Ropné vrty jsou po vyvrtání zajištěny šňůrami ocelových trubek (pažnice) do nich spuštěných. Vnější průměr trubek je o několik centimetrů menší než průměr studny a mezi sloupem a stěnou studny zůstává prostor, který je nutné následně vyplnit cementovou maltou. Po ztuhnutí cementu se vytvoří stěny studny. V některých případech nastávají situace, které vedou k zastavení práce. Obvykle je to způsobeno nesprávnou dopravou cementu, špatným testováním cementové malty v laboratoři, cement nestihl vytvrdnout atd. [5].

Cementování vysokoteplotních vrtů je důležitou fází výstavby studní. Během procesu tmelení musí být injektážní roztoky vybírány velmi správně a pečlivě. Každá speciální přísada obsažená ve složení cementových roztoků má své vlastní funkce. Například trikalciumsilikát (alit) velmi rychle získává pevnost při vysokých teplotách, což je důležitý ukazatel při cementování vysokoteplotních vrtů. Hlinitan vápenatý má nízkou úroveň pevnosti, což může mít nepříznivé účinky při vysokých teplotách [3]. Při studiu každého řešení musíte přesně vědět, jak se bude chovat a zda bude stačit při čerpání do studny. Pokud si personál všimne chyby při kontrole roztoku cementu, bude nutné ji opravit, než se roztok začne dodávat do mezikruží vrtu, protože proces cementování musí probíhat nepřetržitě.

Vliv teploty na pevnost cementového kamene ukazuje změnu pevnosti cementového kamene tvrzeného po dobu 24 a 48 hodin za různých teplotních podmínek. Domnívá se, že 110°C a 150°C jsou dva kritické teplotní body pro začátek poklesu pevnosti cementového kamene.

Obrázek 1. Vliv teploty na pevnost cementového kamene

Výsledky uvedené ve druhém grafu ukazují, že při teplotách pod 100°C dosahuje pevnost cementového kamene svých nejvyšších hodnot a na této úrovni se ustálí. Doba dosažení maximálních stabilních hodnot pevnosti kamene při teplotách 80-100°C je cca 15-20 hodin.

Obrázek 2. Změna pevnosti cementového kamene během tuhnutí za různých teplotních podmínek

Tyto dva grafy potvrzují nevhodnost použití čistého portlandského cementu při teplotách nad 100 C. Pro teplotu 110 C po 48 hodinách tvrdnutí se pevnostní křivka začíná postupně stabilizovat. To může znamenat, že hydratace cementového kamene dosáhla své maximální hodnoty a plně odráží vliv teploty na rychlost hydratace cementového kamene. Studie prokázaly, že při teplotách do 110°C vzniká hydratací cementového kamene CSH(II), který má dobrou síťovou strukturu, což má pozitivní vliv na pevnost cementového kamene. Přeměna hydrokřemičitanu CSH(II) po teplotách 110 °C na vysoce bazický hydrokřemičitan vápenatý, krystalizující ve formě velkorozměrových produktů a formovaný ve formě desek v cementovém kameni, oslabuje jeho pevnost v důsledku nízká pevnost kontaktů. Vznikne tak struktura s relativně vysokou propustností.

ČTĚTE VÍCE
Jak donutit správcovskou společnost k úklidu vchodu?

V souvislosti s výše uvedenými okolnostmi je navržen cement, jehož hlavním předmětem výzkumu je poměr oxidu vápenatého (CaO) k oxidu křemičitému (SiO2). Vyvinutá cementová malta pomůže prodloužit životnost studny. Prioritním směrem je použití složek jako přísady do hlavního složení cementu pro ucpání prstence. Navržená skladba umožňuje zvýšit životnost studní a také zajišťuje vysoký stupeň ekologické bezpečnosti.

Obrázek 3. Struktura tvorby cementového kamene

Obrázek 4. Cementová malta pod mikroskopem

Hlavní technické vlastnosti vývoje:

• Při teplotě 150° a tlaku 400 kg/cm 2 je začátek tuhnutí 1 hodina 50 minut, konec tuhnutí 2 hodiny 10 minut.

• Poměr voda-cement 45 %.

• Roztíratelnost méně než 18 cm.

• Mechanická pevnost po 2 dnech při tlaku 500 kg/cm 2 a teplotě 150° pro ohyb 27 kg/cm 2, pro tlak 62 kg/cm 2

• Expanze po 2 dnech 0,1 %.

Jako základ pro srovnání byly zvoleny cementační materiály, které jsou svým složením a vlastnostmi nejblíže vyvinutému složení.

Cementovací kompozice č. 1 (vážená cementová kaše RF patent č. 2169252) je určena pro cementování pažnicových pásů za podmínek vysokých teplot a abnormálně vysokých formovacích tlaků (AHRP). Uvedené složení obsahuje portlandský cementový cement PCT I-50 – 49.5 %, koncentrát železné rudy (ZhRK-1) – 49,5 % a acetalalkoholový stabilizátor (SAS) – 1 %. Nevýhodou injektážní kompozice č. 1 je vysoká separace vody injektážního roztoku, což vede k jeho nestabilitě vlivem sedimentačních procesů. Cementovací kompozice č. 2 (vážená cementová kaše RF patent č. 2591058) je mobilní řešení odolné vůči sedimentaci používané pro cementování hlubokých vrtů v rozsahu abnormálně vysokých tlaků a teplot v nádrži. Složení cementové kaše zahrnuje portlandský cement PCT 1G-CC-1 – 69,8 %, galenitový koncentrát KG-2 – 29,8 %, kyselinu nitrilotrimethylfosfonovou (NTP) – 0,3 % a Natrosol 250 EXR – 0,1 %. Hlavní nevýhodou cementační kompozice č. 2 je nízká pevnost v tlaku výsledného cementového kamene za podmínek vysokého tlaku a teploty [1].

Prezentované výsledky nám umožňují dojít k závěru, že tento vývoj je slabým prvkem pro opláštění studní.

Efektivita vývoje spočívá v tom, že řešení, které zvýší životnost šikmé studny při vysokých teplotách, pomůže vyřešit problém regrese pevnosti kamene snížením hmotnostního poměru oxidu vápenatého (CaO) ke křemíku. oxidu (SiO2) na 1. Tato metoda povede k zachování vlastností cementového kamene, což zajistí vysoký stupeň ekologické bezpečnosti. Tato technologie bude využívána v polích při provádění pažnicových prací. Spotřebiteli budou vrtací, provozovatelé a servisní ropné a plynárenské společnosti.

ČTĚTE VÍCE
Co přidat do limetky, aby se nedrolila?

Článek “Cementování výrobní směrové studny při vysoké teplotě“publikováno v časopise “Neftegaz.RU” (č. 3, březen 2022)

Maškovová Anastasia Michajlovna
Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vysokoškolského vzdělávání „Ruská státní univerzita pro geologický průzkum pojmenovaná po. Sergo Ordzhonikidze“ (MGRI), prorektor pro mezinárodní aktivity a regionální spolupráci, Ph.D.

Ščerbaková Ksenia Olegovna
Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vysokoškolského vzdělávání „Ruská státní univerzita pro geologický průzkum pojmenovaná po. Sergo Ordzhonikidze“ (MGRI), přednášející na katedře moderních technologií vrtání studní

Ovezov Batyr Annamukhamedovič
Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vysokoškolského vzdělávání „Ruská státní univerzita pro geologický průzkum pojmenovaná po. Sergo Ordzhonikidze (MGRI), docent na katedře moderních technologií vrtání studní

Solovjov Nikolaj Vladimirovič
Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vysokoškolského vzdělávání „Ruská státní univerzita pro geologický průzkum pojmenovaná po. Sergo Ordzhonikidze“ (MGRI), vedoucí katedry moderních technologií vrtání studní, profesor, doktor technických věd.