автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.10, диссертация на тему:Усовершенствование техники и технологии установки цементных мостов в глубоких скважинах (на примере ДЛЭ)

М1Н1СТЕРСТВ0 0СВ1ТИ УКРЛ1НИ

I ■ ^1в81Й-Дранк1воышй'доржявнкй твхн1чнвй ун!верситет

. , . нефти 1 газу - .

I 1 . .

На правах рукот^у

стасенко володимир миколлеович

удосконашш гехн1ки i технологи установки цеменгних ностiв в гжбоких свердловшх (на пришд1 дцз)

Спец1альн1сть 05.15.10 - Бур1пня свердловин

' автореферат днсертвцИ на здобуття наукового ступэня кандидата техп!чних наук

1вано-Фраин1вськ-1595

Дисертац1я е рукописом.

Робота виконана в 1вано-Франк1вському державному техн1чйому ун1верситег1 нафти 1 газу

доктор Т9хн1чних наук, професор, академ1к УНТА

КОЦКУЖЧ Ярослав Степанович

доктор тэхн1чних наук, професор, ВОЙТЕНКО Володимир СерПйович;

4

кандидат техн1чних наук, БОДНДРУК Тадей Михайлович . ПЮВ1ДНА. ОРГАШЗАЩЯ: дерхавне. геолог1чне п!дприемство "П0ЛТАВАНАФТ0ГАЗГЕ0Л0Г1Я" и. Полтава

• •

Захист в!дбудеться ¿'¿/¿¿сил. 1995 р. о

на зао!данн^ спец!ал1зовано1 вчено! ради Д.09.02.С 1вано-Франк^ського державного техн1чного ушверситм нафти '' 1 газу за адресою: 284018, УкрвШ м.1вано-Франк!вськ, вуд. Карпатська, 15. 3 дасертац1ею иожна ознайоштпсь ' в яауково-техн^чя! бКШотец! ун1верситету.

Автореферат роз Юлений "><3 * сг./*икЛ 1995 р.

НШОВИИ КЕР1ВНИК:

0Ф1ЩГОП ОЙОНЕНТИ:

Вчений секретер ^^

спец1ал1зовано1 вчено! ради мГ/ ЗЕКЕРИК В.1.

. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА "РОЕОТИ

АКТУАЛЫПСТЬ ПРОБЛЕШ. У В1дпов1дност1 з комплексною Юнальнои програмою "Нафта t газ УкраКни до 2010 року" в 5лквч1 3-4 роки первдбачаеться досягни стабШзацН наф-ззовэдобутку з пастушим зростанням Еидойування газу в -2,0 рази,. щоО до 2005' року перейти-на самозабозпечення реб УкраГш. УспИшё виконання народногосгодарських тт-га-видобутку вуглеводнево! сировини в значнШ степен! зале-ъ в!д якост! спорудаення та ремонту глибоких свердловин. троблема cvae всо 01 лш актуальною, враховуючи зб1лъшення юго фонду свердловин, а такоа fx пост!Янэ стар1ння.

В наэ!й крзШ 1 за рубеквм всо пгаршэ ставляться питан-зббвзпэчэшя тривало! Сезаззр1ЯноИ роботи свердловин. Виниться вимоги до довгов1чиост1 елемент1в кр1плення, роз-мютьея заходи, направлен! на стадшисть проведения pono ^безпечошга аксплуатац1Яно! над1йност1 свердловин, в ! числ1 установку 1золяц№тах <экран1в.

Розрoöiü та mwaub прнсвягтй досл*даения В1лнка" С.Ф., юруко Т.М., Коцкулича Я.С., Кругладького М.М., Мислю-J.A., Моче тгжо Д.Ю., Нявроцького B.I., Терзака Б.А., . л№ука P.C., Ясова В,Г., а тякок Ашрафьяна М.О., Бак-мза B.C., Булатова A.I., Всйтонко B.C., Гайворонського ,, Яа'-чтевпького B.C., 1змай.юва Л,Б., Кяр1мова Н.Х., гецос?! Ю.С., Крилоьа Д.А., Мавлптова М.Р., Мар1вмполь-)го H.A., Шрзядтачзадо Д.Х., Новохатсысого Д.Ф., Овчин-)ва D.i;., Пеелшса Л.А., Прасолова В.А., Просъолкова D.M., 1мбэева A.M. Рут-кото A.M., Capitícona.T.!J., Титкова H.I., т»льд1на Т.Н., Iteöina A.A. та !ниих.

Вшппшоиня ускладпснь, як показав онал1з, е иаслШом

недосгатнього вивчэння ряду фактор!в, цо вузначають умоьи створення, формугання та робота 1зодяц!йшх екраШв, а чъао: !гнорування б!домих рекомендаций.

0сгзнн1м часом спостер1габться дояка тевдеиШя шдвп-щешя усп!шност! оюрацШ по устакоац! шст!в. Однак, в зв'язку з ростом фонду д!ияих ссардловил, íx глибкн, абсолютна к!льк1сть цпх ускладнзнь, о та:соз втроти часу та saco 0!в на íx л!кв!дац!ю постШно зростасть.

Тому розробка ыэтод1в i sacoOlD п1дз;вдння ефиктквиоот onepaulfl но установи! í.:octíb в глгбоют свордлоБглах е акту алыюю.

МЕТД РОБОТИ. Розробка котод1в t засо01в п1дипцз1шя ефективност! операц!й по установи! 'цш.внтких мост!в в глибс них свердловинах.

OCHOBHI ЗДДАЧ1 ДХШЕЭШ. I. Оц!кка игллзу оглютт. геолого-техн!чних £>актор!в на ycnicjiicTi. установки цемэнтш MocitB в ггабокпх сверддокишх дзшрозсыго -1онецш>1 звпагс

ни. • 4

2. УточЕвшм изтодаяи розрэхунку консгрукц! I мост!в « врахуванняы особлвиостей 1х Сормувашш та умов роооти, таг;

ташонажних катер!ал)в. стану стИгак сьердлоыши.

3. РозроОг.з кап да ектдеацП тедаонаыта ррзтскГв ст* совно оссблазостей установки цьмзнтшк копт'в т< глабокгс свердловинах.

4. Розробка rexiít'üих aacoOfn дня над1йно1 доставкя ташонскнкх розчин1в в заданна 1нторвал свордловиш;.

5. Вдоскоиалошш метод1п установки цементита moctíb в аномальниг удкзвах.

•6. Црогслловэ горев1ркя результат!в досл!джэнь.

НАУКОЗА 1ШШ. I. Встановлено стуШнъ Еппгоу снога

юлого-т9хн1чш1Х фактор!в но ус1т1шн1сть установки цаментних ют1в в глйоких свердагавинах,

2. Алал1ткчгс».я I егатриментальшши дослШмннями визита* умови, с;о забезтачують пад!йду роботу моот1в. Уточне-) кратер! I М1ЩЮСТ1 цемонтгая мосПа з врахуванням умов 1х эрмузашы { нагентаження, тгат1в ташонажних иатер1ал1в, гачу сг1№;л свердловшш.

3. Комп.гексники ф1'гико-х1м}чнтгл досл!дав1шями уточнено ?хан1?м гплгъу рогам/ активацН на процаси структуроутво-эння тямпслгипкх мотор!ал1в та ?х технолог1ч1п властнвост!.

I. Ьсатаркмонтзльиитк досл1да:вЕняш розкрито механ!зм члкг-у в замочи 1й стадП формування

ос?!р н". и мШЛоть та гэртатачШсть.

ПР/лГ.ТОМ ИТШЮТЬ. I. Уточнено методику розрахунку оиструкцН пям^нтолх ).'ос':'!в.

С. Ролр-)Лл?на технолог!») Форсошгагз реииу формування эоляШймх екранШ при Ух установи! в глкбоких свэрдло-гтги.

3. Гогфоолено и'оя!»чт тохм1чяих засоб!в для падГОво! ¡остакта .гвкпгаеязюго розеину в задания ЮТерзал свердло-

ur.ni.

4. Гоярсблоно гэготку установки цемэнтиих мост!в в юдеошплс угювпх.

г241]8*Ш Ш30Т1» В И.'О'ЖТОПОСТГ. Результата доолЦ-

•%<)Ь'Ь р'Т!л;""|>г!|?! на родомэдмя Дн1пропсько-Лошцько! зэпадини та проклят^ ишрмиа т уст пгагц! домонтяих мост!в при тп '•'".Штильному исит! глаАслах свврдлоыш в АТ "УкрГПЗПрь'Ч", ЛТ '"'/¡([.'Ц.-'фТ^".

Пр*л;телос1 шгцюСувагтя пробили: - методик 1 ро"р.-пу1'ку к^лструкц!К кост!в;

- форсований режим формування 1золяц1йних екран!в;

- техн!чн! засоби для контрольовано! установки moctIb;

- технолоПя установки опорних moctIb.

АЛРОБЖЦЯ РОБОТИ. Основн! результата дасертаШйно! р Ооти допов1дались i обговорюваллсь на: м1кнародн1й науков практичнИ конференцН "ПроСлаш 1 шляхи енергозабэзпечен УкраКни (м. 1ван'о-Франк1всък, 1993 р.); иауково-тех1Пчн1й конференцП професорсько-викладацького складу дорнавного техн!чвого ун1вэрситету нефти J газу (м. 1вано~Фраик1вськ 1994 р. );наук6во-праетичн1й конфоренцИ "Стан, проб.пеш 1 перспективи розвитку нафтогазового комплексу Зах1дного рэ ону УкраХни (м, Льв1в, 1995 р.); науково-техн1чних парада ДП "Укрбургаз" (м, Красноград, 1953-1995 p.p.).

В повному оОсяз! дисертацШи робота .допов!далась на розширеному туковому сеШнар! кафедри бур1ння нафтоьих 1 газодих свердловин 1вано-Франк1всякого'державного техн!чн К.хверситету нафти 1 газу (кв1тень, 1995 р.).

ГОБЛШМЩ. Основн! положения дисертацП викладен! 1 опубл1ковайих працях, з них 3 статт!, 4 тези 1;онф<ч»нщ1й.

СТРУКТУРА I ОБ'бМ РОБОТИ. ДисертацМна робота складе еться 1з вступу, п'ятя розд1л!в, основних висновк!в 1 дох KlB. ЗаГОЛЫЕЙ 00'ем роботи 126 CTOptHOK i включп& 24 рис ки, II таОлиць, список л!тератури ta 87 наймонувань та 4 датки на II стариках.

Г ЧСТ РОБОТИ

У ЕСТУП1 оогрунтовано октуальн1сть теми дисертаци, сформульовано нету 1 задач! до&Шдаецня, дано заг.льну хе рактерлстнку робота.

ПЕРШИИ Р03Д1Л присвячено анал!зу сучасного стану техн!-7.1 1 технологи установки цемэнтних woctíb в глибоких свэрд-ювинах. Приводиться аяал!з найб!льш характерши ускладнень ¡ри установи! цементита мост!в в глубоких свердловинах родо-ím Укра1Ш1 та íhümx perioulb, а такоя затрат на !х усунення 3 метою оЩнкн впливу геолого-техн!чних, технолог1чних ■а орган!зац!йнга: фактор!в на к!нцевиЯ результат операцМ ■a íx взйемозв'язок м!:х собою, нами були проанал1зован! ^е-;ультати роб!т по установц1 178 цзмвнтккх moctíb в глибоких :вердловгагах Дн1провснсо-Донецько1 западшш (ДЕз). На основ! нпл!зу л1тер.з^ур:шх та промаслових дзких, а такоя виходячи : мокгаьос'Л одерх;а:шя достоз1рно1' liíjopyauíí, було вид!лено J фактор. 2прпктер;;зуючпй геолог!чн1, техн!чй! та техноло-i*;ní умота проведения роб!т. Д1апюстування к!нцзвого ре-ульто'гу спорзц!й проводилось зПдао гэлузевого Я о9-04700?—542 -07.

Vi .^ультат! сбробкя та опращзваотя дашгх методом полешко лДапюсглчно? процодури вдалося вид1лити три основ-1 гп»м ф-нсгорШ, пкi мчать гизначалький вшив на к!нцевий •еоультяу отряцШ ^о установи цементита moctíb. НаЯб1льш эп.'-'ovi ¡шва." v., групп д'йкторН;, як i характерязуглъ геоло-о- T0/HÍ4IÜ злюки формувонвя ¡гэляцГЛзого екрапа. Сумарнз H.VI91HM ÍK (И^трчптапкост! СКЛЭДЛС 37,(О 3 в!д OarajbHQÍ. ¿'руг % г'й(?г,ш.и ч"сильною к1льк!ст», а трупа факто-

íb, :-!!сi г.мрп&ч-чьть skfcim зйп0ш».шл ТОМПОН8ХЗШЧ рОЗЧШЮМ

птрш> fuvupwvi'j сп «я cropwrm»«. Сумарнэ значения 1н-ормзглшосп uto? rpyim екл-и^с sn.55 % в1д загаяьно!. • До 'í';,jt! cI групп выпаяться Ф'жтора, ян1 визначають ад!й!гу дпотпглу гетякяшкого риглкиу в паданлй 1нтервал порллокш. Гх cy;.;np:ta ШсрлатигаИсть складае 29,37 % .

Проведений наш анал!з по родовищах ДЦз в основному п!дтвэрдав результата в!домих досл!донь ВНШКрнафта по региону Швн!чного Кавказу. Ранжування фактор!в дозволило виз начити персгоктивн! напрямки подальшо! роботи та сформулюва тк основн! задач! досл!джень.

■ , В роздШ проанал!зована такой д!юча методика розрахун-ку конетрукцН мосПв, дано критичний анал!з виОору тапцо-нажних матер!ал!в 1 технолоПчних р!дш для проведения 1зо-ляц1Яних роб!т, !снуючо? техн!ки ! технологи установки шс-т!в в глибоких свердловинах. • (

ДРУГШ Р03Д1Л присвячений анал1тичиим та експоримен-тальним досл!дашшям умов роботи мост!в в глибоких свордло-винах. АналНичнпми досл!да;еннята уточнено критер!? м!цяост1 мост!в, на основ! яких одерконо вирази для визначення гра-шгчно необх1дно! висоти цементного стакана. Показано, цо . р"зрахунку м!цност! мост!в ,шобх!дно враховувати характер 12 навантайання.

» ■

Зокрена' висоту моста, навангажэного иадлишковим тискот. Рм ,• рэкомэндуеться розраховувэти з умсшл

гтсгЛ[(|х| + -^Ецгт) - оц] + ^ ?м нм= -5—--------; Ш

гиг. (ц:| + ~~Ец1т)

При розрахунку висоти моста, навантаженого масо» 1н • с-трумента ат, нэобх!дно ¿паховувати гаек поглинання плзс-т!в, що 1золюються.

Таким чином, при уыов!, цо:

п пл

■ + + ацжк-' —Pnpg нсв

® у

V"-:-;-- : (2)

. а.

пн« -;--—. о)

дэ I т | - напруження зсуву цементного 'камэня, зкзначеного за катодам проф. М.О.АироФьяиа, Н/м1 ; ir - фактичнз рад1адъна дефор«ац1я цементного камэня, м; г - рад!ус ствола сьердловгш, м ; К - модуль прузнгост! цементного ккменя. Па ; f - коеф1ц1ент тертя ira контзктн1Я поворхн! ; а - ьйщпс-гъ цементного камадя, н/м"; H - щгсога каворни, м ;

сэреднъоявпжеча густина р1дшга в свердлокш!, кг/м9; H - висота стоира pt;:iniiî над мостом< м ;

IP I - град]сит тпгку г1дропрорлву моста npirпормальних ( t,o- ?0"С . F0 * Û.I Ша ) умонэх, Па/м ; И - B'fl'JÏCtCTb OI/p'lCOBO'fflOI'O ф.п?)Кдл при нормэлымх уиовак, Пчхо. ;

rjn - B'flPitfoTb iipicuoï води пря нирчяяьлих умовох, Па*с Я - еш1ричш коефКЦенг, I/грпд.О (А 0,02-0,03); At - р1зн1Шя мIîk температурой в {¡ггервал! установки моста та нормальною, град.С .

Рад!альна деформац!я меда бути визначена з виразу

Лг = Дг - Дг > о, . (4)

ц К

Д8 Дгц - сумарна рад!альна деформаЩя цементного каменя, м ;

Дгк - рад!альне унЦльнэння глинисто); к!рки, м.

Анал!з вираз!в (1ЫЗ) дозволяе зробати висновок, що Шдввдення mIuhogtí moctíb можв бути досягнуто за рахунох:

- використання тампонажних матер!ал!в, сю розимрюються в процес! твврд!ння í волод!ють прискоренлм набором структу-ри та Шдвивдною м!цн!стю кеганя i

- використання в конструкцИ моста шсоков'язких гермо-тизуючих тампон!в ;

■ - Шдвщення иорсткост! контактно! поверх«! ctíhoi: свэрдловини.

Одержан! вирази, ! розулътагл багатофакторного &нал!ву покладая! в основу методики планузання 'операнд ti по установи! Цвментних мост!в в глибоких свердловинах на площах ДДз,

В!домо,*що на цементы! мости, кр!м статичмих, д!ють та-козк 1 динам!чн! новантажшня. Анал!з показуе, то визначаль-тт е навантвжешя, обумовлен! роботом бурильного 1 нстру-мента. Особлива 1х значимЮть полягас в тому, пл вони, як' правило, проявллютьоя при зар.арвенн! формування 1золиц!Иного екрана, на що вказустьпя в роботах проф. АЛ .Булатова та lloro школи.

3 мэтою оШнки риалы»« значонь данам!чинх напалтажень, и,о д!вть на uerwHTimft mí . при робот! в свордловии! «урил». ного 1нструмента, нами, з участю сп1ьроб!тник1в кпфодря "Теорэтичюк основ мэхаШки" та АТ "УкрНИ" на ексгиримон-тальн!й свордловин! буди провиден 1 досл!дження п<- рдестрац!! парамэтр!в коливзнь' 168- км обсядноГ колони при:

1. проведепн! спуско-п!д!ййальшх операц!й;

2. розбурюванн! цементного стакана з каменя р!зно1 м!ц-эст! роторним способом при наступному режим!:

навантакення на долото, = 15 кН ; кутова лвидкють обэртання, ш = 6,56 с"1 ; миттева витратз промивально! р1дини, ч = 1,4*10"* мэ/с ; тиск на ман!фольд1, р = 5,0 МПа ;

3. розбурюванн! елемент1в технолоПчнох оснастки обсад-' о! колони при тому :к режим!;

4. холостому обертанн! !нструмента з нутовою швидпюти и = 6,56 с"1.

Таким чином, моделюважсь най<Ильш корстк! умови роботи ксплуатац!йно1 колони, тобто, коли цементний-камШь за нею 1дсутн!51, а обертання 1нструкента проводиться з допомогою отора.'Компоновка бурильного !нструмента в!дпов!дала т!й, о використовуеться в промясловШ практщ!.

Ре трац!я коливань як на уст!, так 1 па вибо! свердло-ини, зд!йснювалась з допомогою с9йсмодатчик1в СВ 20 1 ф!к-увалась ивчяк!сштм самописцем Н 338-6П.

Доел! джеш1Я?л!1 встановлено, що обсадна колона служить ;аналон п&рвдэ"! коллвянь. Передача по експлуатаи!йн!й коло:! дшам!чних наваитакень, со рееструзалпсь датчиком, вста-говлоним на колонн!й ^оловп! кондуктора, дае мояслив1сть кон-.тату&зти про ¡лдсутя!сть короткого зчеплення обсздними рубаки, «»моиттглм кахеном та г1рськими порода?,м.

В(.я?1(че!!0 п}дпов!дп!сть частот колзтвань при холостому ¡бертанн! ! нструтнтэ, роабурювенн! цеметного камоня та >Л8мопт!в ос-~<1дпо1' колони. В!др!зняються бош; т!льки ¡кпл1тудамл. досягакчк максимуму в остшшьому вшвдау, Вста-ювлена прямя заляг-«! сть м!а агшл!туд£.;«1 коли- вань, м!шИс-

тю розоурюваних матер!ал!в та силою контакту зубк!в.долота з вибоем. Результата досл!джень приведен! в табл.1.

ГРЕЛИ РОЗД1Л присвячешй експерименталышм досл1даен-

ням умов формування та роботи 1золяц1йних екран1в в глиСоккх

свердловинах. 3 метою перев!рки залезкностей, проведено екс-

периментальн! досл!дження на моделях мост!в. При розробц!

методики досл1даеш> використано методики моделю'.кшя, запро-

понован! проф. М.о.Ашрафьяном. Для приготування тзмпоназкних

розчин!в використовувались сер!йн! тампог* ''I цемента

ПЦГ-Д0-50, ГЩХ-ДО-ЮО Здолбун!вського заводу, а таком розши-

1

рююча су1л!и1 (РО) на основ! ПЦТ-ДО-ЮО та золи естонських сланц!в, розроОлена в АТ "УкрПИ".

• Досл!джешя п!дтвердшш результата "нал1тичних досл!д-кень, що п!дтвердкуе !х'в!рог!дн1сть.

Пор!вняннл вираз!п (1) + (3) з розрахункомм формулами !нших.. автор!в показуе, що вони даать б!'лыи точи! результата (на 25-ЗОй), оск!лыш вони врахоиують характер навантаження, . тип I властшост! тампонаямах матер!ал!в то оггресовочного флю!да, а такок конф1гурац1ю ст!нок свердловнни.

Встановлено, во несуча здатн!оть моста проотас при на-явност! п!д шм р!дшш з п!дввдешш.а роолоИчиимп параметра ми.

На основ! результат! в дослШсень, ироьед*ш1х. *.-» моде ля: мост!в, встановлан1 залеягаст! вгшшу к!лы<ост! пик в на--вантажэння на величину вШюсного град!снта г1дронрприву, г обумовлено !нт«нсившм ру^тзашшм контактно? поверх«!. В той же час, використання в модел! ьисоков'язкого герметизую чого екрана дозволяв Шдтримувати гергтичШсть елгтеми нп заданому р!вн! практично незалеето в!д к1лькост! шгкл!п нэ-. вантажешш.

Частог;ю-а'<пл:г/дна характеристика експдуа* ^щйю! колони при проведеан! технолог 1чних операц1й

! т'-хкслсгчччз 1 слзс^лП Попер-: чн! ' на 2! колизанкя 7001 Поздовкн1 коливаиня на вибо! Поздовлл1 коливання на усП

1 Частота, Гц Аашптуда, и Частота, ГЦ Амплитуда, м Частота, ГЦ АмплИуда, м

( 1. Слуск- п 1 л;:с,м 1 кстг/кзнга - до 2,5-10"' 7 до 3-Ю"4 - до МО"4

2, Хсдхзте обгртаннл 1нстру-мента 33 1,5-ю;9 50 8,5-Ю"10 50 1,8-Ю"10

О О* Розбурдваакя цементного KSiier.ii ы!цн1стл:

6зг-"6,12-10б НДС; • , 33 5,3.10"8 37 •1,8 -КГ8 V 37- 1,5 - Ю-3

б3г-11.2-106 Н/м~; 33 1,65 - Ю-7 37 2,8-Ю"8 37 ' 2,1-Ю"8

4. Розбурювання ел.емент1в т&хполоМчко! оснастки ■ 30 до 1-Ю"4 50 2,8-Ю"5 50 7,7. Ю"6

Для перев!рки висновку, що динам!чн! навантаження на завершальн!й стад!! формування 1золяц1йних екран!в можуть суттево впливати на над!йн!сть останн!х, було проведено комплекс експериментальних досл!дкэнь по вивчэнню механ!зму йо-го впливу. Динам!чн! навантаження на модел! мост!в створзова-лись з допомогою пневмов!Оратора I в!даов!дадп значениям, приведешь в табл.1. При вибор! часу в!брообробкп виходили 1з нормативного часу розбурювання цемотких стакан!в (10 м за 30 хвилин). Активац!я тампонакного розчину проводилась за розроблэшш нами форсованим ранимом формування 1золяц!йних екран!в.

Результата! досл!даэнь дозволили встановити наступи! за-коном!рност!:

1. Кегативний вшив в!брообробкк на величину | а | в найб!лып!й м!р! ( зникення на 60«) спостер1 таиться при низь-к!й м!цаост! цементного каменя (ОСЦ до 24 голу,а) та ноявнос-тх-на ог!нках модел! глшшсто? к!рки. У вшчдау шкористатш активованмх ®а напрушю-ущ! яыгоачих еуы!шоп »опииня м1ц-ност! не персвищувало в!дпов!дно 42 1 27 %.

2. ВЮрооОроОка аналог!чло в;ш>;, ¡с 1 на величину в!д-носного теску г!др0пр0риву (Р,/Р0'. Так, для кодел! з ПЦТ-ДО- 100 п!сля 16 Г0ДШ1 формування та увллии в!бро-обробки в!дзначаеться р!зке пад!ння величии ^„/Г . значения якого в даному вшадку складае 80Х в!д початковог' . 1о зб!льшешям триналосП формування моста, а вияоьШю 1 м{ц-ност! контактно: зона, сп,.отер!гаеться гендонп!я пославшим впливу в!брооброОки. Так, при в!дсутноат! на ст!нках сворд-ловини глинисто! к!рки п!сля 46 год. ОЗЦ та 30 хвилин вЮро-оОробки зтшення початково! гормотичност! не поревицуе не б!льшэ 5®.

3. ЕИброобробка приводить цо !нтенсйвного руйнування сонтактно? поверхн! глинисто! к!рки, ро^криття в нШ др!бних гр!щин га шарувлння глинистих частинок.

4'. МехаШзм впливу динам 1чних навантажень, на наш догляд, полягге в осциляц!! нанружень на кптвктних поверхнях цементного какеня в результат! 1нтерференцП хвиль з р!зними сараторлотпками.

Досл1доння показали, ¡до при плануванн! операц!й по ус-гаыовц! г.;оог1в особливу увагу сл!д звертати ' э:

максимально видалення глинисто! тс^рки 1з ст!нок СБзрдловинн в !нтервал1 установки моста;

- вгаятвания залшк1в цементного, розчшу з покр!вл! :,:оста ,*

- выгасЯгаяля проведошго в свэрдловин! технолог!чних операц1й, як! можуть привести до вшплкнення динам!чних на-ваитадаш. прл 0"Ц до <38 год.;

- при !=сО'х1д1!ч;ст? проведения роб5т по розбурюваншо .цементного стакана порепагу сл1д вгддаватп ероз!йному бур!нню.

На осиом результат!в досл1даэнь рекомендуються опти-малыи трока 0Я1 для ри?ник уков формувания мост!в та кпйв тампонзклих кат^р!гл1в.

При устшопц! з гляоо!- 'скердловинях 1золяц1йних екра-н!в, обмешних за пйсотою, особлив! яимоги ставляться до ккост1 трмгшиагашх сумМсей. ви'-мо, що вякливою умовою одержання тампинакних матер!ал1в 1з заданими структурно-мэх'ш^птими властироотлки с управл1ння . роцясом структуроут-ворепня в'якучого в козгуляцШнШ стад!!. Стосовно до проце-с!в 1ф!плення глибоких свер.'^ювин основними заеданиями при вибор! способу управл1ння плас лтостямл су1швй сл)д ввака-ти: нпйб1лыа ц.йну рел!зац1ю потенШйних моиливостей в'яку •

чого; створення гранично зруйновако! структур в момент доставки розчину в заданий'!нтервал свердловинл; прискорене структуроутворэння п!сля завершения технолог!чно! операцП.

З.Д0СЛ1Джэнь проф. Кфуглицьког^ М.М. та його школи в1-домо, ш,о ыстивац!1с в'яжучого най01льш доц!льно проводит в к!нц! першо? стад!! структуроутворення, кож починають про-являтись деструктивн! 'яь^а, вшсликан! переходом частннок ■еттринггту в моносульфаа..у форму.

В розвиЪок цього полочная пат розроОлет форсований режим формування !золяШйяих екран!в, який оазуеться на цик-л!чн!й обробц! в'яжучого надлишкоБим тиском в реши! "репре-с!я-депрес!я". Суть активацП полягае в тому, шо цикл!чке •навантаження приводить до руйнування Олокуючих пл!вок г!-дратних новоутворень' на зернах цементу. Кр!м того, пульсац!я р!динм в м1кротр!щинах зерен викликас в них додатков! ноару-ження, як! приводить до розширешш наявних тр!щин та утво-рення новюс. В результат! в^Суваеться зб!льшеннл активно! . питомоХ поверхн! зерен в'якучого М8твр!алу ! зв'язування • надлшлково! води в суспензИ.

Вцвчення впливу запропонованого методу октивацН на технолог!чн! властивост! розчкну та каменю проводились У в!дпов!дност! -з ГОСТ 1581-85, ГОСТ Й6799,0»26758,?.-;35. Впко-ристовувались тампонакн! цементи ГШТ-Д0-Т00 ЗдилС.упжоысого заводу та ШЩС-120 Ноне. .»шш! вського заводу "Утик-шугодь".

Досл1даекня показали, цо як з точки вору вплльу на ек-ишовану сум!ш, так 1 технолог!чних осоалпвосгоЛ I ¡хшодШптк роО!т, .оптимальна к!льк!сть цикл!в навантпконня ¡»находиться в межах 8+15 при величии! рапрзсН 10-15Я в!д валлчиш г!-дростатичного тиску в свердловии!.

При цьому спостер!гееться ПшэнскфПшщя 'ЧдратацП

з'яжучого i покращення оснобнпх тахнолог!ч1шх властивостей гампонажниу сум!шей (табл. 2). :

Шдвищення м!цн!стних характеристик, зразкхв насамперед зшшжане зм!но?з м!кроструктури цемвтного камвню; що п!д-геэрдкуеться результатами ртутно" порометр!I. Так, к!льк!сть лакропор, розм1ром понад 0,85 мкм знизилась з 30,3 до 20,2%, зря цьому пб'ем Miicporrop, менших в!д 0,074 мкм, зС!лывився за 3S. Очевидно, цьому сприяе 1 01льш р!вном!рний'розпод!л г!драт!в у гелевШ мае! Пдросил!кат!в, краща впорядкова-fiicTb контактиих зон зрошувзння та п! двиг тш к!лькост! зро-[дэних волокон в блоках г!дросил!кат1в. Це приводить до утво-рэння и!льн!шо? структури камоня, замикання С+чьшого числа активних центр!в поверхн! Пдратхв у контактиих взаемод!ях.

Вклзане нитвердяуеться результатами проведених нами дериватогрйф1ч>1их доел!дань. Для яктирошного po34iniy характерна "itjibma !нтоисиш1сть низькотемшратурного ефокту (50<240"С!, зуновл.оного ыШлэнн-ч зв'лзоно! вода, а таксга дег1драт-яц1ею г!дрсфвррит!в, мою- t г!дроалюм!нат!в тобер-моритованого геля. Аналог!чна т>лчденц!я характерна ! для ен-дотерм1чних п|»:кт!в н д!nirnnon! температур (460457СГС) та' (670т?80"С). В результат! сгюстер!гаеться прискореняй пере-х!д до третьо? етад!Т струн,уроутворення.

Гатнрожши сть цементного камоня з шотвованого ЩТ-ДО-ЮП «треп 48 годин ОЗЦ г актично *"тв!ч! нпжча, ills у контролнгах npa^ictB. В результат! Шдвшауеться Його когюз!й-на стШсЮть кс „ 0,04 корЮТяно !п НО = 0,77 у контроль-

Л "9 12

того зрязка.

Хкршстерно, що npwptcT ч!ш?ост! какепя та отдания його rasorrpoiiKKHooTi особливо !нтенгквн! па par !й стад!? твор-. д!тш. В)дпов!дно, появляться можлив!сть п!дввдепня несучо!

Технолог1чн1 властивост! тампонатаих розчиив

Таблица 2

N п/п Тип тампонажного розчину Густина, кг/м3 Початок туггяв!н- няДп.т, ГОД-ХВ Тзаг. Тп.т. Водо- в1д- д1ле- ння, % Водовiд-дача по УВД-1, • сьг/ЗОхв Напру- ження зсуву, Газопро-никн!сть через • 48 гпд,., мл«. Границя М1ЦНОСТ1. МПа

МПа на згин на стиск

Т - 75 °С Р - ЗС ),0..МПа

1. Контрольний . з ГЩТ-Д0-100 1810 4-50 0,73 2,1 •. 211 0,70 0,60 • 6,21 18,7

2. Активовапий з 1ЩТ-Д0-100 1810 . 4-10 0,80 1,5 ' 163 1,20 0,34 8,93 23,1

Т - 100 ?С р'- 30,0 МПа •

3. Контоолъний 3 ШПЦС-1Е0 1760 5-10 0,72 4,2 257 0,38 3,90 1,70 11,3

4. Актирований з ВДС-120 1760 ' -40 0,78 2,7 198 0,47 . \ ,0,83 1,83 13,2'

¡датност! мост!в за рахунок зб!льшення % , а також скоро-:ешя строк!в ОЗЦ на 6+8 год.

ЧЕТВЕРИЛ Р03Д1Л присвячекий розробц! техн!чних засоб!в ■а рдосконяленню технолог!чних метод! в проведення операц!й :о.установи! цемонтгатх мост!в в глибоких свердловинах.-

3 дзхшЯ час в наШльш широко викорлстовуеться "балан-¡окй" мотод, коли контроль за гехнолоПчпим продесом ведуть •о об'ему закачано! продавочно! р1дани !з розрахунку сп!впа-:а"шя р!вн!в тамнонажного розчшу в трубах 1 затрубному протер!. 3 метой оц1тси точност! продавки тампонажнрго розчину роннал!зоваио результата 148 0П9рзц1Я по установи! цемэн'т-1« мост 1 в в свердловинах ЛДз, прсводенах з використанням пбШта- контролю™* пристро!в. Одержано полигон розпод!лу ;1лькост1 операцш в залежност! в!д вШюсно! похпбки в про-лтН. В результат! обробки дэяих показано, що для п1двищан-:я надШк.ст! доставки тамнонажного розчину з влх!дшми ластит.оотями в заданий !нтервзл спердловшш 1 усп!шност! об!т по установи! мост!в, особливо в складтвс геолого- . еу.нНник умовах, необх!дно використовувати виб!йн! контро-:шч! г^истро!.

Врэхор.уючя складн!сть та багатопланов1сть проведения перац!Я в глибоких свердловинах, розроблено комплект тех-!чгагх зпеосНв для кентрольовано! установки цементннх мост!в рп р!згш г1р!пгю-тохн{чних умовах. до складу ..мкого вхо-ять: пристро! для кентрольованого влб1?Тного цемонтувзння К2Ц-И0, УКРЦ-140М, УКЗЦ-2Н та кешлэк' пробок- амортизато-!в.

Пристр!й УКЗЦ-140 приз, пчений для коптроль'иваного це-энтувагшя в1дхшшвач1в Су!пс зк!в"), а такоа проведения

с

зояяц1йних ро ;т через колону труб р!зного тшорозм1ру.

. Пристр!й УКЗЦ-140Н призначений для проь.,дення багато-кратних !золяц!йних опе'рац!й через комб!новану колону труб, а так,ож !золяц!йних роб!т в аварШгкх св&рдловинах з незба-лансованкм розчкном без використанк.1 зворотного клапана.

Присто1й ЗГКЗЦ-2Н призначений для контрольовано! установки 1золяцШшх екран!в на колостатичному р!вн!. . ii

Комплект нробок-амортизатор!в складаеться з шшшо!, • вэрхньо? та комб1новано! лробок, Хх осоолив!стп е наяаШсть в конструкц/i амортизацией! камера для зыешвлня величини г!дравл1чного удару.

Пор1вняно з вtдолями, розроблен! техн1чн! засоби мать так! переваги:

• - простота виготоБЛэшш та експлуапШ, нод!йн!сть в робот!;

- можливЮть бйгатокрагного використання без п!дйому 1; свердловини (УКЗЦ-140Н, УКЗЦ-2Н), ригульоьана величина it<?-пульса сигналу "стоп".

В результат! появляеться моклив!сть з достатнюю техно лог!чною гнучк!стм викориотовупа'ш альте, штавн! варi ith проведения онераЩй, досягаючи няЗьр'щого результату. Не дозволяе скоротити гюпрол'/кпьси ь-тр.тги, а тчкок пгдшаити над!йн!сть установки мост!в в глибских ci-ep плотит.

Для устанопчи мост!в в ан'юат ьих умовю ¡юзройлнно ря технолог!чних метод!в. inn, технолог1я сел»хтишпТ !аоляцИ кр!плв[шя свердлорнии ролраког-чнз нч кдес-ри.-тшня т на ста д11 спорудаишя, ток t при П икснлуат mii. Притичювою особлив!стю е те, норрораци.!!! кчна"а вш."нуё>ть>;д бвзпо-' середньо в тамлончжному роачин!. Не A.-«r<>.n.if. забоплочсти не д!йну доставку розчину в канал пер"току, fciiewmn вплкв оласговах фшШв на екран, юо формуетьия, скоротитв затрат

- 21, -

к па проведения само* операц!I, так ! в пер!од ОЗЦ.

3 кете ' створешш умов для усп!шного проведения роб!т •. ри содектиЕн!й !золяц!К кр1пленпя без глушИшя нефонтаную-лх свэрдлавин розроблэно конструкц!ю тампонакноГо снаряда, к а в!др!з1шеться в!д в1д0!отх Гшчонанням .-сорпуса з терйо!зо-ьованого катер!алу, наярн!стю скребк!в, термоплавкого кон-эйпора п!л ташетшяшй розчш, а такой вмонтованих порфора-■оро та армушчого каркаса.

Технолог!я установки опорнлх мост!в базуеться на вико-астшш! пристроив УКЗЦ-140 або УКЗЦ-1401, эксцентричного гарохШшка та лопатевого калЮратора. В П основу покладено ¡эзультати досл!дкеиь, як! Шдтвердили перспективу зб!ль-]?1шя иорсткост! сгИюк овердловини, наприклад, за рахунок 'трпмуючих коворн. При пьому, в залежной! в!д геолого-:ехн1чних углов, каверна мохе створкватись як в зон! розм!-уэння буферной р!дани, тЬк 1 Сезпосеродньо в-зон! тампонаж-юго розчкну.

. Технология установки 1золяцШгах мост!в на колостатич-гому р)вн! базуеться на застоеу'нгн! пристрою УКЗЦ-2Н або тробок-пмортизчтор!в. Головними перерзгами даного способу е з!дсутн!сть шливу р1динл, глушЬшя на проншш!сть продуктив-т пляст!в, виклвчення'ефе. х'у г!дравл1чного удару 1, в!ддо-з!дно, додяткових сил розгягу на колону труб.

Технолог!л !золяц!1 зон по ливень б'деться на викорис-гагаИ продавочлих пробок-амортизатор!в та ексцентрично роз-Мирного в п!дв!сц! труб лонатевого калхбратора. При пьому Йэрмування твидкотужав1ючо1 сум1и! в!дбуваеться за рахунок

а "

поступления шламу !э ст!нок свердловшш в вих!дний тампонаж-пкЗ розчш. с »

П П'ЯТС'/У РОЗДШ приведено результата промислово! пе -

peBiprai результатов дослхдаень та розроблених рекомендац!й.

. Перев!рка методики розрахунку конструкц!i цементних moctIb проведен! в Полтавському УБР AT "Укргазпром" та Пол-тавськом" тампонажному управл!нв! АГ "Укрнафта".

Промкслов! випробування пристро*в УКЗЦ-140 та Л{ЗЦ-140Е проведен! при установи! цементних moctIb'b AT "Укргазпром" та -AT "Укрнафта". 3 Ix викорисганням-провэдено понад 30 свердловшю-операц!"й по установи! кост!в-в глибоких свердло-винах на шющах ДЦз. Середня усп!шн!сть операцгй становить близько 94%.

ПрзцездэпИсть пробки-амортизатора випробувана при цэ-ментуванн! 168 мм експлуатацШюК колони в свердловин! № Ш Яблун!вського ГКР.

Технолог!я установки !золяц!йнях'мост!в, включаючи ! форсований решм формування, уоп!шно Бикористана при проведешь 4 ошрац!й в свердловин! № ТОО Гадяцького ГКР.

Технолог!я установи; опорни мосЛв пройшла нромислов! випробування-в свердловин! & III ЯЗДн!вського ГКР, до в'!н-тервал! 3977-¿3910 м п!сля двох »«гадалих олроб установки моста традиц!йним методом, з порко! спропи ycntaio була проведена установка моста длл забурюпышя нового ствола.

Результата досл!даень поклацен! в основу розроблено! з пашою участю технолог!чыоК йгетрукцП по установи! цимс-нтних мост!в при öypiHHi та випробуванн! свердловин на родовииах Полтавського УБР.

OCHOBHI ВИОГОВКЙ

I. Ца основ! результатов статистично!' обробкп прсгятало-вих даних встановлено вагом!сть впливу основши геолога-

теиПчкнх фактор!в на усп1шн!сть установки цементних мост!в ' в свердловинах Дн1гровсько-Донецько1 за адини.

2. Георегачниш та вкспвримвнтальними досл1дженняш . встано'влено, що над!Пн!сть роботя цементних мост!в залежить в1д умов формування та наваита;;;ення, типу 1 технолог!чних властивостей тампонакних розчин1в та опресовочного флю!да, стану поверхя! ст!нки свердловкш. УточнеЫ критерП м!цнос-т! та методика розрахунку конструкцИ цементних мост!в.

3, Експериментальшмл досл!дкеншши роз«рито механ!зм впливу динам!чпих навантажонь при завершил! Формування моста на його м!цн!сгь та герметичШсть.

4. Комплексними ф1згесо-х!м1чгкм:1 досл1даеннямя уточнено кехан!зм впливу ракшу активен! I на процес.. структуроут-

п вор .мня тампоназнш. розчин!в 1 !х технолоПчн! властивост!. Розроблена технология форсованого режиму формування !золя-цШшх екраШв.

5, Розроблен! техн!чш засоби.для нядЫюУ доставки тамронамюго розчину в задяниЛ шгсрвал свердловигет, способи контрольовано! установки опоргая мост!в, 1золяц!1 зон погли-нання "1 1золяц!йних мост!в пр1, ромонт! елек?нт!в кр!плення свердловш. Вказан! розробки проПшли усп!шн! пробелов! ви-пробуванпя в евпрдловинах' Ат "Укргазпром", АТ "Укрнафта".

Основ;?! положо1шя дисертпцН опубл!кован! в сл!дуючих роботах:

I. Стаовто В.М, <>ц!нка мпшост! цементного моста, нй-вантаженого бурилыпга 1 нстру^ентом //1г но-Фрпнк1вський дер-яавний техн{чний университет нафти ! газу. - 1ваяо- ран-к!вськ. - ТГ«95.- 9с. Лен. I' Т1ТГВ УкраКня, 13.0 .95.'й 867--Ук95.

I. *

2. Торга ; Б.Л., Стясетсо В.М. Впляв способу установки

моста на aictcTb 1золяц1йного екрана //1вано-Фракк1вський державний техн!чний ун;верситет нефти t газу. - 1г.ако- Фран-к1вськ.-1995.-?с. деп. в ДНТБ УкраКни, 13.04.95 JS 869-Ук95.

3. Стасенко В.М. До питания оц!нки герметичност! ;золя-uiföfflx moctíb //1в&но-Фрэнк1Еський державний техн!чшгй ун!-верситет нафти t газу. - 1Бано-Фр«нк1всы{. - 19Э5. - 6с. . Деп. в ДНТБ Ук?а1ни, Í3.04.05. й 870-Лк 95.

4. Коцкулич Я.С.. Тераак'Б.А., Стасонко В.Г.;. Резерва Шдвищення над!йност1 установки moctíb /Д1атер[али м1::<народ-но1 науково-практитаоУ конферечцП "Проблема ; ыляхи енарго-забезпечення УкраХни". 1ввно-Сранк1:зськ, 1993.

5. Коцкулич Я.С.. Тергаак Б.'А., Стасонко P.M. Иржпдапи-розрахунку конструкц!í {золлШЯшх moctíb /Л!аукозо-тетн1чна конфорещ1н професорсько-викладэцького складу державного техн!1шого ун!верситету нарги t газу. БурШия нафтовях t va-зових свердлоыш: Тези.- Твако-СрашйБСы;.- 1994,- с. 67-60,

6.Стасенко В.М. Стан í нребломи установил moctíb в глубоких овердловинах //Том ¡¡;е. - с. 57-58.

7. Тершак Б.А., Стасонко В.М. Методика ¿озрахунку це-мэнтних moctíb /Д'атир1алн науково-практично? конфепенч!I "Стан, проблеют í перспактиви ртзьитку нафтогапового комплексу Зах1дного рэгЗолу УкраКлл", Льв1в, 1995. - 154.

Stasenko V.N. The Iiiiurovement of TíOÍi/ilques and Teoh-nology of Installation of Cemsnt. Dridges in Doep Willi» (on the exampJe oí 1Ш).

The dissertation for i КазЬег'о Dcgroo in enflhwtrlng in thefield of of welis drillins (05.1?.10). Status Teohni-oal Univeraity of Oil and Gas, Ivano-Fmnfcivsk, 1995.

The fhecis crecento 7 soientlfio papera oontainiii^

- р -

heoretical and experimental £rovmd3 for teohnologioal deci-iona aimed ot the increase of effectiveness of installation f bridges in uc-ep «rells.

The methods of calculation of oonstruotion .of bridges, oroed rata of forming of screens, teohnical means and teoh-iclogical rrathods of earring out operations in anomalous ¡onditienfl hrwfi been elaborated.

CtaceiiKo R.H. Совершенствование техники и технологии гстапоЕки ц°кентга.'х мостов в глубоких скважинах (на примере Щв).

Диссертации t-a соискание ученой степени кандидата технических наук то специальности ОЬЛБЛО - Суретаю скважин. Лвюю-ЗрчнковскгЛ ^осударственмыЛ технический утгаверситет iiO'1'ТИ и га: а, Т<05.

З^кщаетси ? чоучкых рппот, ксторио содержат теоретическое ¡1 ЭКГП^рГ.'Г'НТЧ-ЧМГ-п' PC-t'CRC-R-Jfm Т9Х1ППЧСКИХ решений, направленных на иопкл-тз *4-1яктпы>ости установки мостов в глучжкх скьгж'.-пах. \ герплот/йш кето.'пжэ расчета конструкции мостов, ?»r,fii,»r.'!,!m.-n jvmi '^р^трор-зш'я .-»кранов, тетничве-

к70 сродсп fэ я г'хнп.гач'.чвскй«, wtofjl проведзяия спорицй в ос.'ол-'еитт ('Wii m;v. ivwonncx.

i'.!iB'4o-ii тготгс-тт-тияЯ резчин, формувапня,

ц-л-о!п;;га кгчШ.» коп рол.пичпЯ пр'лстрт, rexT.ucrin установки novH-nmx гм^пв.