Большинство месторождений природных углеводородов Крайнего Севера характеризуются наличием в их геологическом разрезе мерзлых горных пород и пластов с низкими давлениями гидроразрыва, что осложняет строительство скважин. Толща мерзлых горных пород может превышать 500 м, их естественная температура изменяется от 0 до -10 С. Применение обычных тампонажных цементов в таких геологических условиях не обеспечивает надежного крепления обсадных колонн и разобщения пластов, так как эти цементы долго твердеют, частично замерзают, что отрицательно влияет на технологических свойствах цементного камня. Имеется риск поглощения тампонажного раствора, разрушения цементного камня при действии на него циклических знакопеременных температур. Поэтому основная задача разработки тампонажных составов для цементирования обсадных колонн в интервале залегания мерзлых горных пород - обеспечение их морозостойкости, твердение в короткие сроки без усадочных деформаций. В отечественной промышленности серийный выпуск облегченных тампонажных смесей для низкотемпературных скважин не налажен. В настоящее время предложены различные облегчающие добавки, среди которых особое место занимает цеолит.
В статье рассмотрены проблемы цементирования скважин в условиях низких пластовых давлений и температур. Разработаны и исследованы цементно-цеолитовые тампонажные составы ЦЦТС-1 (плотность 1600-1610 кг/м3) и ЦЦТС-2 (1700 -1720 кг/м3). В их состав входят вяжущее вещество ПЦТ 1-50 (ГОСТ 1581-96), синтетический цеолит типов NaA и NaX соответственно для ЦЦТС-1 и ЦЦТС-2 (ТУ 2163-003-15285215-2006), стабилизирующее вещество МК-85 (ТУ 1714-457-05785388-2011), Natrosol 250EXR (ТУ 0799-001-99126491-2013), пластификатор СП-1 (ТУ 5870-005-58042865-2005). В качестве жидкости затворения использовалась техническая вода, для ускорения сроков схватывания - 4%-ный раствор хлорида кальция и 4%-ный раствор минерализованной добавки «Карнамин». Приведены результаты лабораторных исследования основных технологических свойств цементно цеолитового тампонажного раствора и камня при температурах 20±2 и 5±2 оС. Опттимальные значенения водотвердого отношения для получения тампонажной смеси плотностью 1600 - 1720 кг/м3 составляют 0,65-0,55.
Список литературы
1. Специальные тампонажные материалы для низкотемпературных скважин / П.В. Овчинников, В.Г. Кузнецов, А.А. Фролов [и др.]. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2002. – 115 с.
2. Орешкин Д.В., Фролов А.А., Ипполитов В.В. Проблемы теплоизоляционных тампонажных материалов для условий многолетних мерзлых пород. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. – 235 с.
3. Тампонажные смеси для цементирования обсадных колонн в интервалах многолетнемерзлых пород / И.И. Белей, А.С. Коростелев, С.А. Кармацких [и др.]// Бурение и нефть – 2014. – № 11. – C. 30–34.
4. Облегченный тампонажный цемент для низкотемпературных скважин / В.П. Овчинников, В.Г. Кузнецов, А.А. Фролов, Ю.О. Газгиреев // Бурение и нефть. – 2004. – № 5. – С. 32–33.
5. Облегченный тампонажный раствор для цементирования скважин в криолитозоне / В.П. Овчинников, В.Г. Кузнецов, В.К. Смыслов [и др.] // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы совершенствования технологии строительства скважин и подготовки кадров для Западно-Сибирского нефтедобывающего комплекса». – Тюмень: ТюмГНГУ, 2000. – С. 56–57.
6. Орешкин Д.В., Белоусов Г.А. Эффективность применения тампонажных материалов с полыми стеклянными микросферами // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. – 2007. – № 4. – С. 33–41.
7. Методические указания по испытанию тампонажных материалов для условий многолетнемерзлых пород. – М.: ВНИИГАЗ. – 1982. – 31 с.
8. Кубасов А.А. Цеолиты – кипящие камни // Соросовский образовательный журнал. – 1998. – № 7. – С. 70–76.
