Исследование упругих свойств тампонажных материалов

1.

1
АГТУ ВШН
АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВЫСШАЯ ШКОЛА НЕФТИ
Исследование упругих свойств
тампонажных материалов
Выполнил: Хакимов А.З., группа 11-21
Руководитель: к.т.н., вед. науч. сотр.
Катеев Р.М.

2.

2
АГТУ ВШН
Актуальность
Актуальной задачей последних трех десятилетий является
повышение качества крепления скважин, герметизация крепи
скважин на месторождениях с низкими градиентами
гидроразрыва.
В процессе строительства скважин тампонажный материал,
используемый при креплении обсадных колонн, испытывает
динамические нагрузки, в результате которых теряет свою
целостность. Это приводит к нарушению герметичности
затрубного пространства и последующим перетокам пластовых
флюидов.

3.

3
АГТУ ВШН
Проблема
Проблема тампонажного камня с упругими свойствами
заключается в нарушении герметичности крепи за обсадной
колонной под воздействием динамических нагрузок, таких как
ударное воздействие КНБК, опрессовка обсадной колонны,
кумулятивная перфорация и гидравлический разрыв пласта
(ГРП).
Для решения этой проблемы необходимо разрабатывать
упругие цементные системы с улучшенными упругопрочностными свойствами. Для увеличения упругих свойств
цементного камня используются специальные добавки.

4.

4
АГТУ ВШН
Предлагаемая технология
В Надым-Пурской области Западной Сибири
проводились экспериментальные исследования с
целью повышения упругих свойств тампонажного
камня.
В качестве эластификатора использовалась
эпоксидная смола с различной концетрацией.
Дефекты цементного камня: цементный камень
без специальных добавок после воздействия
избыточного давления 30,9 МПа

5.

5
АГТУ ВШН
Результаты
Результаты экспериментальных исследований представлены на диаграммах

6.

6
АГТУ ВШН
Результаты
Разработанный состав ЦР - 5, содержащий эпоксидную смолу 4,52%
(смола – 4,11 %, отвердитель – 0,41 %) и латекс (сополимер винилацетата
и этилена 3%) 1 %, характеризуется:
• сниженным модулем Юнга – 6,93 ГПа (на 38% ниже, чем у
бездобавочного ЦР - 1, и на 4 % ниже, чем у отраслевого решения ЦР-6);
• увеличенным коэффициентом Пуассона – 0,31 (на 51% выше, чем у
бездобавочного ЦР - 1, и на 6% выше, чем у отраслевого решения ЦР-6);
• повышенной прочностью на сжатие/изгиб/растяжение: 32,81/7,86/6,49
МПа соответственно.
Упругий цементный камень после воздействия
избыточного давления 61,8 МПа

7.

7
АГТУ ВШН
Мною были разработаны составы цементных систем с
различными добавками. В качестве образцов являются
составы цементных растворов нормальной плотности
без специальных добавок и применяемое
технологическое решение – цементный раствор
нормальной плотности с добавками.
Поливиниловое волокно
Стеклофиброволокно
Базальтовое волокно

8.

8
АГТУ ВШН

9.

9
АГТУ ВШН
Разработанный состав ЦР - 2, содержащий поливиниловое волокно 0,05%
характеризуется:
• сниженным модулем Юнга – 2,06 ГПа (на 67% ниже, чем у бездобавочного ЦР – 1)
• увеличенным коэффициентом Пуассона – 0,38 (на 37% выше, чем у бездобавочного
ЦР – 1)
• повышенной прочностью на сжатие/растяжение: 21,6/2,23 МПа соответственно.

10.

АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОЛГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВЫСШАЯ ШКОЛА НЕФТИ
СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!