Кафедра бурения нефтяных и газовых скважины Бакалаврская работа

Кафедра бурения нефтяных и газовых скважины Бакалаврская работа ПРОЕКТ ПРОВОДКИ СКВАЖИНЫ С ОТХОДОМ 1000 м НА ТУЙМАЗИНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ ВЛИЯНИЕ БАЗАЛЬТОВОЙ ФИБРЫ НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА И КАМНЯ Дипломник : ст. гр. БГБ-08 -01 Руководитель: канд. техн. наук, доц. Крига А. К. Султанов Д. Р.

Строительство скважин предъявляет высокие требования к качеству тампонажных материалов, и усложнившиеся условия их применения потребовали более жестких подходов к креплению скважин. Наиболее слабым звеном является цементный камень, который легко разрушается под действием агрессивных сред, перепадов давлений и динамических нагрузок, передающихся на цементный камень через обсадную колонну во время различных технологических операций. Из-за нарушения целостности цементного камня возникают межколонные и заколонные перетоки, прорыв посторонних вод в интервал перфорации, преждевременное обводнение скважин.

Факторы, снижающие целостность цементного камня: § Опрессовка § Перфорация § Гидроразрыв § Разбуривание цементного стакана § Спуск НКТ и насоса § Колебания давления и температуры § Другие технологические операции 3

Применяемые методы повышения качества крепления скважины Ввод армирующих добавок §Базальтовая фибра 4

Свойства базальтовой фибры - предотвращается появление трещин; - повышается устойчивость к истиранию; - исключается появление пластических деформаций, трещин ; - увеличивается морозостойкость; - высокая прочность и долговечность; - высокая термостойкость, абсолютная негорючесть; - стойкость к агрессивным средам; - экологическая чистота. 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ БАЗАЛЬТОВОЙ ФИБРЫ НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА И КАМНЯ § На растикаемость § На водоотделение § На прочность (изгиб и сжатие) § На ударостойкость 6

Влияние базальтовой фибры на растекаемость цементного раствора Конус Аз. НИИ 7

Зависимость растекаемости цементного раствора от концентрации базальтовой фибры В/Ц 0, 5 0, 6 Содержание фибры, % Растекаемость, см 0 0, 1 0, 5 1 2 17 16, 5 15 13, 5 8, 5 21 20 17, 5 15 11 8

Зависимость растекаемости от концентрации базальтовой фибры Растекаемость, см 25 20 15 В/Ц=0, 6 10 5 0 0 0. 1 0. 5 1 Содержение фибры, % 2 9

Влияние базальтовой фибры на водоотделение цементного раствора - мерный цилиндр 250 см 3; 10

Зависимость базальтовой фибры на водоотделение цементного раствора Процентное Водоотделение, мл содержание фибры базальта, % 90° 45° 0, 01 10 11 0, 05 9 10 0, 1 8 10 0, 2 7 9 0, 5 5 8 11

Зависимость водоотделения от концентрации фибры 12 Водоотделение, мл 10 8 6 90° 45° 4 2 0 0. 01 0. 05 0. 1 0. 2 Концентрация фибры, % 0. 5 12

Влияние базальтовой фибры на прочность цементного камня Пресс Мицис-200 -3 Образец цементного камня до и после 13 испытания

Влияние концентрации базальтовой фибры на прочность цементного камня Время затвердевания, Прочность образцов, Мпа В/Ц Номер образца на изгиб на сжатие 1 6, 04 23, 5 2 4, 32 23, 59 3 5, 31 23, 66 4 5, 4 23, 67 5 5, 65 23, 71 1 5, 67 30, 4 2 5, 83 29, 94 3 5, 96 28, 95 4 6, 01 30, 72 5 6, 23 33, 34 1 6, 68 37, 47 2 6, 79 38, 36 3 7, 43 41, 58 4 7, 59 38, 18 5 7, 69 39, 16 сут. 2 7 14 0, 5 14

σ изгиб, МПа Зависимость прочности цементного камня на изгиб от концентрации базальтовой фибры в 2, 7 и 14 суточном возрасте 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2 сут 7 сут 14 сут 0 0. 1 0. 5 1 Содержание фибры, % 2 15

σ сжатие, МПа Зависимость прочности цементного камня на сжатие от концентрации базальтовой фибры В 2, 7 и 14 суточном возросте 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2 сут 7 сут 14 сут 0 0. 1 0. 5 1 Содержание фибры, % 2 16

Влияние базальтовой фибры на ударостойскость цементного камня Рисунок 2 – стальная гиря Рисунок 1 - копер 17

Зависимость ударостойкости цементного камня от концентрации базальтовой фибры Водоцементное отношение Содержание фибры, % Удельная ударная вязкость, Дж/см 3 0, 1 0, 5 0, 14 0, 5 0, 37 1 0, 63 2 0, 98 18

Зависимость ударостойкости от концентрации фибры 19

Сложности в использовании армирующих добавок § Неравномерное распределение добавки по объему цементного раствора § Резкое ухудшение прокачиваемости при больших концентрациях 20

Выгоды от применения армирующих добавок § уменьшение заколонных перетоков § лучшее качество крепления колонны § уменьшение затрат на ремонт скважин § повышение устойчивости цементного камня к нагрузкам § лучшая изоляция пластов 21

Экономическая эффективность от применения базальтовой фибры Применение новой технологии, армирующей добавки (базальтовой фибры), дает годовой эффект 4542, 42 тыс. руб. Он достигается за счет сокращения расходов на капитальный ремонт на 40%. 22

Благодарю за внимание 23