Обращенные нефтеэмульсионные тампонажные растворы

Внедрение буровых растворов на углеводородной основе вы­звало практическую необходимость разработки тампонажных растворов для цементирования обсадных колонн в скважинах, которые пробурены с промывкой забоя известково-битумными или другими аналогичными растворами. В качестве исходной предпосылки для обеспечения качественного крепления таких скважин принято считать, что природа буровых и тампонажных растворов должна быть примерно одинаковой.

В МИН Г им. И, М. Губкина разработаны рецептуры обра­щенных нефтеэмульсионных цементных растворов (ОНЭЦР), применение которых в значительной мере позволяет сохранить коллекторские свойства вскрываемых продуктивных пластов, а также предотвратить осложнения, связанные с возможным смешиванием углеводородных буровых растворов с обычными цементными.

Жидкая фаза ОНЭЦР (дисперсионная среда) представлена дизельным топливом, которое загущают высокоокисленньш би­тумом; внутренней (дисперсной) фазой служат частицы цемент­ного порошка, смоченные водой, и эмульгированные капельки воды.

В качестве реагента-эмульгатора и гидрофобизатора в ОНЭЦР добавляют 1,5—2 % сульфонола, который стабили­зирует систему. Добавка его более 2 % увеличивает сроки схва­тывания раствора и несколько снижает прочность цементного камня, которая во всех случаях характеризуется величиной, зна­чительно меньшей по сравнению с прочностью камня из цемент­ных растворов на водной основе.

К числу преимуществ ОНЭЦР следует отнести отсутствие фильтраций воды из него, а также повышенную адгезию камня к поверхности металла и горных пород, покрытых углеводород­ной пленкой, что позволяет цементировать обсадные колонны в скважинах без применения специальных буферных жидкостей. Высокая степень седиментационной устойчивости и отсутствие расслоения столба ОНЭЦР по высоте скважины предопреде ляет вероятность сохранения гидростатического давления на про­дуктивные пласты в течение всего периода ОЗЦ.

В качестве примера может быть рекомендована следую­щая рецептура ОНЭЦР из числа разработанных в МИНГ им. И. М. Губкина (приводится количество компонентов для приготовления 1 м³ раствора).

Портландцемент, кг ……………………………………………………………. 940

Вода, дм⁸ ………………………………………………………………………...565

Дизельное топливо или раствор битума в нем, дм³………………………….378

Сульфонол, дм⁸ …………………………………………………………………..19

Каустическая сода, кг……………………………………7

Параметры этого тампонажного раствора и камня из него:

Плотность раствора, кг/м⁸........................1650

Растекаемость по конусу АзНИИ, см…………………………………………….. 18

Водоотделение, дм⁸/м⁸ ……………………………………………………………200

Начало загустевания при Т = 90 °С, ч-мин…………………….3-00

Начало схватывания, ч-мин……………………………………………………….8-00

Температурный интервал цементирования, °С……………………40-90

Прочность камня, МПа, через 3 сут на:

изгиб……………………………………….1

сжатие.................................3

Для промысловых условий рекомендован следующий поря­док приготовления ОНЭЦР. Доставленный на буровую в авто­цистернах раствор окисленного в дизельном топливе битума пе­рекачивают в мерники цементировочных агрегатов; после вве­дения в битумный раствор 75 % расчетного количества ПАВ смесь тщательно перемешивают цементировочными насосами по схеме замкнутой циркуляции: мерная емкость — насос —мерная емкость. В циркулирующий раствор дизельного топлива с по­мощью цементировочного насоса одного агрегата на первой ско­рости вводят цементный раствор соответствующей плотности, затворенный по общепринятой схеме (на воде) с применением цементосмесителя и цементировочных агрегатов.

При смешивании водного цементного раствора с битумным концентратом в присутствии ПАВ образуется обращенная эмульсия. После прекращения эмульгирования с поверхности ОНЭЦР насосами удаляют выделившуюся из раствора избы­точную воду в количестве 50-—60 % от первоначального объема, использованного для затворения цемента. Затем ОНЭЦР обра­батывают оставшимся количеством ПАВ и перемешивают до однородного состояния. Приготовленный ОНЭЦР перекачивают в специальные емкости, где его можно хранить до момента за­качивания в скважину (в течение нескольких суток).

Наличие межфазных пленок по границе раздела фаз бло­кирует центры кристаллизации и сдерживает рост кристаллов новообразований, благодаря чему приготовленный заранее ОНЭЦР в течение длительного времени сохраняет свои техно­логические параметры, подобранные первоначально в соответ­ствий с условиями цементирования.

К числу технологических особенностей спуска и цементиро­вания обсадных колонн в скважинах, пробуренных с использо­ванием растворов на углеводородной основе, следует отнести возможность значительного роста гидродинамических давлений в скважинах как в процессе спуска колонн, так и при цементи­ровании. Это обусловлено увеличением предельных напряжений сдвига буровых растворов в скважине, которые могут достигать 100 Па и более и способны вызывать гидроразрыв пластов.

Поиск по сайту: