Технология цементирования корозионно-стойкими тампонажными цементами

 

 

Требования ПБ 08-624-03, п. 2.7.4.7: «Цементный камень при наличии в цементируемом интервале агрессивных сред должен быть коррозионностойким к воздействию этих сред».

Инструкция по креплению нефтяных и газовых скважин, п. 5.7.2: «В интервалах разреза скважины, представленных породами или продуктами их насыщения, вызывающими коррозию тампонажного камня или обсадных труб, а также ниже их подошвы и выше кровли на 50-100 м должен располагаться цемент, коррозионностойкий к конкретному виду агрессии».

Для месторождений с высокой степенью минерализации пластовых вод разработка коррозионностойкого тампонажного состава является непростой инженерной задачей.

Рисунок 1 - Результаты количественного химического анализа проб пластовых вод.

 К примеру, наблюдающаяся в настоящее время тенденция по удешевлению, упрощению составов сухих тампонажных смесей и построение рецептур только на основе «универсального» цемента класса G без введения стабилизирующих, армирующих, демпфирующих и иных добавок, инициаторами которой являются многие сервисные компании, является малоэффективным и не приводит к получению положительного результата. Так, для условий Восточной Сибири, не представляется возможным использование таких простых систем, несмотря на то, что цемент класса G, относится к классу сульфатостойких материалов. Сульфатостойкость и устойчиваость к солевой агрессии, вызванной действием хлористого кальция, натрия, магния – принципиально разные вещи.

Рисунок 2 - Образец камня на основе цемента ПЦТ 1-G-CC-1, через пять суток твердения в модели пластовой воды Чаяндинского месторождения.

 

Рисунок 3 - Образец камня на основе цемента ПЦТ 1-G-CC-1, через 1 месяц твердения в модели пластовой воды Чаяндинского месторождения.

 

Описанные в литературе и применяемые на практике коррозионно-стойкие цементы (типа ЦТТ, ШПЦС, УШЦ)  рассчитаны на умеренные и повышенные температуры, что неприемлемо для использования в таких регионах как Восточная Сибирь, где пластовые температуры для многих площадей составляют от 12º до 15 ºС.

В результате проведенных научно-исследовательских и поисковых работ, которые длились в течение полутора лет, Отделом крепления скважин ООО «ТюменНИИгипрогаз», совместно с ООО «СпецЦементСервис» были разработаны два типа коррозионно-стойких составов (ЦТКС) применительно к условиям Чаяндинского месторождения. Первый тип базируется на сульфатостойком цементе класса ПЦТ-I-G-СС-1 с целым комплексом минеральных добавок; второй тип ЦТКС имеет в основе магнезиальный цемент. 

Кроме того, в составе обоих типов коррозионно-стойких тампонажных растворов имеются пластификаторы, газоблокаторы и стабилизаторы для обеспечения необходимых  технологических свойств, приготавливаемых растворов применительно к условиям цементирования. 

Рисунок 4 - Образец  камня солестойкого цемента ЦТКС через месяц твердения в модели пластовой воды Чаяндинского месторождения

 

Таблица 1 - Результаты испытаний ЦТКС по ТУ 5734-014-80338612-2011

Наименование показателя

Норма для марок

ЦТКС

ЦТКС-Р

ЦТКС-Арм

ЦТКС-К

Плотность тампонажного раствора, г/см3

1,8±0,04

Водосмесовое отношение

0,45-0,5

Водоотделение, мл, не более

7,0

Растекаемость, мм, не менее

200

180

Время загустевания при t 22оС и давлении 0,1МПа, мин,

не менее

90

Прочность камня при изгибе через 2 суток при t 22оС

и давлении 0,1МПа, МПа, не менее

2,7

Расширение камня через 2 суток при t 22оС и давлении

0,1 МПа, %, не менее

-

0,5

-

-

 

Состав

раствора

Т,

ºС

Водоот-деление,

мл

Плот-

ность

кг/м3

Водоот-дача,

см3 за 30 мин при 4,0 МПа

Растека-

емость, мм

Сроки

схватывания,

ч-мин

Время загустева-ния до 30 Вс, мин

Проч-ность,

2 сут, МПа

сжатие

Начало

Конец

1,0 ЦТКС + 0,55 ЖЗ (МПВ, 1132 кг/м3)

22

0,0

1800

200

190

6-20

7-10

280

3,9

12

0,0

1800

-

190

8-50

10-00

-

3,0