НЕФТЯНАЯ ПРОВИНЦИЯ
рецензируемое научное издание сетевого распространения
Нефтяная провинция № 1(33) 2023

Совершенствование рецептур тампонажных растворов для крепления скважин при магнезиальной агрессии

Агзамов Ф.А., Махмутов А.Н., Каримов И.Н.
DOI: https://doi.org/10.25689/NP.2023.1.32-45

Аннотация

Успешный ввод в эксплуатацию и долговечность скважины в первую очередь зависят от качества проведения работ по цементированию затрубного пространства. Многообразие химического состава пластовых вод и высокие температуры, при которых происходит твердение цементного камня, не позволяет однозначно подойти к вопросу выбора состава тампонажной смеси. Наиболее широко распространенные и часто встречающиеся при проводке скважины пластовые воды, содержащие в своем составе ионы магния, хлориды и сульфат-ионы, являются весьма агрессивными по отношению к цементному камню. Магнезиальные соли являются одними из самых опасных и могут привести к разрушению цементного камня на основе портландцемента в течение нескольких месяцев.
В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований по изучению коррозионной стойкости камней из смеси портландцемента и магнезита каустического кальцинированного строительного (ПЦТ, МКС), где последний является основой для магнезиального цемента, который доказал свою эффективность в магнезиальных солях.
Количество магнезита в смеси составляло 5, 10, 15 и 20 процентов с целью выяснения оптимальной концентрации добавки. У растворов были определены реологические параметры, а для имитации магнезиального пласта образцы помещались в 10% раствор MgCl2. В качестве показателя для оценки степени повреждения камня были приняты глубина проникновения ионов магния и предел прочности камня на сжатие. Продолжительность эксперимента составила 14 месяцев, при этом каждые 2 месяца образцы извлекались и с ними проводились испытания. С такой же периодичностью агрессивный раствор обновлялся на новый для исключения влияния изменения концентрации.
Рассмотрена кинетика процесса магнезиальной коррозии и выделено несколько зон поражения тампонажного камня. Определено, что смесь МКС и ПЦТ при повышенной устойчивости к магнезиальным солям, имеет меньшую агрессивность по отношению к обсадной колонне, чем магнезиальный цемент.

Ключевые слова:

цементный камень, магнезиальная коррозия, крепление скважин, защита от коррозии, бишофит, коррозионная стойкость 

Список литературы

Агзамов Ф.А., Измухамбетов Б.С. (2005). Долговечность тампонажного камня в коррозионно-активных средах. СПб.: Недра, 318 с.

Мухин, Л.К. Бурение и крепление скважин в солевых отложениях бортовой зоны Прикаспийской впадины / Мухин Л.К., Анопин А.Г., Леонидова А.И // Бурение, 1976. – № 1. – С. 24–26.

Ахмадеев, Р.Г. Химия промывочных и тампонажных жидкостей / Р.Г. Ахмадеев, В.С. Данюшевский. – Москва: Недра, 1981. – 152 с.

Агзамов Ф.А., Измухамбетов Б.С., Токунова Э.Ф. (2011). Химия тампонажных и промывочных растворов. СПб.: Недра, 268 с.

Бабушкин В.И., Ратинов В.Г. Физико-химические процессы коррозии бетона и железобетона. М.: Стройиздат, 1968. - 187с.

Толкачев, Г.М. К вопросу о способе снижения химической активности магнезиальных цементов для обеспечения безопасного применения их при цементировании обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. / Г.М. Толкачев, А.С. Козлов, Д.А. Девяткин // Вестник ПНИПУ. Геология, нефтегазовое и горное дело. – 2013. – №9. – С. 49-55.

Пат. 2542028 Росийская Федерация Каримов, C04B9/04, C09K8/467. Магнезиальный тампонажный материал и способ его получения [Текст] / Каримов И.Н. ; заявитель и патентообладатель ООО «Цементные технологии» – №2014105540/03; заявл. 14.02.2014 ; опубл. 20.02.2015, 
Бюл. № 5. – 7 с.

Толыпина, Н.М. Физико-химические основы повышения коррозионной стойкости цементных систем путем оптимизации вещественного состава. / Н.М. Толыпина // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / БГТУ им. В.Г. Шухова. – Белгород, 
2016. – 393с.

Сырьевые материалы для производства огнеупоров [Электронный ресурс]. – URL: http://magnezit.ru/ru/products/raw-materials/data/?tab=1

Кинд, В. В. Коррозия цементов и бетона в гидротехнических сооружениях / В.В. Кинд // Москва: Госэнергоиздат, 1955. – 230 с.

Данюшевский В.С. / Применение расширяющегося цемента на скважинах подземных газохранилищ / Газовая промышленность, 1970 г., №2 с 6-8.

Москвин, В.М. Коррозия бетона и железобетона. Методы их защиты. / Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. – М.: Стройиздат, 1980. – 536 с.

Агзамов, Ф.А. Исследование коррозионной стойкости тампонажного камня в магнезиальных агрессивных средах / Ф.А. Агзамов, А.Н. Махмутов, Э.Ф. Токунова // Георесурсы. – 2019. – Т. 21, № 3. – С. 73-78.

Рыжов, А.С. Наномодифицированный магнезиально - шунгитовый защитный бетон / А.С. Рыжов. – Текст : непосредственный // Инженерно-строительный журнал. – 2010. – №2. – С. 49-55.

Данюшевский В.С. / Справочное руководство по тампонажным материалам / В.С. Данюшевский, Р.М. Алиев, И.Ф. Толстых. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Недра, 1987. - 372 с.

Сведения об авторах

Агзамов Фарит Акрамович, доктор технических наук, профессор, кафедра «Бурение нефтяных и газовых скважин», ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Россия, 450064, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1
E-mail: faritag@yandex.ru

Махмутов Алмаз Нурмухаметович, аспирант, кафедра «Бурение нефтяных и газовых скважин», ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Россия, 450064, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1
E-mail: malmaznur@gmail.com

Каримов Ильшат Назифович, к.т.н., директор по исследованиям и разработкам ООО «Цементные Технологии»
Россия, 453100, г. Стерлитамак, пр. Октября, 2
E-mail: kin_nilk@bk.ru 

Для цитирования:

Агзамов Ф.А., Махмутов А.Н., Каримов И.Н. Совершенствование рецептур тампонажных растворов для крепления скважин при магнезиальной агрессии//Нефтяная провинция.-2023.-№1(33).-С.32-45. - DOI https://doi.org/10.25689/NP.2023.1.32-45. - EDN TBOEJB

© Общественная организация «Волго-Камское региональное отделение Российской Академии естественных наук», 2015-2023 Материалы журнала доступны под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/