Разработка рецептур облегченных тампонажных растворов с пониженной водоотдачей

Карпенко, Владислав Эдуардович Отделение нефтегазового дела (ОНД)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе рассматривается разработка рецептур облегченных тампонажных растворов с применением различных реагентов для снижения показателя фильтрации. В процессе выполнения работы проведен анализ литературных источников по актуальной проблеме. По результатам данного анализа выработана методика проведения исследований, проведены серии различных экспериментов с использованием понизителей фильтрации разных марок. Результаты исследований могут использоваться при проектировании рецептур облегченных тампонажных растворов, к которым применяются высокие требования к пониженной водоотдаче с их применением при строительстве глубоких скважин в сложных горно-геологических условиях.

С.
Введение 14
1 Аналитический обзор 15
1.1 Механизм перехода тампонажного раствора в тампонажный 19
камень
1.2 Современные облегченные тампонажные растворы 22
1.3 Современные воздухововлекающие добавки 30
1.4 Пониженная водоотдача облегченных тампонажных растворов 32
1.5 Выводы по аналитическому обзору 36
2 Методика проведения исследований 40
2.1 Методика определения плотности тампонажного раствора 40
2.2 Методика определения растекаемости тампонажного раствора 41
2.3 Методика определения водоотделения тампонажного раствора 43
2.4 Методика определения времени загустевания тампонажного 44
раствора
2.5 Методика определения прочности на изгиб образцов тампонажного 47
камня
2.6 Методика определения водоотдачи тампонажного раствора 50
2.7 Методика приготовления облегченного тампонажного раствора для 53
испытаний
3 Результаты экспериментальных исследований 55
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 56
ресурсосбережение
4.1 Планирование научно-исследовательских работ 56
4.2 Бюджет научно-технического исследования 61
4.3 Определение эффективности исследовательского проекта 66
5 Социальная ответственность 68
5.1 Введение 68
5.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 69
5.2.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 69
5.2.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 70
исследователя
5.3 Профессиональная социальная безопасность 70
5.3.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать 71
объект исследования
5.3.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть 72
в лаборатории при проведении исследований
5.3.3 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия 80
вредных и опасных факторов
5.4 Экологическая безопасность 81
5.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 83
5.5.1 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в лаборатории 83
при проведении исследований
5.5.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка 84
порядка действия в случае возникновения ЧС
5.6 Результаты выполнения раздела 85
Заключение 87
Список использованных источников 90
Приложение А 96
Оптический диск с электронной версией ВКР 113

В настоящее время с развитием технологий бурения и открытием новых
месторождений усложняется процесс строительства скважин, поскольку
увеличиваются их глубины, интервалы бурения обладают различными
осложнениями и аварийноопасными зонами. При этом процесс крепления
скважины является заключительным этапом и наиболее ответственным с точки
зрения сохранения коллекторских свойств пласта.
Сложные горно-геологические условия предполагают, что
цементирование может проводиться в горных породах с аномально-низким
пластовым давлением, что в свою очередь требует применения облегченных
тампонажных растворов и оправдывается с экономической точки зрения. При
этом современные рецептуры таких тампонажных растворах основаны на
применении традиционных облегчающих наполнителях и высоком
водоцементном отношении.
В скважинных условиях под действием избыточного давления многие из
облегчающих добавок разрушаются, что приводит к резкому увеличению
плотности тампонажного раствора с вероятным развитием гидроразрыва пласта,
при этом сам раствор может стать непрокачиваемым. Результатом высокого
водоцементного отношения является повышенная фильтрация жидкости
затворения из раствора в скважинных условиях. По этой причине могут
ухудшаться коллекторские свойства пласта после заполнения пор и трещин
фильтратом тампонажного раствора с последующим образованием
конгломератов. Кроме того, ухудшается процесс гидратации зерен цемента и
снижается качество крепления скважины.
В связи с этим актуальной является проблема разработки такой
рецептуры облегченного тампонажного раствора, который будет обладать
низкой плотностью с устойчивыми к действию скважинных давлений и
температур добавками, а также иметь низкий показатель фильтрации.
1 Аналитический обзор

В работе представлены результаты теоретических и экспериментальных
исследований облегченных тампонажных растворов. В процессе выполнения
осуществлялся подбор рецептур с использованием различных облегчающих
добавок при различном водоцементном отношении, в результате чего были
получены определенные закономерности изменения плотности
рассматриваемых растворов. Впоследствии проводились серии испытаний при
определении параметров отобранных рецептур облегченных тампонажных
растворов с целью установления наилучшей облегчающей добавки, которой
была принята облегченная минеральная добавка. На заключительном этапе
исследований осуществлялось совершенствование рецептуры тампонажного
раствора на основе данной добавки с целью снижения показателя фильтрации в
динамических условиях. Основные выводы и практические результаты
исследования представлены далее.
При использовании облегчающих добавок с высокой насыпной
плотностью снижение плотности тампонажного раствора в большей степени
происходит благодаря высокому водоцементному отношению. Облегчающие
добавки с низкой насыпной плотностью используются для замены части
портландцемента с, при этом есть ограничения на концентрацию облегчающей
добавки в составе с целью сохранения параметров тампонажного раствора в
заданных пределах.
Некоторые из рассмотренных облегчающих добавок не позволяют
получить требуемые параметры тампонажного раствора, а также подвержены
деструкции в скважинных условиях. Лучше всего с точке зрения соответствия
заданным параметрам показали себя вермикулит и облегченная минеральная
добавка. Недостатком вермикулита является образования вермикулитовых
пробок при остановке циркуляции, в результате чего широкого применения
данная добавка в настоящее время не нашла.
Приемлемый результат с точки зрения получения заданных параметров
показал облегченный тампонажный материал на основе портландцемента ПТЦ-
100 с воздухововлекающей добавкой ОМД. Использование данной добавки
позволяет добиться существенного снижения плотности тампонажного раствора
без ухудшения его характеристик и качества тампонажного камня. При этом
данная добавка отлично показывает себя в скважинных условиях работы,
поскольку не разрушается под действием избыточного давления.
Установлено, что измерения показателя водоотделения в соответствии со
стандартами в действительности не отражают реальную фильтрацию, которая
может присутствовать в скважинных условиях и оказывать всесторонние
негативные воздействия как на продуктивный пласт, так и на качество самой
заканчиваемой скважины. Для получения реального представления о влиянии
фильтрата тампонажного раствора на продуктивный пласт необходимо
проводить испытания в динамических условиях с измерением показателя
водоотдачи.
При заданных требованиях к плотности, растекаемости и показателю
фильтрации наиболее эффективно показатель водоотдачи снижает
гидроксиэтилцеллюлоза марки 200000DR в небольших концентрациях
благодаря особенностям строения цепи полимера. При этом требуется
применение пластификатор для повышения подвижности раствора и
пеногасителей для предотвращения вовлечения воздуха в состав. При низких
значения водоцементного отношения достаточным может быть
гидроксиэтилцеллюлозы марки 100000DR с более короткой молекулой
полимера, поскольку зерна цемента располагаются на незначительном
расстоянии друг от друга.
Карбоксиметилкрахмал снижает показатель водоотдачи под действием
избыточного давления менее эффективно с возможностью полного осушения
тампонажного раствора до окончания схватывания цемента, поскольку имеет
более разветвленное строение. Соответственно, для снижения фильтрации
необходимо значительно увеличивать концентрацию добавки. Кроме того, при
применении КМК после гидратации портландцемента не происходит его
твердения, в результате чего необходимо применение ускорителей схватывания
с высокой концентрацией и пластификаторов в ряде случаев для повышения
подвижности тампонажного раствора.
В будущих исследованиях планируется проводить работу по оценке
влияния деструкции облегчающих добавок на получаемые свойства
облегченных тампонажных растворов и возможность их регулирования. Для
оценки влияния скважинных условий на показатель водоотдачи необходимо
проводить исследования на анализаторе водоотдачи с использованием одной
рецептуры при различных давлениях и температурах. Кроме того, необходимо
оценить эффективность других современных понизителей фильтрации, к
которым относятся гуматы, лигносульфонаты, эфиры целлюлозы и акриловые
полимеры.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Верификация Черкашинской свиты Приобского месторождения
    📅 2020 год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)