основе солей низкомолекулярных органических кислот
3.4 Промывка скважин и реология буровых растворов
3.4.1 Исследование влияния реагентов на реологические параметры буровых растворов
3.4.2 Исследование влияния сочетаний реагентов на реологические свойства буровых растворов
3.5 Управление фильтрационными свойствами буровых растворов
3.5.1 Анализ поведения буровых растворов в процессе фильтрации
3.5.2 Влияние состояния воды в буровом растворе на фильтрационные потери буровых растворов
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4 ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, УПРАВЛЯЮЩИХ СОСТОЯНИЕМ СТВОЛА СКВАЖИНЫ
4.1 Технологии получения и применения буровых растворов для вскрытия глинистых отложений
4.1.1 Технология разбуривания глинистых отложений с использованием водных растворов соединений, укрепляющих глину
4.1.2 Буровые растворы для бурения в глинистых отложениях
4.2 Управление фильтрационными и структурно-механическими свойствами буровых растворов при строительстве скважин
4.3 Применение разработанных технико-технологических мероприятий по управлению техническими свойствами буровых растворов в практике строительства скважин
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ СВОЙСТВАМИ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ
5.1 Исследование и разработка ускорителей затвердевания тампонажных цементов
5.2 Замедлители схватывания цемента
5.2.1 Действие водорастворимых замедлителей на процессы гидратации цемента и их эффективность
5.2.2 Действие твердых замедлителей на процессы, протекающие при гидратации цемента
5.3 Управление объемными изменениями цементного теста-камня
5.3.1 Управление объемными деформациями цементного теста-камня за счет упрочнения гидратной воды цемента
5.3.2 Влияние реагентов на объемные изменения и физико-механические свойства цементного раствора-камня
5.4 Повышение гидротермальной устойчивости цементного камня в за -и межколонном пространстве скважин
5.4.1 Совместимость гидратных структур цементного камня при повышенных и высоких температурах
5.4.2 Совместимость гидратных структур в составе цементного камня на основе глиноземистых цементов
5.5 Повышение устойчивости цементного камня в присутствии высокоагрессивных пластовых флюидов
5.5.1 Разраработка компонентного состава гидрогранатного цемента
5.5.2 Состав тампонажного цемента гидрогранатного твердения
5.5.3 Свойства тампонажного цемента гидрогранатного твердения
5.5.4 Коррозионная стойкость цементного камня на основе тампонажного цемента гидрогранатного твердения в условиях воздействия газообразного и растворенного H2S и С
5.6 Применение методов управления тампонажными растворами в строительстве скважин
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Технология бурения и освоения скважин», 25.00.15 шифр ВАК
Совершенствование методов управления свойствами тампонажных материалов и растворов на их основе при строительстве скважин1998 год, кандидат технических наук Гилязетдинов, Загир Фоатович
Повышение коррозионной стойкости тампонажных материалов в условиях сероводородной агрессии2013 год, кандидат технических наук Осадчая, Ирина Леонидовна
Теория и практика направленного регулирования свойств тампонажных систем, обеспечивающих качественное крепление скважин в сложных геолого-технических условиях, в том числе и агрессивных средах2005 год, доктор технических наук Рябова, Любовь Ивановна
Технология получения и применения порошкообразных материалов из промышленных отходов для строительства скважин на Казахстанской части Прикаспийской впадины1998 год, доктор технических наук Измухамбетов, Бактыкожа Салахатдинович
Совершенствование рецептур тампонажных составов для предупреждения межколонных и устьевых проявлений в сложных горно-геологических условиях: На примере Астраханского ГКМ2004 год, кандидат технических наук Живаева, Вера Викторовна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управление технологическими параметрами буровых и тампонажных растворов изменением структурного состояния дисперсионной среды»
Актуальность проблемы
Успешность строительства нефтегазодобывающих скважин, безаварийная эксплуатация и возможность проведения мероприятий по интенсификации отбора углеводородных флюидов определяется техническим состоянием ее крепи. Герметичность крепи скважин обеспечивается состоянием стенок ствола скважины после бурения и мероприятиями, проведенными при подготовке его к цементированию, а также качеством выполнения работ при цементировании.
Опыт строительства и эксплуатации скважин показывает, что использование технологических жидкостей на водной основе нередко влечет за собой низкое качество разобщения пластов, разрушение и потерю крепи скважины. Это говорит о том, что существующие подходы к формированию свойств буровых и тампонажных растворов не всегда позволяют успешно решать технические проблемы строительства скважин в интервалах, представленных неустойчивыми глинистыми отложениями, повышенными температурами, высокой агрессивностью пластовых флюидов и т.д.
Разработка новых подходов к управлению свойствами буровых и тампонажных растворов в сложных горно-геологических условиях во многом осложнена недостаточной изученностью влияния свойств воды на их технические свойства. Традиционно в химии буровых и тампонажных растворов воду рассматривают только как ионно-молекулярное вещество, в то время как она также способна проявлять свойства атомных и металлических веществ. В зависимости от того, свойства какого вещества проявляет вода, в значительной мере изменяются и технические свойства жидкостей, используемых в строительстве скважин. Поэтому, необходимо направленно управлять состоянием воды в составе буровых и тампонажных растворов, для предотвращения различных осложнений в строительстве и длительной эксплуатации скважин, обеспечения максимальной отдачи нефти из продуктивного пласта.
Диссертационная работа выполнялась в рамках Межвузовской научно-технической программы П.Т.467.95 «Комплексные решения проблемы разработки, транспорта и глубокой переработки нефти и газа», утвержденной приказом Госкомвуза России от 20.09.96 №468; программы «О развитии нефтяной промышленности Республики Татарстан до 2000 года» протокол заседания ЦКР Минтопэнерго от 01.10.96; «Экологическая безопасность при добыче нефти на юго-востоке Республики Татарстан», утвержденная генеральным директором АО «Татнефть» от 15.10.96.
Работа направлена на решение общенаучной и общеотраслевой проблемы повышения качества и технико-экономических показателей строительства скважин за счет предотвращения негерметичности крепи скважины в процессе их эксплуатации, которая вызвана разрушением стенок скважины при гидратации глинистых отложений, а также недостаточной изолирующей способностью тампонажного раствора.
Цель работы. Повышение эффективности и качества сооружения нефтяных и газовых скважин в глинистых породах, в условиях воздействия агрессивных пластовых флюидов и повышенных температур.
Идея работы - целенаправленное управление технологическими свойствами буровых и тампонажных растворов путем изменения состояния связей воды в их составе.
Задачи исследований
1. Анализ состояния скважин, построенных с использованием буровых и тампонажных растворов на водной основе. Технические проблемы по управлению свойствами буровых и тампонажных растворов.
2. Обобщение теоретических и экспериментальных исследований воды и ее влияния на процессы, происходящие в буровых и тампонажных растворах для разработки мероприятий по управлению свойствами буровых и тампонажных растворов.
3. Уточнение и дополнение представлений о строении глины, гидратных соединений, слагающих цементный камень и о процессах, протекающих при гидратации глины и цемента.
4. Научное обоснование выбора реагентов и технологии их применения для управления свойствами буровых и тампонажных растворов.
5. Разработка технологических мероприятий по получению и применению технологических жидкостей на водной основе в строительстве скважин, характеризующихся залеганием неустойчивых глинистых отложений и агрессивных термодинамических условий строительства скважин.
6. Промысловые испытания, разработка нормативно-технической документации и оценка экономической эффективности разработанных мероприятий.
Методика исследований 1. Обобщение теоретических исследований о воде и ее поведения в буровых и тампонажных растворов.
2. Обобщение теоретических и экспериментальных исследований в системах: глина-вода, глина-вода-химический реагент, цемент-вода, цемент-вода-химический реагент.
3. Разработка технологий по управлению свойствами буровых и тампонажных растворов.
4. Проведение промысловых испытаний и анализ их результатов. Достоверность научных положений и выводов, технических решений и рекомендаций базируются на достаточном объеме теоретических и экспериментальных исследований с применением современных методов исследований. Достоверность научных положений подтверждается и результатами промышленного использования разработанных мероприятий.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Установлены закономерности влияния состояния связей воды на поведение глины в скважине, фильтрационные и реологические свойства буровых растворов;
2. Установлены закономерности состояния связей воды на скорость схватывания цементного раствора, объемные изменения и устойчивость цементного теста-камня к агрессивным воздействиям в заколонном пространстве скважин.
Защищаемые положения
1. Управление устойчивостью глины, фильтрационными и реологическими свойствами бурового раствора осуществляется изменением состояния связей воды в составе глины, бурового раствора; I
2. Схватывание тампонажного раствора определяется состоянием воды при взаимодействии продуктов гидратации цемента;
3. Управление объемными деформациями цементного теста-камня в за - и межколонном пространстве скважин достигается изменением полярности водородных связей;
4. Длительная устойчивость цементного камня при агрессивном действии температур и пластовых флюидов достигается повышением стабильности гидратного полимера на основе продуктов гидратации цемента.
Практическая ценность работы
Разработаны и внедрены в практику строительства скважин технологии получения и применения буровых растворов на основе многоатомных спиртов и четвертичных аминов, повышающие устойчивость стенок скважины в глинистых отложениях;
Предложены для применения ускоритель твердения цемента в виде солевой смеси, являющейся побочным продуктом производства соды, а также замедлитель отвердевания цемента в виде техногенного алюмосиликата, содержащего в своем составе силикат алюминия: горелая порода, зола-унос и керамзитовая пыль.
Впервые предложены и применены водорастворимые соединения в качестве расширяющих добавок к тампонажному портландцементу.
Впервые предложена технология получения и применения термо - и коррози-онностойкого тампонажного портландцемента, затвердевающего вследствие одностадийного формирования гидрогроссуляров.
Реализация результатов работы
По результатам исследований в 1986-1999 гг. при проводке и цементировании скважин в АО «Атыраунефтегазразведка», АО «Недра», ОАО «Татнефть», ФГУП «Арктикморнефтегазразведка» использовались технологии: получения и применения тампонажных растворов с управляемой контракцией при твердении цемента, управления скоростью твердения тампонажных цементов и тампонажных цементов, затвердевающих вследствие образования гидрогроссуляров, а также получения и применения промывочных жидкостей;
Разработаны и внедрены РД 39 - 0147585 - 158 - 97 «Временная инструкция по первичному вскрытию и укреплению глинистых отложений при строительстве скважин на месторождениях АО «Татнефть»»; РД 39 - 0147585 - 096 - 93 «Технология изоляции зон интенсивного поглощения бурового раствора с использованием тиксо-тропной тампонажной композиции»; временная инструкция АО «Татнефть» «Технология цементирования обсадных колонн с использованием расширяющих добавок в портландцемент»; инструкция АО «Татнефть» «Приготовление и применение серово-дородостойкого гидрогранатного цемента».
Научная значимость работы заключается в следующем. На основе развития представлений о поведении воды в составе буровых и тампонажных растворов выявлена возможность повышения качества строительства скважин.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались на заседаниях и техсоветах АО «Татнефть» (1992-1997гг.); семинарах - дискуссиях в гг. Астрахани, Краснодаре, Москве, Тюмени и Уфе; 1 Международном (9 - Всесоюзном) Совещании по химии и технологии цементов; Втором международном конгрессе «Новые высокие технологии для нефтегазовой промышленности и энергетике будущего». Высои кие технологии. Москва-850. Москва, 1997; III. - Бакинская Международная Мамеда-лиевская нефтехимическая конференция. Баку, 1998.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 работ, в том числе монография, 11 авторских свидетельств и патентов.
Автор благодарит своих учителей д.т.н., профессора, чл.-корр. АН РБ, академика РАЕН [Мавлютова М.Р.[; д.т.н., профессора Спивака А.И.; д.т.н. Кравцова В.М.; д.т.н. Кузнецова Ю.С.; д.т.н. Н. И. Николаева, к.х.н. Чегодаева за внимание и помощь, оказанную в выполнении работы. Автор также благодарен д.т.н. Кузнецовой Т.В., д.т.н. Агзамову Ф.А., д.т.н. Шатову А.А., д.т.н. Загирову М.М., к.т.н. Васильеву В.В., к.т.н. Катееву И.С., Студенскому М.Н., сотрудникам УГНТУ, АО «Татнефть», ТатНИПИнефть, ФГУП «Арктикморнефтегазразведка» за помощь, оказанную при обсуждении результатов и реализации работы в промышленности.
Похожие диссертационные работы по специальности «Технология бурения и освоения скважин», 25.00.15 шифр ВАК
Совершенствование фиброармированных тампонажных материалов2013 год, кандидат технических наук Тихонов, Михаил Алексеевич
Исследование и разработка технологий предупреждения осложнений при бурении и разобщении пластов на основе обобщения фильтрационных процессов в системе "скважина - пласт": На прим. стр-ва скважин в Сибири1997 год, доктор технических наук Зозуля, Григорий Павлович
Теория и практика разобщения пластов в глубоких и сверхглубоких скважинах2002 год, доктор технических наук Курбанов, Яраги Маммаевич
Разработка тампонажных материалов и технологических жидкостей для заканчивания и ремонта скважин в сложных горно-геологических условиях2009 год, доктор технических наук Перейма, Алла Алексеевна
Исследование и разработка технологии стабилизации глинистых пород при строительстве скважин1998 год, кандидат технических наук Катеев, Рустем Ирекович
Заключение диссертации по теме «Технология бурения и освоения скважин», Шарафутдинов, Зариф Закиевич
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Существующие подходы к формированию свойств буровых и тампонажных растворов не всегда позволяют успешно решать технические проблемы строительства скважин в интервалах, представленных неустойчивыми глинистыми отложениями, повышенными температурами, высокой агрессивностью пластовых флюидов и т.д. Это обусловлено односторонностью представлений о воде в их составе. Ее рассматривают только как жидкость, обладающую свойствами ионно-молекулярного вещества. Это положение противоречит известным положениям о состоянии воды в природе и затрудняет нахождение новых, эффективных путей управления техническими свойствами буровых и тампонажных растворов для обеспечения герметичности ее крепи.
2. Жидкая вода состоит из полимеризованной воды, скрепленной водородными связями и мономеров воды, наполняющих ее. В структуре воды имеет место постоянный переход мономерной воды в полимерную и наоборот. Водородные связи в воде изменяются дискретно, от электростатических до ковалентных. В соответствии с изменением свойств водородных связей изменяют свои физические свойства и растворы - суспензии на основе воды.
3. Глина представляет собой соединение включения на основе гидратов глинозема и кремнезема, строение и свойства которой определяется их соотношением между собой.
4. Процесс взаимодействия воды с глиной, включающий в себя всасывание воды и заполнение гидросиликатной оболочки мономерами воды приводит к образованию у глины гидратной и гелевой воды. В результате этого происходит набухание и последующее диспергирование глины. Управление свойствами и поведением глины в составе глинистых отложений, буровых растворов сводится к управлению состоянием водородных связей в их составе путем введения в буровой раствор различных реагентов.
5. Реагенты, необходимые для изменения технологических свойств суспензий, должны выбираться, исходя из их действия на структуру воды. В качестве критерия оценки действия реагентов предложено использовать отношение суммы энтальпий процесса гидратации отдельных фрагментов соединений к сумме их энтропийных вкладов. При отношении XAHr/IASr<0,3-103 К - реагенты подавляют набухание глины, при XAHr/^ASr>0,3-103K - реагенты усиливают набухание и пептизацию глины в воде и улучшают показатель фильтрации суспензий.
6. Для стабилизации ствола скважины были предложены и показали свою успешность: раствор катионного полиэлектролита ВПК-402, предотвративший гидра-тационное разрушение глинистых отложений; буровые растворы на основе многоатомных спиртов. Разработан и внедрен РД 39 - 0147585 - 158 - 97.
7. Процесс гидратации цемента включает в себя: гидролиз составляющих цемента, растворение продуктов гидролиза и их гидратную полимеризацию. Для управления скоростью прохождения гидратной полимеризации в различных термобарических условиях целесообразно использовать: для ускорения - солевую смесь, являющуюся побочным продуктом производства соды; для замедления - органические кислоты с числом атомности более четырех, а также продукты, содержащие в своем составе силикаты алюминия.
8. Соединения, слагающий цементный камень, являются соединениями включения, сложенные на основе полимерных гидратов кремнезема или глинозема с гидратной известью. Объемные деформации цементного теста-камня обусловлены полярностью связей в гидратном полимере, образуемых ими. Полярностью гидратных связей и объемными изменениями цементного теста-камня можно управлять за счет растворения в гидратной воде углеводородов или углеводородных групп неэлектролитов.
9. Мероприятия, разработанные для управления состоянием связей в воде цементного камня, позволили получить экономический эффект 72 миллиона рублей на одну скважину в ценах 1997 г. Разработаны и внедрены РД 39 - 0147585 - 096 - 93 «Технология изоляции зон интенсивного поглощения бурового раствора с использованием тиксотропной тампонажной композиции»; временная инструкция «Технология цементирования обсадных колонн с использованием расширяющих добавок в портландцемент»
10 Изменение состава соединений в цементном камне, при различных видах агрессивного воздействия на цементный камень в условиях глубоких скважин (температура, агрессивные пластовые флюиды), обусловлено изменением условий существования извести в цементном камне и усилением действия дисперсионных сил в структуре гидратных полимеров кремнезема и глинозема. Вследствие подобных процессов происходит ухудшение изоляционных свойств цементного камня в за - и меж колонном пространстве скважин.
11 Предотвратить процессы перестройки гидратных связей в объеме цементного камня возможно при увеличении устойчивости гидратного полимера к условиям окружающей среды. Это достигается созданием в объеме камня дополнительного количества гидратных связей или соединений с максимальным насыщением дисперсионных сил в них (гидрогроссуляры). На основании этого разработаны и предложены различные составы на основе тампонажного портландцемента, расширяющие область его применения в различных геолого-технических условиях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполненного научного обобщения теоретических и экспериментальных исследований в области физико-химических процессов, протекающих в технологических жидкостях на водной основе, уточнены и дополнены представления о влиянии структурного состояния воды:
1) на устойчивость глинистых отложений в процессе бурения;
2) на реологические свойства буровых растворов и процессы, протекающие при фильтрации буровых растворов в проницаемой среде;
3) на скорость отверждения цементного раствора-теста;
4) на объемные изменения цементного теста-камня в за - меж колонном пространстве скважин
5) на устойчивость цементного камня к различным агрессивным воздействиям. На основании технологий, разработанных для управления поведением буровых и тампонажных растворов, решены проблемы по обеспечению герметичностью крепи скважин в условиях характеризующихся:
1) наличием в разрезе ствола скважины значительных интервалов гидратационноак-тивных глинистых отложений;
2) наличием значительных интервалов межколонного пространства, агрессивным воздействием температур и пластовых флюидов.
Проблема решена путем физико-химического обоснования технологии применения реагентов в составе буровых и тампонажных растворов, а также получения специальных цементов, обеспечивающих повышенную стабильность структуры воды в составе образующегося камня.
Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Шарафутдинов, Зариф Закиевич, 2006 год
1. Адам И.К. Физика и химия поверхностей: пер. с англ. - М.-Л.: Гостехиздат, 1947-551с.
2. VI Международный конгресс по химии цемента /Рой Д., Рой Р. М.: 1964, с. 249-254.
3. А.С. СССР № 832058. Устройство для изучения седиментационной устойчивости высококонцентрированных суспензий /Пупков B.C., Гнездов В.П. опубл. в Б.И., 1981, №19.
4. Агзамов Ф.А. К вопросу углекислотной коррозии тампонажного камня в нефтяных и газовых скважинах //В сб.: Технология бурения нефтяных и газовых скважин Уфа: 1983, С. 103 - 109 .
5. Активизированное твердение цементов /Сватовская Л.Б., Сычев М.М. Л.: Стройиз-дат, 1983. С. 160.
6. Антипов В.И. Деформация обсадных колонн под действием неравномерного давления. М.: Недра, 1992.
7. Ахадов Я.Ю. Диэлектрические свойства бинарных растворов М.: Наука, 1977, с.400.
8. Баженов П.И. Технология автоклавных минералов М.: Стройиздат,1978.
9. Башкутов B.C. Минерализованные тампонажные растворы для цементирования скважин в сложных условиях. М.: Недра, 1986. -272 с.
10. Белов В.П. Образование каверн при бурении скважин -М.: Недра, 1970, с.
11. Белов Н.В. Очерки по структурной минералогии. М.: Недра, 1976, с.
12. Бетоны и изделия на шлаковых и зольных цементах /Волженский А.В., Буров Ю.С. , Виноградов Б. Н. М.: Гостройиздат, 1963 -197 с.
13. Бобров Б.С., Эпельбаум М.Б. Об измерении контракции методом гидростатического взвешивания //В сб.: Гидратация и твердение цементов Челябинск: 1969, с.5-11.
14. Бобров Б.С., Лесун В.В. Гидратация алюмоферрита кальция в растворах сульфатов натрия и магния //В сб.: Гидратация и твердение цементов Челябинск: 1974, с. 4654.
15. Бобров Б.С., Ильин В.И. Гидратация монокристаллов алита //В сб.: Инженерно-физические исследования строительных материалов Челябинск: 1975, с. 60-63.
16. Бобров Б.С., Шикирянский A.M. Об оптимальной добавке гипса к низкоалюминатно-му портландцементу //В сб.: Инженерно-физические исследования строительных материалов Челябинск, 1977-е. 122-127
17. Бойнтон Р.С. Химия и технология извести: пер. с англ. М.: Стройиздат, 1972 - 240с.18
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.