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!

    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 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
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    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
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)