Лекции тампонажка. ТАмп леция 1 и 2 (1) (1). Какие применяются методы снижения водоотдачи буровых растворов
 Скачать 60.67 Kb.
|
|
Какая структура образуется в составе цементного раствора при достижении времени начала схватывания? Тиксотропная структура. Какая структура образуется в составе цементного раствора при достижении времени окончания схватывания? Кристаллизованная структура. Что характеризует пластическая прочность цементного раствора? Пластическая прочность - параметр, который характеризует сопротивление при внедрении штампа конусообразной формы при вязкопластичном разрушении структуры тампонажного раствора. Какие необходимые технологические параметры определяются при исследовании пластической прочности тампонажного раствора? Можно определить предельную глубину тампонирования  с использованием тампонажной смеси, обладающей величиной предельной пластической прочности -  Какое свойство характеризует консистенция тампонажного цементного раствора? Характеризует изменение во времени сопротивления тампонажного раствора перемешиванию с помощью лопастной мешалки при неизвестных, но ограниченных скоростях сдвига. Что принимается за время прокачиваемости тампонажного раствора насосом? За время прокачивоемости принимают время, когда консистенция тампонажного раствора достигает 30 единиц Вс (Бердена). Как соотносятся время прокачиваемости (начало загустевания) и время цементирования? Время прокачиваемости (начала загустевания) должно быть на 20-25 % больше времени цементирования: Тзагустевания (прокачиваемости) = (1,2-1,25) Тцементирования Какой параметр принимают за единицу консистенции? За единицу консистенции Бердена принята консистенция цементного теста, создающая на лопастном устройстве консистометра момент силы 20,0 гс*см (0,196 Н*см) [Международный стандарт Американского нефтяного института]. Вопросы к лекции 10 – 11 Лекция № 10 1.Охарактеризовать процесс поглощения. Поглощение - процесс, связанный с перетоком из скважины промывочной жидкости и тампонажного раствора , при котором все компоненты буровых растворов уходят в пласт. 2. Чем отличается процесс фильтрации от поглощения. При фильтрации происходит отделение жидкой фазы из состава тампонажного раствора или промывочной жидкости и твердая фаза остается в скважине. 3. Расчетные характеристики процесса поглощения. Расчетные характеристики поглощения: Vc -скорость снижения уровня жидкости в скважине; tc- время снижения уровня жидкости в скважине 4. Что характеризует параметр дебит поглошения и как он определяется. Qc – дебит поглощения, характеризует поглощающую способность пород интервала поглощения. Определяется через оперативно измеряемые параметры. QС - дебит поглощения: Qc = VcSф Sф - площадь поверхности фильтрации Лекция № 11 1. Какие геологические факторы обусловливают поглощения бурового раствора? Среди геологических факторов выделяют следующие свойства горных пород: пористость, закарстованность - наличие карстовых полостей как результат растворения карбонатных горных пород мигрирующими подземными водами, степень доломитизации-зависящая от количества замещений известняка СаСО3 доломитом MgCO3 который занимает в кристаллизованном виде меньшее пространство в структуре доломитизированного известняка по сравнению с исходным известняком, степень нарушенности пород, трещиноватость,наличие интервалов тектонических нарушений и раздробленных пород. 2. Какие технологические факторы способствуют возникновению поглощения в процессе бурения? Среди технологических факторов рассматривают следующие: 1) Состав и технологические свойства промывочных жидкостей и тампонажных растворов – плотность, реологические и структурные свойства; 2) Режим промывки скважины который характеризуется максимальным давлением на насосе -Pmax, максимальной производительностью насоса-Qmax, величиной скорости восходящего потока бурового раствора в зазоре между наружной поверхностью бурильной колонны и стенками скважины -Vвп). 3) Конструкция скважины Чем больше опущено в скважину обсадных колонн, тем меньше интервалов поглощения, т.к. обсадные колонны сохраняют стенки скважины от влияния факторов ,обусловливающих поглощение бурового раствора-размыв стенок скважины ,воздействие вращающейся бурильной колонны при бурении и ее муфтовозамковых соединений при выполнении спускоподъемных операций. 4) Тип соединения бурильных труб При муфтозамковом соединении бурильной колонны вероятность поглощения более высокая тк выступающие за поверхность бурильных труб муфты и замки способствуют разрушению стенок скважин при выполнении спускоподъемных операций. При ниппельном соединении – вероятность поглощения меньше, т.к. в меньшей степени гладкоствольная колонна бурильных труб разрушает стенки скважины. 5) Спускоподъёмные операции (СПО) Способствуют возникновению динамичных нагрузок на стенки скважины. При увеличении давления на стенки скважины происходит раскрытие трещин, гидроразрыв пород – при спуске колонн в скважину. 3. Какие факторы обусловливают поглощение 1-го рода? 1-ого рода. Обусловлено геологическими факторами и естественной проницаемостью горных пород. 4. Какие факторы обусловливают поглощение 2-го рода? 2-го рода. Обусловлено совместным действием технологических и геологических факторов,способствуюшим увеличению проницаемости горных пород. 5. Что характеризует предельная плотность бурового или тампонажного раствора? Предельная плотность бурового или тампонажного раствора, превышение которой сопровождается возникноваением поглощения, является регулируемым параметром и ее регламентирование является методом устранения поглощения при выполнении технологических процессов. 6. От каких параметров зависит суммарное значение давления при прокачивании тампонажного раствора? Суммарное значение давления для преодоления сопротивлений внутри бурильной колонны и в затрубном сечении: Pс = Рн + Рк Рн – давление насоса. Рк – для преодоления сопротивлений в кольцевом сечении. 7. Что происходить с давлением при прокачивании тампонажной смеси и увеличении ее пластической вязкости? Можно сделать вывод, что при увеличении пластической вязкости тампонажного раствора (  ↑) снижается величина параметра Рейнольдса (Re), что приводит к росту коэффициента гидравлических сопротивлений (λс↑) и закономерному возрастанию гидравлического давления (Рг.д.↑ ).8. Что означает эффект поршневания при подъеме бурильной колонны их скважины? При подъеме бурильной колонны плоскость торможения вызывает эффект «поршневания», способствующего уменьшению давления на забой. Это приводит к отрыву корки от стенок скважины и может вызвать обвалы этих стенок, приток флюидов в скважину. 9. Какую зависимость характеризует индикаторная диаграмма? Индикаторная диаграмма - по интенсивности увеличения дебита поглощения в зависимости от перепада давления на интервал поглощния можно охарактеризовать среду поглощения. 10. Что характеризует показатель степени в формуле Смрекера? nc - показатель степени характеризующий режим фильтрации. nс = 0,5 – трещино-кавернозная среда; nс = 1,0 –высокопористая среда; nс  1,0 – мелкопористые породы.11. Какие три коэффициента приемистости включены в обобщённый закон фильтрации? K1K2K3 –Коэффициенты приемистости, характеризуют интенсивность поглощения. Коэффициенты приемистости имеют размерность: K1=[  K2=[  K3=[  Лекция №12. Фильтрация в какие среды учитывается при определении коэффициентов приемистости по аналитическому методу? В мелкопористые породы среды поглощения , трещинно-кавернозную среду, высокопористую среду. Фильтрация в какие среды учитывается при определении коэффициентов приемистости по графоаналитическому методу? Трещинно-кавернозную среду, высокопористую среду. Изменение какого параметра анализируется при исследовании на поверхности интервала поглощения и оценки состоянии в нем горных пород? Изменения механической скорости бурения (Vмех). Что означает параметр дифференциальный расход при исследовании поглощающего горизонта на поверхности? Qн - Qист = q - дифференциальный расход (разница между расходом, при котором нагнетается жидкость и расходом, при котором она истикает из скважины). Что означает параметр – характерный размер шлама? Характерный размер шлама – это тот размер частиц шлама, которых содержится в пробе в количестве 90% от общего количества поступающего из скважины шлама. Для чего применяются глубинные методы исследования поглощающих горизонтов? Используются для следующих целей: - Определение границ интервалов поглощения; - Определение мощности интервалов поглощения; - Определение наличия перетеков между проявляющими и поглощающими горизонтами; - Определения интенсивности поглощения. Лекция №13 Вяжущие материалы. Какие материалы минерального происхождения помимо цементов применяются для получения тампонажных растворов? Кроме цементов в качестве вяжущих веществ используются другие материалы ,обеспечивающие твердение или потерю подвижности тампонажных смесей при выполнении работ в скважинах : жидкое стекло гипс алебастр известь глина Преимущества органических материалов для получения тампонажных растворов? Преимущества органических по происхождению материалов: - Низкая плотность и широкая возможность ее регулирования от утяжеления до аэрирования; - Возможность регулирования сроков схватывания; - Способность фильтрующейся жидкости затвердевать; - Хорошая адгезия (сцепляемость) тампонажного камня с горными породами; - Высокая седиментационная устойчивость; - Отсутствие усадки при твердении; - Отсутствие контракции (уменьшение объема); - Полная непроницаемость камня; - Инертность шлама к промывочной жидкости; - Отсутствие агрессивного действия флюидов на цементный камень; - Возможность применения материалов органического происхождения для модификаций; - С помощью материалов органического происхождения можно улучшать подвижность тампонажных растворов, то есть снижать гидравлические сопротивления ( за счет снижения эффективной вязкости); - Способность улучшать прокачиваемостьтампонажных растворов, способность заполнять поры и трещины; - Улучшает эластичностьтампонажного камня в условиях динамических нагрузок; - Усиление прочности твердеющего камня. Что позволяет модификация тампонажных смесей с помощью полимерных материалов? Широко используется модификация тампонажных смесей при добавках полимеров: увеличивается подвижность тампонажных смесей увеличивается прокачиваемость снижается проницаемость тампонажного камня повышается эластичность осуществляется армирование камня волокнами полимеров. Какие отвердители применяются для отверждения тампонажных смесей на основе синтетических смол? Применяемые отвердители смол: кислота щавелевая кислота лимонная кислота соляная кислота фосфорная Свойства битумов и тампонажных смесей на и основе? Свойства битумов: нерастворимы в воде водонепроницаемые эластичные обладают вяжущей способностью хороши для гидроизоляции Какие наполнители применяются для ввода в состав тампонажных смесей? Наиболее часто применяемые наполнители тампонажныхрастворов : а) Волокнистые материалы: растительного происхождения: очесы хлопка торф, мох отходы кожи отходы кордного волокна минерального происхождения: асбестовые волокна стеклянные волокна б) чешуйтые: отходы слюды отходы целлофана рыбья чешуя в) зернистые: грубый бентонит измельченная резина ореховая скорлупа Виды модифицирующих добавок. Модифицирующие добавки бывают: 1. Инертные - не происходит получение новообразований при взаимодействии с водой и компонентами цемента (наполнители, регуляторы плотности, армирующие добавки); 2. Активные – при их вводе происходят физико-химические реакции с образованием новых соединений Разновидности армирующих добавок. В качестве армирующих добавок применяют следующие материалы: Искусственного происхождения: - нейлон; - полипропилен; - полиэтилен; - волластонит (образуется при получении клинкер цемента). Минеральные добавки: - шлам горных пород; - кварцевый песок; - асбест; Органического происхождения: - отходы хлопкового производства; - отходы льняного производства; - древесные волокна. Добавки физико-химического действия. Добавки физико-химического действия: а) электролиты, при добавлении не образуют новых соединений, но увеличивают химическуюактивность вяжущего вещества за счет повышения ионной силы раствора: - не имеющие одноименный катион (NaCl → Na+ + Cl-); - имеющие одноименный катион (Ca(OH)2 → Ca++); б) Поверхностно-активные вещества, которые способны абсорбироваться на границе раздела твердое – жидкость (замедлители реакции гидратации); в) Вещества являющиеся дополнительными центрами кристаллизации (известняк CaCO3; гашеная известь Ca(OH)2–применяют в тонкоизмельченном виде). Являются ускорителями схватываниятк создают дополнительные центры кристаллизации за счет поступающих в раствор катионов кальция из состава вводимых веществ ; г) Вещества, создающие пространственно-структурную сетку-они создают дополнительные центры кристаллизации –это глинистые минералы содержащие в своем составе оксиды кремния,железа,алюминия. Добавки химического действия. Добавки химического действие: а) Вещества вводимые при помоле (CaSO4*2H2O – гипс; Ca(OH)2 - известь); такие вещества выступают в роли ускорителей схватывания. б) Вещества, вступающие в обменные реакции (Na2CO3 → Na++CO3-2 NaNO3), такие вещества являются замедлителями схватывания цементных растворовтк обменные химические реакции с компонентами цемента в растворе замедляет реакции гидратации при синтезе цементного камня. Классификация активных добавок по назначению. а) Ускорители схватывания: CaCl2, NaCl, CaCl2, FeCl3, , гидроокись кальция, гидроокись калия, жидкое стекло ,виннокаменная кислота ВКК и др.; б) Замедлители схватывания - замедляют реакции гидратации. Сульфит-дрожжевая бражка СДБ ,ССБ, КССБ, ГИПАН, ГПАА, КМЦ, синтетические дубители; в) Пластификаторы - снижают реологические свойства тем самым снижая гидравлические сопротивления при прокачиваниитампонажных растворов. г). Понизители водоотдачи Назначение добавок – понизителей водоотдачи. При их вводе повышается водоудерживающая способность тампонажныхрастворов ,что способствует протеканию более глубоких реакций гидратации компонентов цемента –в роли понизителей водоотдачи выступают поверхностно-активные вещества - ПАВ, глины, ГПАА, высокомолекулярные вещества-эти вещества обладают хорошими гидрофильными свойствами и поэтому удерживают в составе растворов молекулы воды ,необходимые для гидратации цементов и получения прочного цементного камня. |