Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Геотехническая и горная механика

Диссертационная работа:

Алиев Расул Магомедович. Фильтрационные нарушения процесса структурообразования тампонажных суспензий и разработка способов повышения их суффозионной устойчивости : ил РГБ ОД 61:85-5/122

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В ДИССЕРТАЦИИ 4

ВВЕДЕНИЕ 6

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ
ГЕРМЕТИЧНОГО ИЗОЛЯЦИОННОГО КОМПЛЕКСА СКВАЖИН 10

I.I.Обзор существующих представлений о природе межпластовых перетоков и флюидопроявлений

через зацементированное заколонное пространство 10

1.2. Поровое давление тампонажной суспензии 16

1.3.Процесс коагуляции в дисперсных системах .19

1.4.Современные взгляды на процессы структурообра-

зования в цементных суспензиях 21

1.5.Анализ существующих методов регулирования филь
трационных процессов в тампонажной суспензии 25

1.6.Выводы из изучения состояния вопроса и обоснование

направления исследования. 30

II. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ 33

Ш. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ

ТАМПОНАЖНОЙ СУСПЕНЗИИ ПРИ ТВЕРДЕНИИ В ФИЛЬТРА
ЦИОННОМ ПОТОКЕ 42

3.1.Влияние неравномерности структуры твердеющей

тампонажной суспензии на её проницаемость 42

3.2.Деструктивные процессы на стадии агрегации 53

3.3.Деструктивные процессы на переходной стадии 80

3.4.Деструктивные процессы на стадии твердения 112

ВЫВОДЫ ПО Ш ГЛАВЕ 118

ІУ. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ,

УМЕНЬШАЮЩИХ ОПАСНОСТЬ КАНАЛ00БРА30ВАНИЯ 120

4.І.Выбор продолжительности и интенсивности переме
шивания при использовании осреднительной емкости 120

4.2.Приведение в соответствие продолжительности це
ментирования с продолжительностью первой и вто
рой стадий 122

4.3.Гомогенизация тампонажной суспензии в затрубном

пространстве на второй стадии 124

4.4.Заполнение порового пространства и образующихся
каналов фильтрации тонкодисперсной коагуляцион-
ной структурой 126

4.5.Локальное упрочнение слабых участков образовав
шейся структуры частицами, связанными кристал
лизационными контактами 136

4.6.Выбор оптимального для данных условий состава

вяжущего вещества 138

ВЫВОДЫ ПО ІУ ГЛАВЕ 140

У. ПРОВЕРКА И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЖОМЕНДОВАННЫХ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ 143

5.1.Проведение промысловых испытаний суффозионно

устойчивых тампонажних растворов 143

5.2.Экономическая эффективность рекомендаций 146

ВЫВОДЫ ПО У ГЛАВЕ 147

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 148

ЛИТЕРАТУРА 151

Приложение I 164

Приложение 2 165

Приложение 3 166

Приложение 4 167

Приложение 5 168

R-a- радиус агрегата твердой фазы;

1г- масса частицы твердой фазы;

1ж- масса дисперсионной среды;

и.ц- масса исходного цемента;

и.н- масса инертного наполнителя;

пп - пластовое давление;

'п - поровое давление тампонажнои суспензии;

н - начальное давление тампонажнои суспензии;

j-c - давление дисперсионной среды, тампонажнои суспензии;

в - относительное поровое давление тампонажнои суспензии;

г - количество частиц твердой фазы;

'U - водоцементное отношение;

и - степень гидратации вяжущего вещества, доли единицы;

у - ускорение свободного падения;

С б - постоянная Больцмана;

^ - постоянная Гамакера;

t - время;

Г - температура, град. С;

г - расстояние между частицами твердой фазы;

г - частотность фиксированного расстояния;

и.и_ объемная концентрация инертного наполнителя;

я.м- объемная концентрация активного минерала;

lip- растекаемость тампонажнои суспензии;

U- предельный В0Д00ТСТ0Й$

;г.ц- объемная концентрация гидратированного цемента.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В даССЕРТАЩИ

И - скорость движения жидкой фазы дисперсной системы*, Иг- скорость оседания частицы твердой фазы дисперсной системы^ Иа - скорость оседания агрегата твердой фазы дисперсной системы; р - плотность жидкой фазы дисперсной системы* j)r - плотность частицы твердой фазы дисперсной системы} рл- плотность агрегата твердой фазы дисперсной системы*, fie - средневзвешенная плотность дисперсной системы; Vx- объем дисперсионной среды; Vt - объем дисперсной фазы; Vh.h- объем инертного наполнителя; Vn4- объем исходного цемента; с - пористость дисперсной системы; эф- пористость структуры;

8# - пористость уплотненной части дисперсной системы; If* - удельный объем дисперсионной среды; ІГи.н - удельный объем инертного наполнителя; b"iuv- удельный объем исходного цемента; Ьїд _ удельный объем цементного геля; р - вязкость жидкой фазы дисперсной системы; рс - эффективная вязкость дисперсной системы; Кт - коэффициент тампонирующей способности; Кп - коэффициент проницаемости дисперсной системы; К в - коэффициент водоотделения; R* - радиус капли; Ктр - радиус трубы; Rn - радиус поры; R-F - радиус частицы твердой фазы;

Введение к работе:

Несмотря на ограниченность мировых ресурсов жидких и газообразных углеводородов нефть и газ в нашей стране в перспективе до 2000 года, возможно и на первое столетие следующего тысячелетия останутся важнейшим источником энергии.

Решениями ХХУІ съезда КПСС предусмотрено значительно увеличивать добычу газа при продолжении роста добычи нефти.

В условиях снижения продуктивности действующих и вновь сооружаемых скважин для поддержания уровня добычи нефти, а тем более для его повышения необходимо сооружение все большего числа скважин. Эффективность их эксплуатации, а следовательно, и эффективность использования затраченных на их сооружение финансовых, материальных и трудовых ресурсов в значительной степени определяется надежностью изоляционного комплекса скважин, включающего обсадные колонны, тампонажные материалы, приствольную зону и контактные области между этими элементами.

Недостаточная надежность изоляционного комплекса может привести к разрушению крепи скважины, обводнению месторождений и к другим нежелательным последствиям - межпластовым перетокам, неконтролируемому поступлению пластовых флюидов на поверхность.

Повышение надежности изоляционного комплекса скважин необходимо для повышения нефте- и газоотдачи пластов, увеличения долговечности скважин, сокращения потерь углеводородов, ценность которых будет во все большей степени возрастать.

Уже теперь по расчетам американских специалистов в штате Техас ущерб от негерметичности заколонного пространства составляет от 20 до 350 тыс. долларов на скважину. Трудность решения данной проблемы усугубляется недоступностью изоляционного комплекса скважины для наблюдения как в процессе ее сооружения, так

и в процессе эксплуатации, а также сложностью адекватного моделирования процессов цементирования и поведения изоляционного комплекса в процессе его службы.

Развитие научных представлений в этой области технологии прошло через признание главенствующей роли языков невытесненного бурового раствора, затем глинистой корки на стенках скважины, а также негерметичности резьб, в нарушении изоляции скважины. Цементное кольцо в затрубном и межтрубном пространстве казалось значительно более надежным элементом, чем упомянутые выше.

Однако в последние годы в результате проведения экспериментальных работ и успешного вскрытия заколонного пространства в исследовательских целях было обнаружено, что само цементное кольцо имеет в своем сечении флюидопроводящие каналы. В сочетании с данными о многочисленных газопроявлениях, наблюдаемых в период ОЗЦ, это обстоятельство привело к экспериментально подтвержденному и общепризнанному теперь мнению, что цементное кольцо в затрубном пространстве разрушается, и это разрушение происходит зачастую на ранней стадии его формирования в результате фильтрации пластовых флюидов. Фильтрация становится возможной в результате падения противодавления на пласты в процессе затвердевания тампонажного раствора, причем это падение происходит на той стадии, когда проницаемость тампонажной суспензии еще велика.

К настоящему времени уже предложен ряд мероприятий, призванных противодействовать этому явлению. Эти мероприятия носят в значительной степени фрагментарный характер, так как предложены без учета природы процессов фильтрационного нарушения твердеющей тампонажной суспензии. Природа этих процессов, их микромеханизм оставались неизученными, что не позволяло целенаправленно работать над повышением изоляционных свойств тампонажных суспензий.

Поэтому настоящая работа была посвящена изучению процессов

- 8 -формирования и разрушения структуры тампонажных суспензий на надмолекулярном уровне дисперсности (10 - 10 мкм) и изысканию физико-химических методов предотвращения фильтрационных нарушений на основе новых научных представлений об этих процессах.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе были поставлены и решены следующие основные задачи:

разработана методика комплексного исследования структуры, формирующейся в тампонажной суспензии;

исследованы физико-химические процессы, протекающие в структуре твердеющей тампонажной суспензии в условиях фильтрационного потока;

- выявлены закономерности формирования противофильтрационных свойств твердеющей тампонажной суспензии;

изучен механизм формирования каналов фильтрации на надмолеку-лярном уровне дисперсности (10 - 10 мкм);

разработаны пути повышения устойчивости структуры тампонажной суспензии фильтрационному нарушению на ранних стадиях ее формирования;

рекомендован ряд технологических приемов и материалов для повышения изолирующей способности цементных суспензий;

проведены промысловые испытания ряда рекомендаций.

Диссертационная работа выполнена на кафедре "Бурение нефтяных и газовых скважин" МйНХ и ГП им. И.М. Губкина в 1979-1984 г.г.

Диссертация относится к циклу работ, выполненных сотрудниками лаборатории цементирования скважин кафедры бурения нефтяных и газовых скважин МИНХ и ГП им. И.М. Губкина под научным руководством профессора B.C. Данюшевского, в направлении исследования связи "структура - свойства" для тампонажных суспензий на минеральной основе. Как и в ранее выполненных работах И.А. Ведищева

/20/, К.А.Джабарова /45/ и ряда других сотрудников, в основу данной работы положен детерминированный подход,позволяющий глубже раскрыть природу процессов, протекающих в тампонажной суспензии.

Автор сердечно благодарит научного руководителя доктора технических наук, профессора Виктора Соломоновича Данюшевского.

Автор выражает признательность сотрудникам кафедры, принявшим участие в обсуждении работы.

Подобные работы
Соколов Юрий Николаевич
Повышение нейтрализующей способности и устойчивости буровых растворов к воздействию сероводорода
Орман Леонид Мотельевич
Прогнозирование и предупреждение нарушений устойчивости стенок при бурении в осложненных условиях
Довиденко Геннадий Перфильевич
Разработка способа пылеподавления при бурении шпуров в россыпных шахтах Севера
Блинов Борис Михайлович
Разработка технологии управления гидравлическими разрывами пластов при комбинированном способе крепления в разведочных скважинах Севера Западной Сибири
Печерская Наталия Владимировна
Разработка способа повышения окислительной устойчивости жировых продуктов эмульсионной природы
Тиджиев Марат Олегович
Повышение устойчивости технологических процессов непрерывных производств при кратковременных нарушениях электроснабжения
Хашин Виктор Николаевич
Технологические способы повышения устойчивости внутренних отвалов на разрезах Кузбасса
Волокитин Валериан Георгиевич
Разработка способа хранения шламсодержащих солей в виде суспензий в целлюлозно-бумажном производстве
Собуров Кумушбек Алгазиевич
Разработка способа очистки отходящих газов от диоксида серы водными суспензиями золы
Журавлева Людмила Николаевна
Изучение окисления растительных масел при высокотемпературном нагреве во фритюре и разработка способов повышения их стабильности

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net