автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.10, диссертация на тему:Совершенствование методов управления свойствами тампонажных материалов и растворов на их основе при строительстве скважин

кандидата технических наук
Гилязетдинов, Загир Фоатович
город
Альметьевск; Уфа
год
1998
специальность ВАК РФ
05.15.10
цена
450 рублей
Диссертация по разработке полезных ископаемых на тему «Совершенствование методов управления свойствами тампонажных материалов и растворов на их основе при строительстве скважин»

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование методов управления свойствами тампонажных материалов и растворов на их основе при строительстве скважин"

"Г Б С! 2 7 ОКТ 1998

На правах рукописи

ГИЛЯЗЕТДИНОВ ЗАГИР ФОАТОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ СВОЙСТВАМИ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ И РАСТВОРОВ НА ИХ ОСНОВЕ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН

05.15.10- Бурение нефтяных и газовых скважнн

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УФА 1998

Работа выполнена в Акционерном обществе «Татиефпь» совместно с кафедрой бурения скважин УГНТУ

Научный руководитель:

Ведущее предприятие: Башкирский Государственный Научно - Исследовательский и Проектный Институт Нефти

Защита состоится «13» ноября.1998 г. в 12 часов на заседании специализированного совета Д.063.09.02 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Адрес: 450062, Башкортостан, г. Уфа-62, ул. Космонавтов I.

С диссертацией можно ознакомиться в техническом архиве института.

Автореферат разослан Л^/к?^/.....1998 т.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математически:

Доктор технических наук, профессор Научный консультант:

Кандидат технических наук, докторант Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Кандидат технических наук

3.3. Шарафутдинов

Ф.А. Агзамов Н. М. Ризванов

В.И. Крылов

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Успешное решение задач по обеспечению поддержания уровня добычи нефти связано с необходимостью резкого повышения эффективности использования фонда скважин и широкого применения эффективных методов воздействия на нефтяные пласты. Эффективность реализации подобных мероприятий зависит от технического состояния скважин и во многом определяющееся состоянием ее крепи, которая измененяется во времени.

Эта проблема является актуальной и для месторождений Татарстана. Так, например, в 1983году около 4000 скважин или 25 % фонда скважин имели случаи отказов по нарушению герметичности эксплутационной колонны. При этом средний срок службы скважин составляет: 29,2 года - для добывающих и 17,5- для нагнетательных. Ухудшение состояния фонда скважин приводит к преждевременному обводнению добывающих и непроизводительной работе нагнетательных скважин, снижению "пластовой энергии", осложняет и удорожает процесс разработки месторождений и охрану недр, и окружающей среды. Так в 70-80 гг. средняя стоимость одного ремонта составила 14,2 тыс. рублей, продолжительность - около 30 суток, суммарные затраты на ремонт около 60 миллионов рублей. Все эти проблемы встают еще острее в связи с развивающимся в АО "Татнефть" бурением горизонтальных скважин.

Решение проблемы повышения срока службы скважин, стабильности герметизирующих свойств крепи включает в себя решение сложных задач по технике и технологии цементирования, управлению свойствами тампо-нажных цементов и растворов на их основе.

В настоящее время наибольшее распространение в креплении скважин получил тампонажный портландцемент. Из практики, а также результатов исследований многих ученых, таких как Ф.А. Агзамов, А.И. Булатов, П.П. Будников, B.C., Бакшутов, B.C. Даюошевский, А.М. Дмитриев, М.Р.

Мавлютов, Е.К. Мачинский, В.М. Кравцов, Т.В. Кузнецова, Ю.С. Кузнецов, Д.Ф. Новохатский, Н.Х. Каримов, В.П. Овчинникова, А.А. Клюсова известно, что портландцемент, как вяжущее вещество не всегда эффективен при цементировании нефтяных н газовых скважин и в ряде случаев необходимо применение других видов минеральных вяжущих. Однако, на наш взгляд, несмотря на многолетнюю историю применения портландцемента, остается много нерешенных вопросов по его эффективному использованию, что резко сужает границы эффективного применения портландцемента при цементировании скважин. Так как, исторически сложилось, что наибольшее применение получает портландцемент, то следует изыскать новые метода, пути управления свойствами портландцемента и раствора на его основе для создания надежной и герметичной крепи нефтяных и газовых скважин.

Цель работы: Повышение герметичности крепи скважин путём разработки и совершенствования методов повышения изолизирующих свойств тампонажного портландцемента и раствора на его основе применительно к месторождениям Татарстана.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи.

1. Анализ факторов приводящих к нарушению герметичности крепи скважин на месторозздепкях Татарстана.

2. Разработка теоретических предпосылок повышения герметизирующих свойств тампонажного портландцемента,

3. Разработка и исследование методов повышения герметизирующих свойств тампонажного портландцемента.

4. Разработка методов оптимизации герметизирующих свойств тампонажного портландцемента.

5. Разработка нормативно- технической документации, проведение промысловых испытаний и оценка их результатов.

Научная новизна работы.

• Исходя из свойств исходных компонентов тампонажных суспензий (портландцемента н воды), уточнен механизм усадочных явлений при формировании цементного камня, а также его расширения при использовании соответствующих добавок. Показано, что контракция является следствием переупаковки продуктов гидратации цемента под действием дисперсионных сил, и они представляют собой растворы внедрения гидратов извести, кремнезема (глинозема). Управляя поведением воды в составе тампонажного раствора (суспензии), становится возможным управлять процессом расширения цементного камня, его прочностью. Разработана методика оптимизации состава тампонажного портландцемента с расширяющими добавками.

• Предложен новый вид водорастворимых добавок, расширяющих цементный камень при его формировании.

Основные защищаемые положения.

• Дополнения к существующему механизму усадочных деформаций при формировании цементного камня и его расширения при использовании специальных добавок, основываясь на обобщении результатов исследований соискателя и выполненных ранее другими исследователями.

• Пути направленного управления процессами контракции при твердении цементного теста- камня в за - и меж колонном пространстве скважин.

• Метод оптимизации состава расширяющихся цементов на основе тампонажного портландцемента, основанный на оптимизации соотношения объемов порового пространства портландцемента и объема расширяющих добавок;

Практическая ценность

• В предлагаемой работе разработаны составы тампонажных цементов и рецептуры тампонажных суспензий (растворов) позволяющих повысить герметичность крепи скважин;

• Разработан метод, позволяющий оптимизировать состав расширяющихся цементов с применением различного вида расширяющих компонентов;

По результатам исследований в 1993- 1998 гг. при цементировании скважин и проведения изоляционных работ использовались тампонажные растворы с управляемой контракцией при твердении цемента.

Основные положения диссертационной работы докладывались

на:

Техсоветах АО «Татнефть» в 1992-1997 гг., Семинаре-дискуссии «проблемы первичного и вторичного вскрытия пластов при строительстве и эксплуатации вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин», г. Уфа, УГНТУ, 1996 г.; Втором международном конгрессе «Новые высокие технологии для нефтегазовой промышленности и энергетики будущего». Высокие технологии. Москва-850. Москва, 3997 г.

Работа выполнена в АО «Татнефть» совместно с кафедрой бурения нефтяных и газовых скважин Уфимского государственного нефтегазового технического университета.

Автор благодарит научного руководителя, профессора Крылова В.И., научного консультанта, канд. техн. наук Шарафутдинова З.З., а также профессора Мавлютова М.Р. за внимание и помощь, оказанную при выполнении работы. Автор также благодарен сотрудникам института ТатНИПИ-нефть за помощь, оказанную при обсуждении и внедрении результатов исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и выводов. Диссертация содержит 201 страницу машинописного текста, включая 19 рисунков, 15 таблиц, список литературы из 214 наименований, а также приложения объемом 4 страницы.

В первом разделе диссертации анализируется состояние крепи скважин на Ромашкинскам нефтяном месторождении АО «Татнефть».

В результате анализа промысловых данных выявлены многочисленные нарушения целостности крепи в процессе эксплуатации скважин, обусловленные мероприятиями, проводимыми на данных скважинах, а также исходными свойствами тампонажного портландцемента. К таким свойствам относятся: седиментационная неустойчивость цементного раствора, высокая фильтратоотдача в пропицаемые пласта, взаимодействие цементного раствора с глинистой коркой, усадочные деформации при затвердевании цементного теста-камня в за - и межколонном пространстве скважин, нестабильность физико-механических свойств цементного камня при воздействии на него агрессивных пластовых вод, динамических нагрузок и т.п. Особенно ярко это проявляется на участках залегания глинистых пород кыновского горизонта.

В процессе цементирования оксплутациокных колонн, особенно в участках залегания глинистых пород, не происходит полного замещения бурового раствора тампонажным и в последующем формируются негерметичные контактные зоны, доступные для проникновения различных пластовых флюидов. Наиболее серьезно эта проблема встает для нагнетательных скважин, в которых наиболее часто происходят нарушения крепи скважин.

Для управления герметизирующими свойствами тампонажного портландцемента нашли применение различные виды химических реагентов, в том числе и расширяющих добавок. Однако, сложившаяся экономическая ситуация, нерешенность отдельных научных вопросов управления технологическими свойствами специальных тампонажных цементов и растворов на их основе, узкая направленность действия тех или иных химических реагентов на свойства цемента потребовало более детального рас-

смотрения процессов твердения тампонажного портландцемента и нахождения новых путей управления ими.

Свойства цементного камня и его герметичность определяют такие физико-химические характеристики цемента как: скорость твердения, контракция и состав продуктов гидратации. Применительно к условиям нефтяных месторождений Татарстана особенно будет весом вклад контракции при твердении цемента. Это обусловлено, во-первых, тем, что контракция определяет взаимодействие между твердеющим цементным раствором и глинистой коркой, во-вторых, она совместно с водоцементным отношением отвечает за пористость цементного камня (следовательно, за его прочность и проницаемость), а также за усадочные деформации цементного теста-камня в за — межколонном пространстве скважин.

Поэтому нами детально рассматривается контракция при твердении тампонажного портландцемента, механизм действия расширяющих добавок с целью оптимизации эффекта их действия.

Во второй главе рассмотрены теоретические предпосылки управления герметизирующими свойствами тампонажного портландцемента при креплении скважин, истоды их исследования и свойства используемых материалов

Вопросу повышения герметизирующих свойств тампонажного портландцемента посвящены работы многих исследователей: Ф.А. Агзамова, С.М. Баша, А.И. Булатова, B.C. Бакшутова, B.C. Данюшевского, В.М. Кравцова, Ю.С. Кузнецова, Н.Х. Каримова, Т.В. Кузнецовой, М.Р. Мавлю-това, H.A. Мариампольского, Д.Ф. Новохатского, B.C. Овчинникова, Ш.М. Рахимбаева, 3.3. Шарафутдинова и многих других.

Любую физико-химическую систему следует рассматривать исходя из действия между ее микрочастицами трех сил: дисперсионных, электростатических и химических. Так, если природа связей и их свойства в составе портландцемента достаточно детально изучены, то это трудно сказать о

системе цемеит-вода. Вода способна проявлять свойства всех четырех видов тел: атомных, молекулярных, ионных и металлических. Способность воды проявлять те или иные свойства зависит от температуры, давления и природы растворенных в ней соединений. Всё это влияет на поведение системы цемент-вода.

Большинство исследователей считает, что контракция, следствием которой является усадка цементного раствора-камня, обусловлена переупаковкой молекул воды при гидратации цемента. Однако исходя из ряда свойств продуктов гидратации цементов: непостоянство химического состава, их химическая природа - они являются солями слабых оснований и слабых кислот, которые могут образовывать устойчивые соединения лишь при спекании и в воде они подвергаются гидролизу. Поэтому можно сделать вывод о том, что продукты гидратации тампонажного портландцемента являются механической смесью гидратов кремнезёма (глинозёма) и извести. Т.е. они представляют собой растворы внедрения, которые, в более поздние сроки, формируют на основе растворов внедрения продукты сопо-лимеризации гидратов кремнезёма (глинозёма) и извести. Поэтому контракция обусловлена не переупаковкой воды, а более плотной упаковкой гидратов кремнезёма (глинозема) с известью под действием дисперсионных сил в процессе полимеризации кремнезёма (глинозёма) и кристаллизации извести. Вода же в составе цементного теста-камня обладает свойствами атомного тела. В пользу этого говорят данные по диэлектрической проницаемости цементного теста-камня, обладание цементным камнем свойством ползучести, совпадение физико-механических свойств цементного камня с подобными свойствами льда (прочность на разрыв, модуль Юнга, коэффициент Пуассона). Соответственно, многие свойства цементного теста-камня будут определяться свойствами воды.

Усадка цементного камня в за - и межколонном пространстве скважин, при отсутствии условия подпитки его водой, обусловлена следую-

шим. После того как цементный раствор схватывается под действием водородных связей, в результате контракции, вследствие переупаковки продуктов гидратации цемента (гидратов извести, кремнезема и глинозема) в цементном тесте начинают формироваться контракционные поры заполняющиеся паро - воздушной смесью, и возникает перепад давления между давлением в поре и ее окружением. Это приводит к увеличению давления на прослойку воды между гидратарующими зернами цемента, которое действует одновременно с давлением увеличивающихся зерен цемента (т.е. продуктами гидратации). Оба эти давления, при пластичности связей (т.к. гидрат кремнезема все-таки обладает кислыми свойствами, а гидрат извести - основными) приводят к ослаблению и разрушению водородных связей, заполнению кошракционных пор водой. Вода, прежде ориентированная водородными связями, тоже изменяет свои свойства. При разрушении водородных связей "вода осуществляет переход воды от атомарного типа структуры к ионно-молекулярной. Поляризация воды способствует появлению в поровой жидкосга ионов Са4^, что ещё больше поляризует воду в цементном тесте-камне и ослабляет прочность водородных связей и способствует проявлению ими пластичности, (гибкости). Данный процесс, действуя параллельно с процессом контракции, обеспечивает усадку теста - камня. Т.е. усадка обусловлена суммарным проявлением контракции, ослаблением (поляризованные водородные связи обладают большей гибкостью) и разрушением водородных связей в составе камня.

В продуктах гидратации на основе алюминатов кальция водородные связи не столь пластичны и поляризованы, как у воды связанной с продуктами гидратации на основе силикатов кальция. Это обусловлено амфотер-ностыо глинозема. Водородным связям придается большая жесткость, поэтому фиксируется то, что контракция приводит к образованию пористости, а объем цементного камня возрастает.

Анализ возможности влияния контракцнонных эффектов на объемные изменения реального цементного раствора и соответственно пористость цементного камня показал следующее. Проведенные расчеты показывают, что увеличения объема продуктов гидратации для самопроизвольного увеличения объема цементного камня невозможно даже в случае реакций проходящих с "отрицательной" контракцией. Только для реакций гидратации алюминатов кальция с гипсом, при образовании эттрингита, и

В/Ц менее 0,33 станет возможным самопроизвольное увеличение объема

>

цементного камня.

Оценка возможного удельного объема пор цементного камня, при формировании тех или иных продуктов гидратации, показало, что наиболее низкие значения объема пор на массу цемента приходится на низкоосновные гидросиликаты кальция типатоберморит, тоберморитоподобные фазы (С28Н2,СБН(В)).Однако следует выделить и тот факт, что близкие значения удельного объема пор на массу цемента дают реакция гидратации цемента с образованием тоберморитоподобных гидросиликатов кальция, ксонотлита и высокоосновные гидросиликаты кальция Сг$Н(В), С28Н(С).

Это может также свидетельствовать и в пользу того, что распределение пор по размерам, так и пористость цементного камня определяется контракцией и от неё зависят физико-механкческие свойства камня в за - и межколонном пространстве скважин.

Сам процесс контракции будет зависеть и от состояния воды, используемой в качестве жидкости затворения. Поэтому были оценены величины контракции в различных реакциях гидратации минералов цемента. Расчет плотности воды в растворах различных соединений велся по формулам, предложенным исследователями школы Крестова. Оценка значений плотности воды, по изменению плотности растворов при растворении в воде различных солей, показывает, что плотность воды достигает значе-

гаш до 1890 кг/м3. Расчеты величины контракции при гидратации мономинеральных вяжущих, для различных плотностей воды, показали, что при реально используемых концентрациях различных реагентов, зачастую имеет место «отрицательная» контракция. Это свидетельствует о возможности управления пористостью цементного камня и его объемными деформациями.

Процесс усадки, расширения цементного камня во многом обусловлен физико-химическими процессами, происходящими между растущими в процессе гидратации частицами цемента, процессами формирования тех или иных видов продуктов гидратации и их взаимодействия с окружающей средой. Поэтому были детально рассмотрены процессы, происходящие при гидратации тампонажных цементов, содержащих в своём составе различные виды расширяющих добавок.

При гидратации расширяющей добавки в составе цемента имеет место появление новой фазы, с большим увеличением объема в поровой структуре камня. Однако, несомненно, то, что продукты гидратации расширяющих добавок также действуют на особенности контракции в твердеющей цементной ласте и поведение водородных связей, вызывая их изменения при гидратации цемента. Поэтому следует более внимательно отнестись к физико - химической природе процессов и явлений, происходящих в твердеющем цементе содержащего расширяющие добавки.

Гидросульфоалюминат кальция - эпрингит, Са(ОН)2, Mg(OH)2 относятся к телам на основе ковалентных связей с ярко выраженной полярностью, обладая в воде положительным электрокинетическим потенциалом. Эггрингит менее растворим по сравнению с гидроксидами кальция и магния. Но суспеизии на основе этгрингита, Са(ОН)2, Mg(OH)2 обладают тиксотропией, а это говорит о донорно-акцепторном характере их взаимодействия с водой. Аналогичными свойствами обладают и продукты гидратации цемента. Поэтому, если в процессе формирования цементного каши

параллельно происходит образование, например, эттрингита, то происходит взаимодействие водных оболочек растущих кристаллов эттрингита и продуктов гидратации цемента по донорно-акцепторному механизму, которое придает жесткость контактам сцепления кристаллам эттрингита с матрицей из продуктов гидратации цемента. Растущий кристалл, оказываясь фиксированным, начинает реализовывать давление роста, или условно называемое "кристаллизационное давление", вызывая тем самым изменение объема цементного теста- камня. В том случае, если, например, поляризовать воду на границе раздела продуктов гидратации с водой, то может реализоваться как бы эффект "проскальзывания" эттрингита в глубь поры цементного теста- камня, т.е. прорастая в объем камня, он не реализует в данном случае изменения объема цементного теста - камня.

Аналогичные эффекты реализуются и при применении в качестве расширяющих добавок СаО и М{>0. Отличие их действия заключается лишь в том, что при усилении полярности воды под действием гидроксида кальция и гидроксида магния одновременно усиливаются и донорно-акцепторные свойства воды, поэтому в целом механизм действия расширяющих добавок на оксидной основе схож с действием гидросульфоалю-мината кальция. Таким образом, процесс расширения в этих случаях опять связан с характером и свойствами водородных связей в составе цементного камня.

Разработка требований к расширяющим добавкам во многом стыкуется с вопросами формирования цементного камня в за - и межколонном пространстве скважин.

Процесс расширения можно разделить па три условных периода:

•расширение в период до схватывания цементного теста, т.е. до формирования пластичной структуры, способной увеличивать свой объем с некоторым напряжением;

•расширение в период упруго пластичной структуры цементного камня;

•расширение в период сформировавшейся жесткой структуры.

Расширение в период нахождения цементного теста в состояния раствора не позволит обеспечить герметичности контакта цементный камень -порода, цементный камень - труба, т.к. напряжение в объеме цементного раствора релаксируется и при этом будет фиксироваться малое давление (напряжение) расширения или даже будет отсутствовать. Наиболее эффективным, с точки зрения расширения, считается второй период, т.е. когда расширение происходит в период пластичной структуры. Расширение камня в третий период приводит лишь к разрушению цементного камня.

Главным выводом, следующим из изложенного, является необходимость управлять и оптимизировать во времени скорость гидратации цемента и расширяющей добавки. На наш взгляд при этом следует опираться на данные, предложенные Т.В. Кузнецовой, где безопасное расширение приходится на величину до 1,5%, а добавка должна действовать в период до 3 суток твердения, после чего начинается процесс саморазрушение цементного камня.

Исходя из традиционных представлений, в практике получения расширяющихся цементов, компонент, обеспечивающий расширение должен начинать свое действие после некоторого этапа формирования структуры камня базовым цементом. Естественно предположить, что возможность расширения существует тогда, когда объем гидратирующей добавки Уд, должен превышать объем пор, образующихся при гидратации цемента Рд. Исходя из чего, было получено следующее выражение:

V РрдШСАЛ + Х) _

** к 1 + в*2* ' 1 '

Л1рД, тх - соответственно массы расширяющей добавки и цемента, кг; рра,р% - соответственно плотности расширяющей добавки и цемента кг/м3; Цг~

водоцементное отношение; С - отношение плотностей цемента и жидкости затворения (воды); в, в* - соответственно степень гидратации цемента и расширяющей добавки; 2,2* - соответственно коффициент объемной во-допотребноста цемента и расширяющей добавки.

Как мы излагали ранее, расширение произойдет, если вода под действием тех или иных сил будет находиться в благоприятном для этого состоянии. Учесть этот фактор можно через объемные свойства воды связанной с продуктами гидратации, а именно через коэффициент Ъ зависящего от объемной водопотребности продуктов гидратации и, которому в зависимости от плотности воды можно задавать различные значения. Однако при расчетах, на наш взгляд, необходимо учитывать и следующее. Если в порах цементного теста вода находится в ионно-молекулярном состоянии, то расчет следует вести только па чистый объем порового пространства (т.е. без учета свойств воды). В том случае если в порах цементного камня мы искусственно создали те или иные условия посредством применения определенных добавок, то становится необходимым учет свойств воды в поровом пространстве цементного камня (например, при использовании расширяющих добавок).

Уточним данные условия. Для этого произведем расчет на условие, что в составе цементного камня не останется пор насыщенных свободной водой, т.е. вся вода в составе цементного камня будет тем или иным образом связана, и любое новообразование должно в данной воде приобрести союзника процессов расширения или же противника, способствующего прорастанию продуктов гидратации в объеме камня. Можно зафиксировать, что при водоцементном отношении 0,5 и степени гидратации более 0,45 пористость приобретает отрицательные значения. Это говорит о том, что все поры заполнены связанной водой, и дальнейшее заполнение пор продуктами гидратации происходит уже при изменении свойств этой воды. Поэтому при данной степени гидратации, наличие компонентов, образую-

щих и усиливающих жесткость водородных связей, приведет уже к разрушению структуры цементного камня. При ослаблении водородных связей (при их поляризации) будет фиксироваться прорастание продуктов гидратации в глубь порового пространства. Поэтому условие по необходимой степени гидратации цемента дня расширения теста-камня при В/Ц=0,5 можно записать в виде:

• 0,12<6<0,45 (2)

Тогда содержание компонентов тампонажной смеси состоящей из вяжущего материала и расширяющей добавки, следует выбирать по скорости гидратации (удобнее по константе скорости гидратации) и необходимому содержанию компонентов для обеспечения расширения цементного камня по следующим выражениям:

Р» * сут

'V ррдПгС-(0,^+1) (3)

и—- > -----------

* 1+еат

где первое выражение определяет допустимую скорость гидратации расширяющей добавки* т.е. определить выбор добавки, второе выражение определяет необходимое содержание расширяющей добавки в составе тампонажной смеси для обеспечения эффекта расширения. Применительно к условиям холодных скважин, наиболее предпочтительны добавки на основе извести, сульфоалюминатные добавки.

Условием высокой эффективности расширяющей добавки может стать, как мы рассматривали, ранее значительное превышение объема продуктов ее гидратации над исходным объемом добавки, но при этом вода на границе раздела фаз должна обеспечивать необходимые значения плотности и прочности водородных связей. Таким образом, станет возможным даже повысить их эффективность.

Исходя из выдвигаемых положений, предотвратить усадку цементного теста- камня становится возможным

•Изменением величины контракции, при твердении цемента одновременно управляя водоцементным отношением;

•увеличение жесткости водородных связей между продуктами гидратации и цементными частицами, окруженными продуктами гидратации, т.е. повышением жесткости структуры при схватывании цементного теста, чтобы контракция влияла лишь на пористость системы цемент- вода, •следующим направлением, способствующим положительным объемным изменениям цементного раствора- камня, является применение расширяющих добавок на основе: сульфоалюминатов кальция, оксидов кальция и магния. Принцип их действия основан на том, что они при гидратации образуют продукты гидратации с большим объемом, нежели поровый объем твердеющего цементного камня, хотя по своей сути он способен обобщать предыдущие два направления.

В третьей главе рассмотрены известные экспериментальные данные и проведены экспериментальные работы, подтверждающие выдвинутые предпосылки. Для подтверждения выдвинутых посылок были совмещены и рассмотрены данные Т.В. Кузнецовой, Б.С. Боброва, А.Н. Чернова.

Сопоставление известных результатов с данными по измерению контракции и объёмных изменений яри твердении различных вяжущих позволяет утверждать, что именно пластичность связей в цементном тесте на основе силикатов кальция, по сравнению с алюминатами кальция и приводит к усадке цементного теста-камня. Потому что, не смотря на большие значения контракции, при гидратации алюминатов кальция, в силу амфо-терности глинозёма, более быстрого формирования продуктов гидратации, жесткость водородных связей, в камне на их основе, значительно выше.

Для полной проверки выдвинутой гипотезы о возможности управления объёмными свойствами цементного камня за счёт управления жёстко-

сгью водородных связей, исследовались различные соединения, обладающие разными механизмами растворения в сочетании с соединениями, изменяющими плотность упаковки воды. В целом же выбор соединений велся из условия максимального влияния их на диэлектрическую проницаемость воды. Проведенные эксперименты по изучению процессов контракции при гидратации портландцемента в присутствии водорастворимых соединений и объемных изменений теста-камня показали, что все подобные соединения способны в той или иной мере изменять контракцию и объёмные изменения цементного теста камня (ДУ= 0,2-1,2 %). Т.е. можно сделать вывод о том, что управление свойствами водородных связей в объёме цементного теста-камня позволяет повысить герметизирующие свойства тампонажного портландцемента. При этом становится возможным одновременно управлять фильтрационными свойствами тампонажного раствора и его тиксотропными свойствами. Это позволяет решать с помощью подобных систем вопросы, связанные с ликвидацией различных видов осложнений при бурении скважин.

Таким образом, применение различных реагентов, способствующих увеличению жесткости водородных связей при затвердевании цемента, позволило получить цементный камень не только обладающий расширяющейся способностью, но и с улучшенными физико-механическими свойствами. При этом для подобных составов характерно, что процесс изменения объёма цементного теста-камня начинается лишь после его схватывания. Т.е. расширение подобных систем является наиболее эффективным, без потерь на изменение объёма теста-камня в период до его схватывания.

Оптимизация процессов расширения смесей тампонажного портландцемента с различными расширяющимися добавками, расчет состав которых вёлся на реализацию ими «эффективного расширения», показала следующее.

Для условий месторождений Татарстана, в качестве расширяющих добавок наиболее пригодны материалы на основе извести, сульфоалюми-натного и гипсоглинозёмистого цемента. Наиболее сильно заполнение структуры порового пространства цементного камня осуществляют вяжущие гидросульфоалюминатного твердения, но это может привести к различным осложнениям при формировании цементного камня. Наиболее мягко работают добавки на основе извести, 01га заполняют поровое пространство цементного камня не столь сильно и более плавно по сравнению с сульфоалюминатными добавками. Исследование изменения объёмов цементного теста-камня и физико-механических свойств цементного камня на основе подобных смесей подтвердило это. Так если эффективное расширение находится у подобных смесей примерно на одном уровне, то по физико-механическим свойствам они различаются существенно. Тампо-нажные составы, содержащие известковые расширяющие добавки, не дают ухудшения физико - механических свойств камня, в то время как при использовании сульфоалюминатных цементов происходит некоторый сброс прочности к 7-14 суткам твердения. Это наглядно подтверждается и сопоставлением объёмов порового пространства цемента и объёма расширяющей добавки при её гидратации в составе цементного теста-камня.

Поэтому для практического применения было решено использовать добавки на основе извести (НРС), а также метод модифицирования жидкости загворения цемента различными соединениями, способствующим получению эффекта расширения при затвердевании цементного теста.

В четвертой главе рассмотрены вопросы практической реализации разработанных мероприятий и расчета экономической эффективности от их применетш.

В 1992 г. на основании разработанной методики оптимизации проводились работы с применением расширяющихся добавок на основе извести (НРС, РС-1) в Альметьевском УБР, 1991-1993 г. проводились работы по

применению магнезиальной расширяющей добавки добавки «Шаннозит» при установке цементных мостов на сверхглубокой скважине № 20009. Данные работы были обусловлены наличием забойных температур до 116°С.

С 1996 г. по настоящее время ведется применение водорастворимых соединений для управления контракционными процессами при твердении цемента и соответственно его герметизирующими свойствами. В качестве соединений способствующих управлению контракцией при гидратации цемента использовались: сополимер полиакрилата натрия и акр ил амида (Гивпан), пластификатор фирмы BASF «сепаккол», четвертичный амин ВПК-402.

Оценка экономической эффективности от применения подобных мероприятий велась по РД 39-01/06-0001-89 «Методические рекомендации по комплексной оценке эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса в нефтяной промышленности» исходя из сокращения затрат на капитальный ремонт скважин.

Экономический эффект составил на одну скважину составил 111 миллионов руб. в ценах 1997 г. Прибыль остающаяся в распоряжении предприятий на одну скважину, составила 72 миллионов руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Эффективная эксплуатация нефтяных месторождений Татарстана требует совершенствования методов повышения герметизирующих свойств крепи скважин. Это обусловлено исходными геолого-техническими условиями, свойствами базового тампонажного портландцемента (усадочные деформации цементного теста-камня, нестабильность его физико-механических свойств при различных воздействях на него в процессе эксплуатации скважин). Несмотря на достигнутые успехи в решении отдельных технологических проблем, в цементировании скважин приме-

няемые методы управления свойствами тампонажных цементов отличаются узкой направленностью. Особенно это характерно при управлении процессами контракции твердеющего цементного теста-камня в за - и межколонном пространстве скважин.

2. Разработана гипотеза о природе прохождения процессов контракции и изменения объёмов в твердеющем цементном тесте-камне. Она основана на следующем. Продукты гидратации цемента являются растворами внедрения гидратных полимеров кремнезёма (глинозёма) и извести, или со-полимеризации гидратов кремнезёма (глинозёма) с известью. Контракция при гидратации тампонажного портландцемента является следствием изменения объёмов кремнезёма (глинозёма) с известью при их упаковке, вода же в составе цементного камня находится в «льдообразном» состоянии (гидратлого полимера). Усадка цементного теста-камня на основе силикатов кальция, обусловлена большей пластичностью связей в растворе внедрения гидрата кремнезёма и извести, по сравнению с раствором внедрения на основе гидратов глинозёма и извести. Последние обеспечивают получение цементного камня с безусадочными свойствами.

3. Управлять объёмными изменениями ггортландцементного теста-камня в за - и межколонном пространстве скважин становится возможным при управлении свойствами гидратнон воды в составе цементного теста-камня. Это становится возможным при сочетании различных видов органических и неорганических соединений в жидкости затворения тампонажного портландцемента, или вводом расширяющих добавок в состав тампонажного портландцемента

4. Предложена методика оптимизации состава композиций на основе тампонажного портландцемента и расширяющих добавок, исходя из их физико-химических и технологических свойств.

5. Показано, что наиболее эффективными для управления герметизирующими свойствами тампонажного портландцемента оказались соединения, максимально снижающие диэлектрическую проницаемость воды и способствующие увеличению жёсткости водородных связей в объеме цементного камня.

6. Применение при цементировании скважин тампонажных растворов с управляемой контракцией показали свою пригодность и эффективность при изоляции зон поглощений, установке мостов в обычных бурящихся скважинах и на сверхглубокой скважине № 20009, цементировании экс-плутационных колонн.

1. Фаткуллин Р.Х., Бикчурин Т.Н., Студенский М.Н., Гилязетдинов З.Ф., Андреев А.М., Курочкин Б.М. «Механизированная установка для приготовления облегчённых цементов с использованием глинопорошка и наполнителя «сломель», «Нефтяное хозяйство», №11,1995 г., С. 37;

2. Катеев Н.С., Шарафутдинов 3.3., Гилязетдинов З.Ф. «Тампонажные цементы, применяемые на нефтяных месторождениях АО «Татнефть»»// В сб.: «Геология, разработка и эксплуатация нефтяных месторождений Татарстана». Бугульма, 1996 г., С. 131-136.

3. Курочкин Б.М., Поваляев A.M., Гилязетдинов З.Ф. Перспективные технологические жидкости для бурения скважин в осложненных условиях. Нефтяное хозяйство, №5,1998 г., С.

4. Юсупов И.Г., Катеев Р.И., Гилязетдинов З.Ф. Основные направления по повышению качества крепления скважин в АО «Татнефть».// В сб.: Сборник докладов научно-пршстической конференции «Техника и технология добычи нефти на современном этапе». Альметьевск, 1998 г., С. 137

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Соискатель:

З.Ф. Гилязетдинов

Текст работы Гилязетдинов, Загир Фоатович, диссертация по теме Бурение скважин

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО

ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ТАТНЕФТЬ»

На правах рукописи ГИЛЯЗЕТДИНОВ ЗАГИР ФОАТОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ СВОЙСТВАМИ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ И РАСТВОРОВ НА ИХ ОСНОВЕ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН 05Л5Л0 - Бурение скважин

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: д.т.н., профессор

Крылов В. И. Научный консультант к.т.и., докторант

Шарафутдинов 3.3.

Соискатель:

Гилязетдинов З.Ф.

АЛЬМЕТЬЕВСК - УФА 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение 5

Глава 1. Качество строительства скважин в АО "Татнефть". Мате- 10

риалы, используемые при креплении скважин, их достоинства и недостатки. Требования, предъявляемые к тампонажным цементам и раствору-камню на их основе для обеспечения герметичности крепи скважин. Анализ состояния вопроса, постановка задач исследования

1.1. Качество строительства скважин в АО "Татнефть", основные 10 причины преждевременного выхода скважин из строя

1.2. Виды тампонажных цементов, продуктов гидратации. Реагенты 25 для управления свойствами тампонажных цементов

1.2.1. Продукты гидратации тампонажных цементов 27

1.2.2. Тампонажный портландцемент 31

1.2.3. Расширяющиеся тампонажные цементы 44

1.2.4. Реагенты, применяемые для управления свойствами тампонаж- 46 ного цемента, раствора и камня на его основе

1.2.4.1. Пластификаторы тампонажных растворов 49

1.2.4.2. Ускорители затвердевания тампонажных цементов 54

1.2.4.3. Замедлители твердения цемента 61

1.2.4.4. Понизители фильтратоотдачи тампонажных растворов 65

1.3. Требования, предъявляемые к тампонажным цементам и раство- 67 ру-камню на их основе для обеспечения герметичности крепи скважин.

1.4. Анализ состояния вопроса, постановка задач исследования. 74 Выводы к главе 1 79 Глава 2. Разработка теоретических предпосылок совершенствования 98

методов управления свойствами системы тампонажный цемент- вода для обеспечения герметичности крепи скважин. Применяемые материалы, методы и методики проведения исследований.

2.1. Разработка теоретических предпосылок совершенствования ме- 98 тодов управления свойствами системы тампонажный цемент- вода

для обеспечения герметичности крепи скважин.

2.1.1. Вода, ее свойства, особенности влияния на воду различных хи- 98 мических реагентов.

2.1.2. Особенности контракции при твердении составляющих цемен- 113 та и продуктов гидратации на их основе

2.1.3. Механизм усадки цементного камня при гидратации тампо- 121 нажного портландцемента и пути управления его объемными деформациями

2.2. Материалы, используемые при проведении исследований* их ха- 139 рактеристики и свойства.

2.3. Методы и методика применяемых исследований. 142 Выводы к главе 2. 144 Глава 3. Разработка методов управления герметизирующими свойст- 146 вами тампонажного портландцемента.

3.1. Разработка методов управления расширяющей способностью 146

тампонажного портландцемента.

3.1.1. Исследование процессов гидратации и контракции при тверде- 146 нии цемента в присутствии различных химических реагентов.

3.1.2. Исследование физико-механических свойств цементного рас- 156 твора-камня образовавшегося в присутствии различных химических реагентов.

3.1.3. Оптимизация процессов объемных изменений цементного тес- 162 та-камня на основе тампонажного портландцемента и расширяющих добавок для крепления скважин.

Выводы к главе 3. 166

Глава 4. Опытно- промышленные испытания методов управления 167

свойствами тампонажных цементов при цементировании скважин в АО "Татнефть". Оценка экономической эффективности предлагав-

мых методов и мероприятий.

4.1. Опытно- промышленные испытания разработанных мероприятий 167 при цементировании скважин в АО "Татнефть".

4.2. Оценка экономической эффективности применения разработан- 173 ных мероприятий.

Основные выводы и рекомендации 178

Приложения 181

Литература 186

Введение

Актуальность проблемы. Успешное решение задач по обеспечению поддержания уровня добычи нефти связано с необходимостью резкого повышения эффективности использования фонда скважин и широкого применения эффективных методов воздействия на нефтяные пласты. Эффективность реализации подобных мероприятий зависит от технического состояния скважин, во многом определяющееся качеством состояния ее крепи, состояние которой способно претерпевать существенные изменения во времени. Эта проблема является актуальной и для месторождений Татарстана. Так, например, в 1983году около 4000 скважин или 25 % фонда скважин имели случаи отказов по нарушению герметичности эксплутационной колонны. При этом средний срок службы скважин составляет: 29,2 года- для добывающих и 17,5- для нагнетательных. Ухудшение состояния фонда скважин приводит к преждевременному обводнению добывающих и непроизводительной работе нагнетательных скважин, снижению "пластовой энергии", осложняет и удорожает процесс разработки месторождений, вопросы охраны недр и окружающей среды. Так в 70-80 гг. средняя стоимость одного ремонта составила 14,2 тыс. Рублей, продолжительность - около 30 суток, суммарные затраты на ремонт около 60 миллионов рублей. Все эти проблемы встают еще острее в связи с развивающимся в АО "Татнефть" бурением горизонтальных скважин.

Решение проблемы повышения срока службы скважин, стабильности герметизирующих свойств крепи включает в себя решение сложных задач по технике и технологии цементирования, умелом управлении свойствами тампо-нажных цементов и растворов на их основе, что обеспечило бы получение в заколонном пространстве скважин герметичного и долговечного цементного камня надежно изолирующего проницаемые пласты друг от друга. В настоящее время наибольшее распространение в креплении скважин получил тампонажный портландцемент. Из практики, а также результатов исследований многих ученых, таких как А.И. Булатов, П.П, Будников,В-С.,

Бакшутов, B.C. Данюшевский,А.М. Дмитриев, М.Р. Мавлютов, Е.К. Мачин-ский, В.М. Кравцов, TJB. Кузнецова, Ю.С. Кузнецов, Д.Ф. Новохатский, Н.Х. Каримов известно, что портландцемент, как вяжущее вещество не всегда эффективен при цементировании нефтяных и газовых скважин и в ряде случаев необходимо применение других видов минеральных вяжущих. Однако на наш взгляд, несмотря на многолетнюю историю применения портландцемента, остается много вопросов, на которые исследователи не дают ответов и таким образом резко сужают границы эффективного применения портландцемента при цементировании скважин. Так как исторически сложилось, что наибольшее применение получает портландцемент, то и следует изыскать новые методы, пути управления свойствами портландцемента и раствора на его основе для создания надежной и герметичной крепи нефтяных и газовых скважин.

Основными ограничениями применения тампонажного портландцемента являются:

• физико-химические процессы при твердении портландцемента проявляющие себя в контракции, следствием которой являются усадочные деформации и трещины в цементном камне (особенно при твердении цемента в межколонном пространстве скважин);обезвоживание глинистой корки в скважине и ее усадка; всасывание пластовых флюидов, содержащих агрессивные, по отношению к цементному камню, соединения;

• низкая термическая стойкость портландцемента при повышенных температурах, обусловленная переходами продуктов гидратации цемента из одного вида в другой;

• низкий темп формирования камня, особенно при использовании облегчающих добавок;

• низкая седиментационная устойчивость тампонажного раствора на основе портландцемента.

Таким образом, если станет возможным изыскать пути изменения свойств портландцемента управлением процесса его твердения, а соответственно и

контракции, направленно управлять составом продуктов его гидратации, то станет возможным избежать недостатков заложенных в его природе и обеспечить герметичность крепи скважины не только в ранние сроки, но и на длительный промежуток времени.

Цель работы. Разработка и совершенствование методов повышения герметизирующих свойств тампонажного портландцемента и раствора на его основе применительно к месторождениям Татарстана.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1. Анализ факторов приводящих к нарушению герметичности крепи скважин;

2. Разработка теоретических предпосылок повышения герметизирующих свойств тампонажного портландцемента;

3. Разработка и исследование методов повышения герметизирующих свойств тампонажного портландцемента;

4. Разработка методов оптимизации герметизирующих свойств тампонажного портландцемента;

5. Разработка нормативно- технической документации, проведение промысловых испытаний и оценка их результатов.

Научная новизна работы.

• Исходя из свойств исходных компонентов тампонажных суспензий (растворов): портландцемента и воды, предложен механизм усадочных явлений при формировании цементного камня, а также его расширения при использовании расширяющих добавок. Показано, что направленным управлением процессов контракции и характера свойств, проявляемых водой в составе тампонажного раствора (суспензии) на основе портландцемента, становится возможным управлять процессом расширения цементного камня, его прочностью. Разработан аналитический аппарат для оптимизации состава тампонажного портландцемента с расширяющими добавками.

• Предложен новый вид водорастворимых добавок, расширяющих цементный камень при его формировании.

Основные защищаемые положения.

• Механизм усадочных явлений при формировании цементного камня и его расширения при использовании расширяющих добавок основываясь на обобщении результатов исследований соискателя и выполненных ранее другими исследователями;

• Пути направленного управления процессами контракции при твердении цементного теста- камня в заколонном пространстве скважин;

• Метод оптимизации состава расширяющихся цементов на основе тампо-нажного портландцемента;

Практическая ценность

• В предлагаемой работе разработаны составы тампонажных цементов и рецептуры тампонажных суспензий (растворов) позволяющих повысить герметичность крепи скважин;

• Разработана методика позволяющая оптимизировать состав расширяющихся цементов с применением различного вида расширяющих компонентов;

По результатам исследований для установки цементных мостов на сверхглубокой скважине используется с 1993 года тампонажный состав форми-рующии при твердении продукты гидратации с отрицательной контракцией. В 1993- 1997 гг. при цементировании скважин, проведения изоляционных работ использовались тампонажные растворы с управляемым характером контракции при твердении цемента.

Основные положения диссертационной работы докладывались на:

Семинаре-дискуссии «проблемы первичного и вторичного вскрытия пластов при строительстве и эксплуатации вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин», г. Уфа, УГНТУ, 1996 г.; Втором международном конгрессе «Новые высокие технологии для нефтегазовой промышленности и энергетики будущего». Высокие технологии. Москва-850. Москва, 1997 г.

Работа выполнена в Акционерном обществе «Татнефть» и в Уфимском государственном нефтяном техническом университете на кафедре бурения скважин.

Автор благодарит научного руководителя, профессора Крылова В.И., научного консультанта, канд. техн. наук Шарафутдинова З.З., особенно выделяя внимание профессора Мавлютова М.Р. за помощь оказанную при выполнении работы. Автор также благодарен сотрудникам института ТатНИПИ-нефть за помощь, оказанную при обсуждении и внедрении результатов исследований.

Глава 1. Качество строительства скважин в АО «Татнефть». Материалы, используемые при креплении скважин, их достоинства и недостатки. Современные представления о управлении свойствами тампонажных цементов и растворов на их основе для обеспечения герметичности крепи скважин. Анализ состояния вопроса, постановка задач исследования.

1.1. Качество строительства скважин в АО "Татнефть", основные причины выхода скважин из строя.

Промысловые данные о состоянии крепи скважин при строительстве и эксплуатации. Геологическое строение и разрезы месторождений Татарстана представлены в основном комплексом устойчивых пород. Неустойчивые терригенные отложения залегают в верхней и нижней частях разреза.

По всему разрезу прослеживаются водоносные коллектора, которые обычно представлены карбонатными породами. При нарушении гидродинамического равновесия в этих интервалах наблюдаются поглощения бурового и тампонажного растворов.

Промышленные объекты разработки приурочены в основном к терри-генным отложениям. Разрабатываются залежи нефти также и в карбонатной части разреза. Основной продуктивный горизонт представлен несколькими песчано- алевролитовыми пластами, разделенными между собой глинисто-аргиллитовыми прослоями. Пласты коллектора на многих участках связаны между собой, вследствие чего продуктивный горизонт представляет собой сложную гидродинамическую систему. Месторождения разрабатываются с поддержанием пластового давления заводнением. Интенсивная эксплуатация месторождений сопровождается значительным обводнением скважин пластовой и закачиваемой водой, до 80 % действующего фонда скважин в извлекаемой нефти содержится вода, а средняя обводненность составляет 70

%. Основными причинами обводненности является прорыв подошвенной и закачиваемых вод по пласту и заколонная циркуляция.

В начальный период разработки Ромашкинского месторождения, когда градиент давления между пластами соответствовал природному, случаи прорыва вод были единичными. С момента начала разбуривания краевых площадей (1958г.) и доразбуривания центральных площадей (охваченных интенсивной закачкой воды) случаи прорыва вод участились. Интенсивный отбор жидкости из пластов и закачивание воды привели к существенному изменению начального гидродинамического режима месторождения. На многих площадях давление в водоносном горизонте увеличилось до 22-24 МПа.

Высокие пластовые давления в заводненных пластах потребовало вскрытия продуктивной части скважин буровыми растворами на глинистой основе с повышенной плотностью. При этом параметры растворов не всегда оптимальны, что отражается на свойствах глинистой корки по стволу скважины. Установлено /8-13, 20, 27, 39, 57/, что прорыв вод в добывающих скважинах зачастую происходит по глинистой корке, что обусловлено физико-химическим взаимодействием корки с цементом.

Основной причиной прорыва вод в скважину является /57/ низкая сопротивляемость контактных зон цементного кольца гидравлическому давлению.

До начала 1970-х годов проектами строительства скважин в Татарстане предусматривалось цементирование эксплуатационной колонны только в интервалах залегания продуктивных пластов. Верхняя часть, вскрытых бурением водоносных коллекторов, оставалась неразобщенной. В связи с этим в конце 1960-х годов обнаружилось массовое коррозионное нарушение целостности эксплуатационных колонн /44, 45/. Поэтому был разработан и осуществлен комплекс мероприятий по обеспечению подъема цементного раствора до дневной поверхности при первичном цементировании скважин /57, 86,96,110/.

В начале 1980-х годов проявился второй поток нарушений целостности эксплуатационных колонн, но уже в интервале залегания глинистых отложений кыновского горизонта. Сначала нарушения колонн были обнаружены на опытном участке Миннибаевской площади Ромашкинского месторождения при нагнетании воды в коллектора - алевролиты под повышенным давлением. Количество скважин с нарушенной целостностью эксплуатационной колонны увеличилось в связи с началом разработки залежей в пласте До кыновского горизонта.

Характерными особенностями нарушений колонны и связанных с ними осложнений являются: снижение приемистости пласта, непроходимость по колонне приборов или инструмента номинального диаметра, смятие труб, смещение трубы колонны относительно соседней, вынос на дневную поверхность разрушенных глинистых пород при промывке скважины, недохо-ждение инструмента до запланированной глубины из-за проработок и др.

Для анализа причин нарушения целостности обсадных колонн нами были рассмотрены промысловые данные по скважинам с нарушением целостности эксплуатационной колонны.

Такие скважины находятся в нагнетательных рядах северо-восточных площадей Ромашкинского месторождения.

Сведения по скважинам АО "Татнефть" с нарушением целостности эксплуатационной колонны приведены в табл. 1.1. Предварительный анализ возможных причин нарушения целостности колонн показал, что они происходят в нагнетательных скважинах, построенных до 1986 года, для разработки