Новый подход к оценке эффективности укрепляющих составов для стабилизации неустойчивых пород

UDK: 622.245.3

DOI: 10.24887/0028-2448-2022-11-24-27

Ключевые слова: укрепляющие составы, фильтрация в низкопроницаемых породах, устойчивость аргиллитов, оценка укрепляющих составов

Авт.: Д.В. Евдокимов (ООО «СамараНИПИнефть»), О.В. Ножкина (ООО «СамараНИПИнефть»), к.т.н., В.А. Капитонов (ООО «СамараНИПИнефть»; Самарский гос. технический университет), к.т.н., А.С. Козырев (ООО «РН-ЦЭПиТР»), Н.И. Ермолаев (ООО «РН-ЦЭПиТР»), Н.Р. Логинова (АО «Самотлорнефтегаз»), Д.Д. Крепостнов (ПАО «НК «Роснефть»)

Сложность процессов, протекающих при вскрытии неустойчивых интервалов аргиллитов, и отсутствие надежных методов лабораторной оценки взаимодействия фильтрата со слабопроницаемой породой являются стимулом для поиска новых способов проведения исследований. Один из факторов, влияющих на устойчивость аргиллитов, – это объем фильтрата, взаимодействующего с породой. Как правило, с увеличением объема фильтрата сокращается время нахождения таких пород в устойчивом состоянии. С целью минимизации влияния данного фактора исследованы составы, применяемые в промышленном и гражданском строительстве для укрепления грунтов. Укрепляющие составы состоят из крепителя и отвердителя/активатора. В роли крепителя выступает силикат натрия или различные модификации карбамидной смолы, в качестве отвердителей – водные растворы кислот и солей.
В статье рассмотрены однорастворные способы укрепления пород, при реализации которых смешивание крепителя и отвердителя выполняется в поверхностных условиях, и двухрастворные, предусматривающие поочередную доставку компонентов состава в интервал неустойчивых пород. С целью количественной оценки эффективности укрепляющих составов разработан подход, в рамках которого на первом этапе проводится кольматация керамического диска наименьшей проницаемости. Изменение проницаемости дисков позволяет количественно оценивать крепящие (закупоривающие) свойства составов. На втором этапе выполняется оценка взаимодействия составов (отделяемой свободной влаги) с модельными образцами под нагружением около 2,5 % предела прочности образца при поддержании заданной температуры. Методика формирования искусственных образцов из кернового материала позволяет достигать высокой сходимости получаемых результатов. Время устойчивого состояния определяется от начала испытания до разрушения модельного образца или до момента, когда его деформация составить 15 % и более начальной длины. Результаты данной работы могут способствовать внедрению технологий закрепления грунтов из промышленного и гражданского строительства в процесс строительства скважин.


Список литературы

1. Капитонов В.А., Федосенко О.В., Юрченко В.В. Рассмотрение факторов, влияющих на устойчивость аргиллитов // Нефть. Газ. Новации. – 2017. – № 10. – С. 22–25.
2. Регламентирование величины плотности бурового раствора при бурении интервала эксплуатационной колонны на месторождениях Западной Сибири / А.В. Королев, П.Л. Рябцев, В.А. Мосин [и др.] // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2013. – № 1. – С. 23–27.
3. Основные подходы к подбору систем буровых растворов и технологии их применения для предупреждения осложнений в интервале залегания кошайских отложений на Самотлорском месторождении / В.Н. Кожин, М.Е. Коваль, Д.В. Евдокимов [и др.] // Нефтепромысловое дело. – 2021. – № 9(633). – С. 37–40. – DOI 10.33285/0207-2351-2021-9(633)-37-40.
4. Ножкина О.В., Нечаева О.А., Леляков А.Д. Выявление факторов качественного вскрытия отложений, склонных к обвалообразованию, на месторождениях Западной Сибири // Нефть. Газ. Новации. – 2021. – № 1. – С. 44–47.
5. Бочко Э.А., Никишин В.А. Упрочнение неустойчивых горных пород при бурении скважин. – М.: Недра, 1979. – 168 с.
6. Айлер Р. Химия кремнезема / пер. с англ. – М.: Мир, 1982. – Ч. 1. – 416 с., Ч. 2. – 712 с.
7. Разработка и опыт применения кремнегелевых реагентов и буровых растворов / В.В. Минибаев, И.В. Грязнов, Е.А. Коновалов [и др.] // Бурение и нефть. – 2010. – № 2. – С. 47-48.
8. Ли Цзиньян. Перспективы и современный опыт применения силикатов щелочных металлов при бурении скважин // Нефтегазовое дело. – 2012. – № 3. – С. 81–91.
9. Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83) / НИИОСП им. Герсеванова. – М.: Стройиздат, 1986. – 128 с.
10. Разработка воспроизводимой методики одноосного сжатия искусственных кернов для оценки ингибирующего действия буровых растворов / Е.В. Бойков [и др.]. В сб. Реагенты и материалы для строительства, эксплуатации и ремонта нефтяных, газовых скважин: производство, свойства и опыт применения. Экологические аспекты нефтегазового комплекса // Материалы XX Международной научно-практической конференции, 7–10 июня 2016 г. – Владимир: Аркаим, 2016. – 172 с.