Влияние химических реагентов на долговечность крепления скважин

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого

Кафедра: «РЭНМиТН»

Курсовая работа

на тему: «Влияние химических реагентов на долговечность крепления скважин»

                                                             Выполнил студент

                                                        Группа ЗНР-31с

                                                   Банчук  Д.И.

                                                                     Проверил преподавтель

                                             Бруй Л.К.

Гомель 2004

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.  Механизм действия реагентов-замедлителей схватывания тампонажных растворов

2.  Влияние химических реагентов-замедлителей на коррозионную стойкость тампонажных вяжущих

3.  Влияние химического строения реагентов-замедлителей схватывания на долговечность крепления

4.  Влияние реагентов-замедлителей на коррозионную стойкость цементного камня

4.1.  Исследования влияния реагентов-замедлителей схватывания на коррозионную стойкость тампонажного камня спеццементов

4.2.  Влияние реагентов-замедлителей схватывания на коррозионную стойкость камня из термосолестойкого цемента

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Надежность работы нефтяных и газовых скважин зависит от качества цементирования и свойств формирующегося в скважине цементного камня.

В связи с многообразием условий строительства скважин высокое качество изоляции пластов может быть достигнуто благодаря правильному выбору тампонажного материала, регулированию показателей свойств тампонажного раствора и формирующего камня в соответствии с конкретными  условиями, применению современной технологии цементирования, а также полному замещению бурового раствора тампонажным.

Рост глубины скважин и повышение требований к качеству их крепления приводят к увеличению затрат времени на работы по креплению и ликвидацию осложнений.

Развитие физикохимии дисперсных систем позволило разработать способы улучшения свойств тампонажных растворов, основанные на использовании органических веществ, которые в малых дозах обладают свойствами поверхностно-активных веществ и взаимодействуют с минералами, входящими в состав цемента.

Введение ПАВ позволяет получить необходимые показатели технологических свойств тампонажного раствора в период его закачивания и непосредственно после этого. При этом структура цементного камня и его коррозионная стойкость определяются видами вяжущего и вводимых химических реагентов.

1.  МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ РЕАГЕНТОВ-ЗЕМЕДЛИТЕЛЕЙ СХВАТЫВАНИЯ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ

Высокая температура на забое скважины создает известные трудности в подборе материалов и разработке рецептур тампонажных растворов. При температуре свыше 100⁰С резко интенсифицируется загустевание тампонажных растворов, особенно в случаях их частичного обезвоживания за счет фильтрации свободной воды в проницаемые коллекторы.

Установлено, что широко применяемые в настоящее время при цементировании глубоких скважин тампонажные портландцементы обладают недостаточной коррозионной и термической стойкостью [1,2].

Ввод реагентов в тампонажные растворы вносит определенные изменения в процесс гидратации их вяжущего с первых минут контакта его с водой. Эти изменения обусловлены воздействием на кинетику растворения силикатной составляющей вяжущего и соответственно на кинетику возникновения и степень пересыщения жидкой фазы, выделения из нее гидратных новообразований, морфологию и прочность создаваемой последними дисперсной структуры.

Общей особенностью действия многих ПАВ на вяжущее является не только изменение условий и кинетики выделения гидратных новообразований в присутствии этих реагентов, но и изменение контактных взаимодействий между частицами дисперсной фазы. Известно, что влияние реагентов органической природы на процессы гидратации цементов определяется плотностью, прочностью и толщиной адсорбционного слоя молекул реагента на частицах цемента [3]. Адсорбционное покрытие прочно удерживает слой воды на поверхности за счет молекулярных сил, а также частично – в адсорбционном гелеобразном слое ПАВ. Эти адсорбционные слои вызывают стабилизацию частиц дисперсной фазы, являясь защитной гидратной оболочкой, равномерно обволакивающей всю поверхность [4].

Предельная адсорбция молекул химреагентов уменьшается с увеличение их молекулярной массы.

Адсорбируясь на поверхности частиц гидратирующегося цемента и затем десорбируясь, органические вещества влияют на скорость гидратации. В результате адсорбирования реагентов и образования защитного слоя на поверхности частиц дисперсной фазы, а также появления в продуктах гидратации тампонажного вяжущего на ранних стадиях создания микрокристаллической структуры повышается устойчивость цементного камня к солевой агрессии. Некоторые добавки реагентов замедляют процессы перекристаллизации и защищают поверхность новообразований от коррозионного воздействия [5].