Строительство скважин в интервалах карбонатных пород характеризуется наличием трещинно-кавернозных зон с низкими пластовыми давлениями и осложняется поглощениями бурового и тампонажного растворов. Поглощения присущи большинству месторождений Татарстана, и за десятилетия наработаны методы борьбы с ними. Для обеспечения подъема цемента до устья применяются технология двухстадийного цементирования эксплуатационных колонн и облегченные тампонажные растворы. Приготовление облегченных тампонажных растворов как в России, так и за рубежом в основном осуществляют путем сочетания тампонажного материала с добавками, имеющими значительно меньшую плотность по сравнению с цементом либо добавками, увеличивающими водосодержащие. При этом основными недостатками всех облегченных смесей являются низкая прочность формируемого цементного камня и технологические неудобства при приготовлении смеси.
В статье дано краткое описание направлений разработки облегченных тампонажных материалов для крепления эксплуатационных колонн в ПАО «Татнефть». Облегченные тампонажные растворы можно получить из обычных цементов различными способами: увеличением количества жидкой фазы раствора (например, за счет применения гидрофильных добавок); применением для затворения обычного цемента жидкостей с меньшей плотностью, чем у воды (нефтепродуктов или нефти); введением твердых добавок, плотность которых меньше плотности цемента; аэрированием тампонажного раствора. В ПАО «Татнефть» до сих пор применяются облегченные тампонажные растворы на основе тампонажного портландцемента и бентонитового глинопорошка марки ПБН, которые перемешиваются в сухом виде путем многократного перетаривания на складе тампонажного подрядчика. При этом основным фактором, снижающим плотность, является повышенное водосмесевое отношение, что впоследствии отрицательно влияет на прочности цементного камня. Ранее в качестве легкого пористого наполнителя в смеси цемента использовали: перлит, керамзит, вспученный вермикулит, пемзу, лигнины. Но ввиду низкой прочности пористых наполнителей при объемном сжатии область применения таких облегченных растворов была ограничена. В связи с этим начали широко применяться следующие типы материалов: алюмосиликатные, стеклянные, керамические и пеностеклянные микросферы.
Список литературы
1. Катеев И.С. Исследование и совершенствование способов повышения качества крепления скважин на поздней стадии разработки нефтяных месторождений: автореф. дис. ... канд. техн. наук. – Уфа, 1978. – 24 с.
2. Исхаков А.Р., Зарипов И.М., Исмагилов А.А. Разработка технологии цементирования обсадных колонн с использованием алюмосиликатных полых микросфер // Сборник тезисов молодежной научно-практической конференции, посвященной добыче трехмиллиардной тонны нефти ОАО «Татнефть». – Альметьевск, 2007. – Т. 1. – С. 54–55.
3. Рябоконь С.А., Новохатский Д.Ф. Современное состояние в области тампонажных цементов и растворов // Современная технология и технические средства для крепления и ремонтно-изоляционных работ нефтяных и газовых скважин: сб. науч. тр. / ОАО НПО «Бурение». – 2000. – Вып. 5. – С. 75–88.
4. Оптимизация рецептуры тампонажного раствора с использованием пористых стеклянных полнотелых гранул при цементировании эксплуатационных колонн в ОАО «Татнефть» / М.Г. Газизов, А.М. Зарипов, И.М. Зарипов [и др.] // Реагенты и материалы, технологические составы и буровые жидкости для строительства, эксплуатации и капитального ремонта нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин: материалы XVI Междунар. науч.-практ. конф., г. Суздаль, 5–8 июля 2012 г. / ЗАО «Полицелл» [и др.]. – Владимир : Изд-во ВлГУ, 2012. – С. 130–135.
5. Тампонажный раствор со стеклянными гранулами / Р.И. Катеев, С.И. Амерханова, И.М. Зарипов [и др.] // Сборник научных трудов ТатНИПИнефть / ОАО «Татнефть». – 2013. – Вып. 81. – С. 275–281.
6. Опытное применение облегченной тампонажной смеси в ОАО «Татнефть» / А.Я. Вакула, С.В. Белоногов, Р.И. Катеев [и др.] // Бурение и нефть. – 2013. – № 4. – С. 26–28.
7. Катеев Р.И., Зарипов А.М., Шаяхметов А.Ш. Результаты опытно-промысловых испытаний облегченных тампонажных растворов в ПАО «Татнефть» при цементировании в одну ступень // Реагенты и материалы для строительства, эксплуатации и ремонта нефтяных, газовых скважин: производство, свойства и опыт применения. Экологические аспекты нефтегазового комплекса: материалы XXII Междунар. науч.-практ. конф., 5-8 июня 2018 г., г. Владимир. – Владимир: Аркаим, 2018. – С. 82-85.
8. Пат. 2588026 РФ, МПК C09K 8/473 (2006.01). Облегченный тампонажный состав / Р.И. Катеев, С.И. Амерханова, А.Ш. Шаяхметов, Т.М. Габбасов, Д.В. Латыпова, М.Г. Газизов; заявитель и патентоообладатель ПАО «Татнефть» имени В.Д. Шашина. – № 2014154364/03; заявл. 30.12.14; опубл. 27.06.16.
9. Опыт строительства скважин с эксплуатационной колонной, составленной из стеклопластиковых обсадных труб, в ПАО «Татнефть» / И.М. Зарипов, А.Р. Исхаков, Р.И. Катеев, А.М. Зарипов // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 7. – С. 18–19. – DOI: 10.24887/0028-2448-2018-7-18-19.
10. Пат. 2720025 РФ, МПК E21B 33/14 (2006.01), C09K 8/467 (2006.01), C04B 14/38 (2006.01). Способ цементирования обсадной колонны в скважине / И.М. Зарипов, А.Р. Исхаков, А.Ш. Шаяхметов; заявитель и патентоообладатель ПАО «Татнефть» имени В.Д. Шашина. – № 2019113368; заявл. 30.04.19; опубл. 23.04.20.
11. Облегченный тампонажный раствор с добавлением пенокерамических микросфер / Р.И. Катеев, А.М. Зарипов, Р.Р. Бикбулатов, А.В. Козлов // Бурение и нефть. – 2018. – № 3. – С. 28–31.
12. Исследование комбинированного наполнителя для улучшения тампонирующих свойств цементного раствора / И.М. Зарипов, А.Р. Исхаков, Р.И. Катеев [и др.] // Сборник научных трудов ТатНИПИнефть / ПАО «Татнефть». – 2019. – Вып. 87. – С. 240–245.
13. Опытно-промышленные работы по внедрению технологии пеноцементирования / А.С. Шигабутдинов, В.Н. Гиматдинов, И.Р. Шакиров [и др.] // Бурение и нефть. – 2020. – № 4. – С. 28–32.
