Ключевые слова: тампонажный раствор, понизитель водоотдачи, фильтрация.
Цементирование скважин — сложный и трудоемкий процесс, качество выполнения которого зависит от техники и технологии проведения процессов цементирования, качества подготовительных работ, тампонажного материала и полноты замещения бурового раствора тампонажным [1].
Особое внимание уделяется составам и свойствам применяемых тампонажных растворов для крепления продуктивных интервалов скважин. Для сохранности коллекторских свойств пластов в процессе цементирования эксплуатационной колоны (хвостовика) необходимо контролировать фильтрационные характеристики цементных растворов. Ведь проникновение фильтрата в пласт может привести к адсорбции, хемосорбции, адгезии, коагуляции, флокуляции, оказывающие наиболее тяжелые последствия на проницаемость пласта [2].
С этой целью применяют специальные реагенты — понизители водоотдачи тампонажных растворов. В современной практике применяются два типа данных добавок: мелкодисперсные твердые частицы и водорастворимые полимеры (природные и синтетические). Первые — проникая в фильтрационную корку из-за своих мелких размеров, скапливаются в ней и уменьшают ее проницаемость. Вторые — сочетают в себе повышения вязкости водной фазы и снижение проницаемости фильтрационной корки [3]. Наиболее широко нашли свое применение водорастворимые полимеры. В настоящие время существует огромный выбор таких реагентов. Ниже рассмотрены некоторые из них.
Гидроксиэтилцеллюлоза — эфир целлюлозы, слабокислотный полиэлектролит, хорошо растворимый в воде. Растворы, обработанные данным реагентом, характеризуются большой устойчивостью к воздействию солей поливалентных ионов и органических сорастворителей. Гидроксиэтилцеллюлоза в основном выступает в роле влагоудерживающего агента.
Uniflac S — реагент, представляющий сухой полимер третьего поколения. Данный реагент возможно добавлять как в жидкость затворения, так и в сухую цементную смесь. Данный полимер имеет низкую чувствительность к изменению температуры и концентрации. Так же добавка не чувствительна к классам цемента при забойных температурах от 10°С до 260°С.
Так как данный реагент сокращает время на ожидание затвердевания цемента, то рекомендуется использовать вместе с UNIFLAC S — замедлитель сроков схватывания.
ATREN CEM ULTRA — регулятор фильтрации цементных растворов на основе производного акриламида. Используется для снижения фильтрации тампонажных растворов при первичном цементировании и при проведении ремонтно-изоляционных работ. Предотвращает образование каналов, по которым может происходить миграция пластовых флюидов в цементном камне на начальном этапе его формирования. Используется в концентрациях 0,2–0,6 % к массе сухого цемента для эффективного снижения показателя фильтрации; 0,60–0,80 % к массе сухого цемента как агент, предотвращающий заколонную миграцию пластовых флюидов. В большинстве случаев не требует введения пластификатора.
Polytrol FL 29 — Загущающая добавка для контроля водоотдачи, предназначенная для первичных работ или закачки под давлением в широком диапазоне температур до 140 °C. Особенно подходит для цементирования неглубоких скважин, поскольку не замедляет схватывание цемента.
FLOSS 500 / FLOSS 600 — Синтетический полимер на основе полиакриламида — понизитель фильтрации для цементных растворов нового поколения, который эффективно снижает показатель фильтрации и помогает решить проблему межпластовых перетоков флюидов после размещения тампонажного раствора в скважине.
Применяется при температурах от 0 до 150°С в концентрациях 0,2–1,0 % по массе цемента. Имеет возможность ввода как в жидкость затворения, так и в сухую цементную смесь.
Данный реагент:
— Не влияет на время загустевания цементного раствора и сроки набора прочности камня;
— Выполняет функцию агента-газоблокатора, предотвращая и блокируя миграцию межпластовых флюидов за счет сокращения времени фазового перехода;
— Повышает седиментационную устойчивость цементного раствора;
— Сохраняет эффективность в присутствии высоких концентраций хлоридов натрия и кальция;
— Совместим с большинством пластификаторов.
В зависимости от условий применения в настоящее время можно подобрать наиболее подходящий реагент. Большинство из рассмотренных добавок не только уменьшают скорость фильтрации тампонажных растворах, но и так же оказывают влияние и на друге свойства (время загустевания, вязкость и другие), в связи с чем требуется ввод дополнительных реагентов, которые нивелируют отрицательное воздействие первого и могут иметь синергетический эффект с понизителем водоотдачи.
Таким образом, в настоящее время, разработка рецептуры тампонажного раствора под конкретные условия — сложный и трудоемкий процесс, имеющий множество нюансов.
Литература:
- В. М. Мильштейн Цементирование буровых скважин. Краснодар, 2003. 375 с.
- Николаев Н. И., Усманов Р. А., Табатабаи Моради С. Ш., Эрнандес Рекена Дж.Р. Разработка составов и исследование свойств тампонажных смесей для повышения качества вторичного вскрытия продуктивных пластов // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2017. № 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-sostavov-i-issledovanie-svoystv-tamponazhnyh-smesey-dlya-povysheniya-kachestva-vtorichnogo-vskrytiya-produktivnyh-plastov (дата обращения: 19.05.2022).
- Erik, B. N. Well Cementing / B. N. Erik, Guillot Dominique. — Second Edition. — 2006. — 797 c. — Текст: непосредственный.
