Научно-технический журнал

«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

ISSN 0130-3872

ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СМОЛ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ УПРУГО-ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА С СУЩЕСТВУЮЩИМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ РЕШЕНИЯМИ

УДК: 622.245.422.2
DOI: 10.33285/0130-3872-2021-9(345)-31-36

Авторы:

БЛИНОВ ПАВЕЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ 1,
ДВОЙНИКОВ МИХАИЛ ВЛАДИМИРОВИЧ 1,
САДЫКОВ МАРАТ ИЛЬДАРОВИЧ 1,
ВОРОНИК АЛЕКСЕЙ МИХАЙЛОВИЧ 2,
МОРОЗОВА АНАСТАСИЯ ВИКТОРОВНА 3,
ЯГУДИНА ЛИЛИЯ ВАКИЛЕВНА 4
1 Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Россия
2 Ухтинский Государственный Технический университет, г. Ухта, Россия
3 ФК "Халлибуртон Интернэшнл ГмбХ", г. Москва, Россия
4 АО "Зарубежнефть", г. Москва, Россия

Ключевые слова: цементный раствор; тампонажная смесь; цементный камень; цемент; прочность; модуль Юнга; свойства цемента; смола.

Аннотация:

Статья посвящена особенностям упруго-прочностных свойств цементного камня, в составе которого присутствуют смолы, а также сравнительной оценке использования эпоксидных смол с применяемыми технологиями. В рамках данной работы проведены испытания по исследованию прочности цементного камня на сжатие и расчет модуля Юнга. Проведено исследование использования различных классов смол с целью оценки возможности применимости в производстве. В качестве контрольного образца рассматривается цемент класса "G", в качестве эластомерной добавки – эластомер помолом 10–30 меш, в качестве эпоксидной смолы – смесь бутил глицидилового эфира 10 %, эпихлоргидрина и бисфенола А с добавлением диэтилтолуолдиамина в качестве отвердителя, в качестве расширяющей добавки – расширяющая добавка на основе оксида алюминия. К основным выводам работы можно отнести эффективное повышение прочности на сжатие и значительное снижение модуля Юнга при использовании в составе цементного раствора эпоксидной смолы.

Список литературы:

1. Табатабаи Моради С.Ш., Николаев Н.И., Николаева Т.Н. Разработка составов буферных жидкостей и тампонажных растворов для крепления скважин в условиях высоких температур // Зап. Горного ин-та. - 2020. - Т. 242. - С. 174-178. - DOI: 10.31897/PMI.2020.2.174
2. Николаев Н.И., Леушева Е.Л. Тампонажные составы пониженной плотности для цементирования скважин в условиях аномально низких пластовых давлений // Зап. Горного ин-та. - 2019. - Т. 236. - С. 194-200. - 10.31897/ PMI.2019.2.194 DOI: 10.31897/PMI.2019.2.194
3. Zimina D.A., Zhapkhandaev C.A., Petrov A.A. Analysis of the effect of nanosilicates on the strength and porosity of cement stone // Key Engineering Materials. - 2020. - Vol. 854. - P. 175-181. - DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.854.175
4. Нуцкова М.В., Рудяева Е.Ю. Обоснование и разработка составов для оперативной ликвидации поглощений промывочной жидкости // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2018. - № 9. - С. 15-20. - DOI: 10.30713/0130-3872-2018-9-15-20
5. Merzliakov M.Y., Podoliak A.V. Improving the efficiency of well cementing in permafrost regions by using gas-liquid cement mixtures // Int. J. of Applied Engineering Research. - 2017. - Vol. 12, No 9. - P. 1879-1882.
6. Разработка концепции метода ускоренного проведения экспериментов по нахождению состава тампонажных смесей для строительства скважин в условиях вечной мерзлоты / С.В. Ефименко, М.Ю. Мерзляков, А.А. Клавдиев, В.Е. Трушников // Горный информ.-аналит. бюл. (науч.-техн. журн.). - 2016. - № 1. - С. 48-56.
7. Опыт применения искусственных нейронных сетей для прогнозирования оптимальных параметров режима бурения скважин / Г.В. Буслаев, М.М. Павлов, А.А. Куншин [и др.] // Науч. журн. рос. газ. об-ва. - 2019. - № 2(21). - С. 51-55.
8. Kovalchuk V.S., Nikolaev N.I. Carbon additives for high-quality well cementing // IOP Conf. Ser.: Earth and Environmental Science (IV Int. Conf. on Agribusiness, Environmental Engineering And Biotechnologies - AGRITECH-IV, Krasnoyarsk, Nov. 18-20). - 2020. - DOI: 10.1088/1755-1315/677/5/052035
9. Kupavykh K.S., Kupavykh A.S., Morenov V.A. Analysis of Implementation Effectiveness of Two Working Fluids Characterized by Different Viscoelastic Characteristics at Hydrodynamic Impact on the Borehole Bottom Zone // Наука и техника. - 2019. - Т. 18, № 2. - С 164-170. - DOI: 10.21122/2227-1031-2019-18-2-164-170
10. Чудинова И.В., Николаев Н.И. Разработка состава и исследование свойств бурового раствора для бурения скважин в неустойчивых глинистых породах // Успехи современного естествознания. - 2019. - № 8. - С. 85-89.
11. Investigation of thermal operational regimes for diamond bit drilling operations / V.G. Gorelikov, Y.V. Lykov, L.K. Gorshkov, A.M. Uspechov // Int. J. of Engineering, Transactions B: Applications. - 2019. - Vol. 32, Issue 5. - P. 790-793. - DOI: 10.5829/ije.2019.32.05b.21
12. Белей И.И. Методы лабораторных испытаний тампонажных растворов для цементирования обсадных колонн в газовых и газоконденсатных скважинах // Бурение и нефть. - 2008. - № 7-8. - С. 19-22.
13. Измайлов Л.И., Булатов А.И. Крепление нефтяных и газовых скважин. - М.: Недра, 1976. - 199 с.
14. Барановский В.Д., Булатов А.И., Крылов В.И. Крепление и цементирование наклонных скважин. - М.: Недра, 1983. - С. 168-187.
15. Обеспечение эффективного разобщения пласта после окончания эксплуатации скважин / М. Беллабарба, Э. Бюльте-Лойе, Б. Фрёлиш [и др.] // Нефтегазовое обозрение. - 2008. - Весна. - С. 22-37.
16. Исмагилова Э.Р., Агзамов Ф.А. Разработка добавок в "самозалечивающиеся" цементы для восстановления герметичности цементного кольца нефтяных и газовых скважин // Бурение и нефть. - 2016. - № 5. - С. 36-41.
17. Гнибидин В.Н. Результаты исследований в области предотвращения потери герметичности затрубного пространства скважин в результате воздействия статических и динамических нагрузок // Булатовские чтения. - 2017. - Т. 3. - С. 54-59.
18. Булатов А.И. Что представляет собой зацементированное заколонное пространство // Бурение и нефть. - 2016. - № 6. - С. 30-35.
19. Булатов А.И. Миф о "расширяющихся цементах" // Бурение и нефть. - 2016. - № 2. - С. 12-17.
20. Агзамов Ф.А., Ахметзянов А.Д., Комлева С.Ф. Опыт исследований тампонажных материалов для крепления паронагнетательных скважин // Нефтегазовое дело. - 2020. - Т. 18, № 3. - С. 22-29. - DOI: 10.17122/ngdelo-2020-3-22-29
21. Агзамов Ф.А., Белоусов А.О., Комлев Я.К. Применение упругого цементного камня для повышения устойчивости крепи скважин при ударных и динамических нагрузках // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2020. - № 2(124). - С. 9-19. - DOI: 10.17122/ntj-oil-2020-2-9-19
22. Технологии затворения тампонажного цемента с добавлением фиброволокна / В.П. Овчинников, С.Ю. Рожков, О.В. Рожкова, П.В. Овчинников // Бурение и нефть. - 2021. - № 3. - С. 46-49.
23. Использование армирующих добавок в цементном материале / С.Ю. Рожков, В.П. Овчинников, О.В. Рожкова, П.В. Овчинников // Вестн. Ассоциации буровых подрядчиков. - 2021. - № 1. - С. 33-37.
24. К вопросу разработки рецептур утяжеленных тампонажных растворов / Д.Л. Бакиров, В.П. Овчинников, В.А. Бурдыга [и др.] // Нефтепромысловое дело. - 2019. - № 5(605). - С. 60-63. - DOI: 10.30713/0207-2351-2019-5(605)-60-63
25. Фролов С.Ю., Рожков С.Ю., Рожкова О.В. Добавки к тампонажным растворам для цементирования скважин с повышенными пластовыми давлениями и температурами // Материалы междунар. науч.-практ. конф. молодых исследователей им. Д.И. Менделеева: сб. стат. / отв. ред. А.Н. Халин. - Тюмень: ТИУ, 2020. - С. 313-316.
26. Овчинников В.П., Капустин Е.О. Анализ нагрузок испытываемых элементами бурильного инструмента в процессе бурения // Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири: материалы докл. Междунар. академ. конф., Тюмень, 5 фев. - Тюмень: ТИУ, 2020. - С. 186-191.
27. Булатов А.И. Мифы о сцеплении как факторе обеспечения герметичности крепи скважин // Булатовские чтения. - 2017. - Т. 3. - С. 17-21.
28. Исследования напряжений по крепи скважин при воздействии давления горных пород / Д.С. Герасимов, В.П. Овчинников, В.Г. Кузнецов [и др.] // Изв. вузов. Нефть и газ. - 2018. - № 5. - С. 89-96. - DOI: 10.31660/0445-0108-2018-5-89-96
29. Тампонажные составы с добавкой микросфер для различных термобарических условий / А.А. Фролов, П.В. Овчинников, С.Р. Ганиев [и др.] // Колебания и волны в механических системах: материалы Междунар. науч. конф. - Столица, 2017. - С. 83-84.
30. Седиментационно-устойчивый тампонажный состав / А.Ф. Аржанов, В.Ю. Артамонов, Р.Ю. Кузнецов [и др.] // Колебания и волны в механических системах: материалы Междунар. науч. конф. - Столица, 2017. - С. 77-79.
31. Проблемы и их решения при цементировании эксплуатационных колонн высокотемпературных скважин / В.П. Овчинников, П.В. Овчинников, А.В. Мелехов, О.В. Рожкова // Изв. вузов. Нефть и газ. - 2019. - № 1. - С. 39-46.
32. Карманский Д.А., Петраков Д.Г. Анализ изменения свойств коллекторов нефти и газа на различных этапах разработки нефтяных месторождений // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2020. - № 1(325). - С 46-50. - DOI: 10.33285/0130-3872-2020-01(325)-46-50
33. Петраков Д.Г., Купавых К.С., Купавых А.С. Экспериментальное исследование упруго-пластичных свойств пород нефтяного пласта с учетом насыщенности // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2020. - № 3(327). - С. 33-38. - DOI: 10.33285/0130-3872-2020-3(327)-33-38
34. Barriers to implementation of hydrogen initiatives in the context of global energy sustainable development / V.S. Litvinenko, P.S. Tsvetkov, M.V. Dvoynikov, G.V. Buslaev // J. of Mining Institute. - 2020. - Vol. 244. - P. 428-438. - DOI: 10.31897/PMI.2020.4.5
35. Tcvetkov P.S., Cherepovitsyn A.E., Makhovikov A.B. Economic assessment of heat and power generation from small-scale liquefied natural gas in Russia // Energy Reports. - 2020. - Vol. 6, Supplement 2. - P. 391-402. - (The 6th Int. Conf. on Power and Energy Systems Engineering (CPESE 2019), Sep. 20-23, 2019, Okinawa, Japan). - DOI: 10.1016/j.egyr.2019.11.093