Розроблення тампонажних систем для цементування хемогенних відкладів у свердловинах родовищ Дніпровсько-Донецької западини

Abstract

Дисертаційну роботу присвячено розробленню тампонажних систем для цементування хемогенних відкладів у свердловинах родовищ ДЦЗ з метою підвищення якості та забезпечення надійності кріплення свердловин. Проаналізовано особливості споруджування свердловин на родовищах ДЦЗ та досвід їх кріплення у хемогенних відкладах. За допомогою сучасних методів аналітичного аналізу та експериментальних досліджень із використанням методів математичного моделювання, методик досліджень, приладів і матеріалів проведено оцінювання базових тампонажних матеріалів та розроблено тампонажні систем для цементування хемогенних відкладів. Обґрунтовано та підтверджено техніко-технологічну доцільність застосування КРТМ-ПВ та СБС для забезпечення якісного цементування нафтогазових свердловин. На основі методики ортогонального центрально- композиційного планування здійснено оптимізацію рецептур КРТМ-ПВ та СБС. За результатами промислової апробації тампонажних систем КРТМ-ПВ та СБС підтверджено їх технологічну зручність у використанні та адаптованість для цементування обсадних колон, що сприяло підвищенню якості та надійності кріплення свердловин у складних гірничо-геологічних умовах.

Диссертация посвящена разработке тампонажных систем для цементирования хемогенных отложений в скважинах месторождений ДЦВ с целью повышения качества и обеспечения надежности крепления скважин. Проанализированы особенности сооружения скважин на месторождениях ДДВ и опыт их крепления в хемогенных отложениях. Охарактеризованы известные технико-технологические решения крепления хемогенных отложений месторождений ДДВ. Проведены исследования кернового материала с целью уточнения исходной информации геологического строения хемогенных отложений на примере Кобзовского месторождения. Отобраны образцы цементного камня, сформированного в условиях скважины, при ликвидации осложнений, а именно во время изъятия зацементированного допускного инструмента и фрагментов обсадной трубы. Исследованиями фазового состава и структуры образцов цементного камня установлено, что они существенно отличаются от базового тампонажного цемента и содержат около 50 % бурового раствора, а коэффициент насыщения такого цемента меньше в 1,69 раза контрольного образца. Сформированный в таких условиях цементный камень не способен обеспечить необходимого эксплуатационного уровня надежности крепления скважины как инженерного сооружения. Данные исследования дополнительно подтверждены результатами рентгеновского микроанализа. Разработана и подтверждена возможность промышленного изготовления многокомпонентных композиционных тампонажных смесей КРТМ-ПВ и СБС, что обеспечивает возможность дозированного внесения и гомогенизации добавок- модификаторов и приготовление материалов в соответствии с горно¬геологическими и техни ко-технологическими особенностями цементирования скважин. Высокое качество приготовления материалов подтверждено коэффициентом однородности материалов, который находится в пределах 0,88 - 0,99 и превышает регламентированное значение в 1,05 -1,18 раза.

The thesis is devoted to the development of plugging systems for chemical deposits cementing in the wells of Dniepro-Donets Basin fields to improve the quality and reliability of well casing. The features of well construction in the fields of Dniepro-Donets Basin and the experience of well casing in chemical deposits have been studied. Basic plugging materials have been assessed and plugging systems for chemical deposits cementing have been developed with the help of modem methods of analytical analysis and experimental studies using mathematical modelling methods, research methods, devices and materials. Technical and technological application efficiency of KRTM-PV and SBS have been substantiated and confirmed to provide quality cementing of oil and gas wells. Formulations of KRTM-PV and SBS have been optimized on the basis of orthogonal central composite planning. According to the results of practical testing of cementing systems KRTM-PV and SBS, their technological usability and adaptation for casing cementing contributing to the quality and reliability of well casing in complex geological conditions have been proved.