Технология крепления скважин одной порцией тампонажного раствора

В настоящее время цементирование большинства обсадных колонн на нефтяных и газовых месторождениях выполняется с использованием двух составов тампонажных растворов: облегченного тампонажного раствора (далее ОТР) плотностью 1400 - 1500 кг/м3 и  тампонажного раствора (далее ТР) нормальной плотности - 1850 - 2000 кг/м3.

 К основным общим недостаткам такой технологии цементирования следует отнести:

  • большую дифференциацию физико-механических характеристик камня тампонажных растворов различных составов и, соответственно, различия в степени изоляции по интервалам размещения;
  • вероятность образования больших зон смешивания тампонажных растворов, ввиду достаточно большой разницы плотностей тампонажных растворов, и ухудшение изоляции затрубного пространства в интервале размещения зоны смешивания;
  • недостаточно высокую скорость формирования камня облегченного тампонажного раствора с необходимыми прочностными характеристиками в интервале ММП, что требует устанавливать время ОЗЦ не менее 48 ч.   

С целью устранения указанных недостатков и повышения качества крепления обсадных колонн, предлагается использование другой технологии одноступенчатого цементирования, заключающейся в размещении по всей длине затрубного пространства тампонажного раствора одной промежуточной плотности 1700 кг/м3, на основе специальной цементной смеси ГранЦЕМ-7. Преимуществами данной схемы цементирования является следующее:

  • тампонажный раствор на основе ГранЦЕМ-7 БГ имеет плотность 1700 кг/м3, что позволяет обеспечить сохранение гидростатического давления, эквивалентного суммарному гидростатическому давлению составного столба жидкостей ОТР и ТР;
  • исключается большая дифференциация свойств тампонажных растворов, находящихся на забое и на устье, что повышает качество изоляции затрубного пространства;
  • обеспечивается возможность более строго и эффективно контролировать плотность и, соответственно, качество закачиваемого состава за счет упрощения схемы затворения. В этом случае готовится только один тампонажный раствор с плотностью 1700 кг/м3 и исключается необходимость перенастройки режима работы цементировочного комплекса после приготовления облегченного тампонажного раствора для приготовления  тампонажного раствора нормальной плотности;
  • сухая цементная смесь ГранЦЕМ-7 БГ является полностью готовым материалом, что исключает необходимость выполнения дополнительных работ по вводу и смешиванию облегчающих и стабилизирующих добавок;
  • по прочностным характеристикам состав плотностью 1700 кг/м3 превосходит аналогичные показатели тампонажного раствора нормальной плотности и облегченного тампонажного раствора, что позволяет сократить сроки ОЗЦ до 12-24 часов;
  • возможно использование сухой тампонажной смеси ГранЦЕМ-7 для крепления направлений, кондукторов, промежуточных и эксплуатационных колонн;
  • с целью предотвращения газопроявлений в период ОЗЦ, ГранЦЕМ-7 имеет в составе газоблокирующие добавки, которые в сочетании с ускоряющей добавкой обеспечивают быстрый набор структуры геля.

Рисинук 1 - Сравнение базовой технологии крепления и с применением универсального цемента ГранЦем-7

 

 

Рисунок 2 - Определение возможности сокращения времени ОЗЦ цементного раствора приготовленного на основе ГранЦем-7 БГ

Состав

Цементная тампонажная смесь ГранЦЕМ-7 изготавливается из специального тампонажного портландцемента, комплексной минеральной добавки КМД-О производства ООО «Гранула» и специальных добавок для регулирования тампонажно-технических свойств – армирующих, кольматирующих, расширяющих, пластификаторов, газоблокаторов, стабилизаторов и др.

В зависимости от вида специальных добавок (армирующих, кольматирующих, расширяющих) цементную смесь выпускают следующих марок:

ГранЦЕМ-7 –  без ввода специальных добавок;

ГранЦЕМ-7-Арм – с армирующими добавками;

ГранЦЕМ-7- К – с кольматирующими добавками;

ГранЦЕМ-7- Р – с расширяющими добавками;

ГранЦЕМ-7 БГ – с усиленными газоблокирующим характеристиками.

 

Промысловый опыт применения

Промышленное применение цементной тампонажной смеси ГранЦЕМ-7 осуществляется с 2011 г на месторождениях полуострова Ямал для крепления кондукторов, направлений, промежуточных колонн и хвостовиков.

Таблица 1 – Основные физико-механические характеристики тампонажного раствора и камня на основе сухих тампонажных смесей серии ГранЦЕМ-7.

Показатель

Значение

 

Диапазон рабочих статических температур

от -5º до 75 ºС

Плотность

1680 – 1720 кг/м3

Предел прочности камня через 24 часа твердения при температуре 5 ºС

- при сжатии

- при изгибе

 

 

более 3,5 МПа

более 1,5 МПа

Предел прочности камня через 48 часов твердения при температуре 20 ºС

- при сжатии

- при изгибе

 

 

более 20,0 МПа

более 7,0 МПа

Предел прочности камня через 48 часов твердения при температуре 5 º С

- при сжатии

- при изгибе

 

 

более 5,0 МПа

более 2,0 МПа

Водоотдача при температуре 20 º С и давлении 7,0 МПа

 

30-50 см3

 

Ознакомиться с презентационным материалом о тампонажном цементе ГранЦем-7