Изоляция вскрытых коллекторов от проницаемых пластов в верхних и нижних интервалах при бурении нефтегазовых скважин является одной из важных задач при их строительстве. Наиболее распространенным технологическим приемом ее решения является закрытие продуктивных горизонтов обсадными колоннами и уплотнение затрубного пространства цементным раствором. В связи с тем, что крепление обсадной колонны осуществляется на последнем этапе строительства скважин, особое значение приобретает качественное выполнение работ, в противном случае это может привести к недооценке потенциала месторождения, потерям в добыче, газонефтеводопроявлениям и образованию грифонов. Водоцементный фактор играет основную роль в регулировании реологических показателей тампонажного раствора. Так, для гидратации клинкера требуется 22-23 % воды. Для повышения его текучести количество воды увеличивают до 45-50 % сухого цемента. При добавлении облегченных добавок этот показатель увеличивается до 100-120 %. В процессе затвердения эти факторы приводят к тому, что силы сцепления между частицами цемента становятся очень слабыми, а суспензионная среда приобретает низкую вязкость. В представленной работе проанализированы данные процессы, для повышения качества цементирования предлагается использовать высокомолекулярный полимер, суперпластификатор, металлические наночастицы и облегченный наноструктурированный цементный раствор на основе модифицированных многослойных углеродных нанотрубок. Доказана эффективность приготовления облегченного цементного раствора и его применения при укреплении интервалов.
Список литературы
1. Suleimanov B.A., Veliyev E.F., Aliyev A.A. Oil and gas well cementing for engineers. – John Wiley & Sons, 2023. – 272 р.
2. Veliyev E.F., Aliyev A.A. Comparative analysis of the geopolymer and Portland cement application as plugging material under conditions of incomplete displacement of drilling mud from the annulus // SOCAR Proceedings. – 2022. – № 1. – Р. 108–115. – http://doi.org/10.5510/OGP20220100637
3. Цемент тампонажный облегченный марки ПЦТ III-Об 5-50. – https://zbtm.ru/products/tamponazhnyie-materialyi-po-gost-1581-96/pczt-iii-ob-5-50
4. Moradi S.S.T., Nikolaev N.I. Sedimentation stability of oil well cements in directional wells // International Journal of Engineering. – 2017. – V. 30. – No. 7. – P. 1105-1009.
5. Овчинников В.П., Аксенова Н.А., Овчинников П.В. Физико-химические процессы твердения, работа в скважине и коррозия цементного камня. – Тюмень: Нефтегазовый университет, 2007. – С. 62–63.
6. Polymer nanocomposites for enhanced oil recovery / V.M. Shamilov, E.R. Babayev, E.S. Kalbaliyeva, F.V. Shamilov // Materials Today: Proceedings. – 2017. – V. 4. – Р. 70–74. – https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.09.169
7. Шамилов В.М., Бабаев Э.Р. Полимерные нанокомпозиты на основе карбоксиметилцеллюлозы и наночастиц Al и Cu для увеличения добычи нефти// Территория Нефтегаз. – 2017. – № 3. – С. 34–38.
8. Шамилов В.М., Бабаев Э.Р. Разработка многофункциональных композиционных смесей на основе водорастворимых ПАВ, полимеров и металлических нанопорошков в качестве агентов вытеснения нефти // Территория Нефтегаз. – 2016. – № 6. – C. 60–63.
9. Некоторые аспекты применения углеродных нанотрубок для увеличения коэффициента извлечения нефти / В.М. Шамилов, Э.Р. Бабаев, П.Ш. Маммадова [и др.] // SOCAR Proceedings Special Issue. – 2023. – №. 1. – C. 115–120. – http://doi.org/10.5510/OGP2023SI100863
10. Пестерев С.В., Фатхутдинов И.Х., Дацков А.В. Новые добавки для эффективного решения технологических задач при цементировании скважин // Бурение и нефть. – 2010. – № 11. – С. 32–34.
11. Нанотехнологии в бурении / Р.А. Гурбанов [и др.]. – Баку, 2012. – 132 с.
12. Карпов А.И. Результаты исследований в области нанотехнологий и наноматериалов // Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. – 2014. – Т. 6. – № 6. – C. 80-95. – https://doi.org/10.15828/2075-8545-2014-6-6-80-95
13. Некоторые аспекты проектирования составов многокомпонентных композиционных материалов / Е.В. Королев, В.А. Смирнов, А.И. Альбакасов,
А.С. Иноземцев // Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. –2011. – № 6. – С. 32–43.
14. Suleimanov B.A., Veliyev E.F. The effect of particle size distribution and the nano-sized additives on the quality of annulus isolation in well cementing // SOCAR Proceedings. – 2016. – № 1. – Р. 4–10.
15. Application of aluminum nanoparticles in reagents for oil viscosity reduction / A.I. Abdullayev, M.J. Hamashayeva, F.V. Shamilov [et al.] // SOCAR Proceedings Special Issue. – 2024. – No. 1. – Р. 017–021. – https://doi.org/10.5510/ogp2024si100956
16. Влияние добавки наномодификатора на основе углеродных нанотрубок на прочность цементного камня / А.Ф. Хузин, М.Г. Габидуллин, Н.М. Сулейманов, П.Н. Тогулев // Известия КГАСУ. – 2011. – № 2(16). – C. 185–189.
17. Перспективы применения новых технологий при цементировании нефтяных и газовых скважин / А.И.Абдуллаев [и др.] // Территория Нефтегаз. – 2016. – № 4. – С. 27–31.
18. Influence of carbon nanotube on properties of concrete: A review / P. Zhang, J. Su, J. Guo, Sh. Hu // Construction and buildings material. – 2023. – V. 369. – No. 10. – https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130388
19. Carbon Nanotubes in Portland cement concrete: Influence of dispersion on mechanical properties and water absorption / C.G.N. Marcondes, M.H.F. Medeiros, J. Marques Filho, P. Helene // Revista ALCONPAT. – 2015. – V. 5. P. 96–113. – https://doi.org/10.21041/ra.v5i2.80
20. Developments and Applications of Carbon Nanotube Reinforced Cement-Based Composites as Functional Building Materials / K. Chui, J. Chung, L. Feo [et al.] // Frontiers in Materials. – 2022. – V. 9. –https://doi.org/10.3389/fmats.2022.861646
21. А/с № 2016 0087. Облегченный тампонажный раствор / Шамилов В.М., Исмаилов Ф.С., Кулиев И.Б.; опубл. 30.08.2016 г.
22. Pat. US9499439B2. Highly dispersed carbon nanotube-reinforced cement-based materials / S.P. Shah, M. Konsta, Z.S. Metaxa.
