Какво представлява циментирането на нефтени кладенци?
Циментирането на нефтени кладенци е процес на поставяне на обсадни тръби в сондажа и инжектиране на цимент в пръстеновидното пространство между тях. Като важна част от петролната сондажна индустрия, обикновено се извършват поне две операции по циментиране на производствени сондажи и до пет операции за проучвателни сондажи. Съществуват 5 основни цели за циментиране на нефтени кладенци.
- Стабилизиране на целостта на сондажа - За изолиране на нестабилни или напукани пластове, укрепване на пробитите участъци и осигуряване на плавен ход на сондирането.
- Подпомагане на инсталацията на кладенеца - За да се осигури основа за системи за предотвратяване на взрив и да се поддържа правилен обратен поток на калта чрез издигане на изхода на сондажната течност над калната шахта.
- Зонална изолация - Предотвратява кръстосания поток между слоевете нефт, газ и вода с различно налягане, като осигурява оптимални условия за добив на въглеводороди.
- Защита на сладководните ресурси - Да се предпазят плитките сладководни водоносни хоризонти от замърсяване от дълбоко разположени нефт, газ, солници или други течности от пластовете.
- Повишаване на производствения потенциал - Създаване на сигурна структура на кладенеца за бъдещи процедури за стимулиране, като подкиселяване и хидравлично разбиване, за увеличаване на производството.
Приложение на технологиите за циментиране в Русия
- През последните години повредите на корпуса в руските нефтени находища са нараснали от 17% до 38%, което води до годишни производствени загуби от приблизително 7,6-16,6 милиона тона на масло. През 2015 г, Роснефт съобщава за около 1 900 повредени кладенци, което води до кумулативна загуба на 9,01 милиона тона, докато Татнефт документирани почти 800 засегнати кладенеца, което намалява производството с 1,09 милиона тона. В осем големи петролни компании процентът на повредите на обсадните тръби варира от 1,78% до 4,13%.
- Основна мярка за противодействие е засилено циментиране на кладенци, както е показано в Поле Ромашкино, който работи в рамките на 40 000 производствени кладенци, 70%, от които са на повече от 30 години. Често срещаните повреди на корпуса включват корозия и перфорация, със средна скорост на външна корозия от 0,8-1,2 mm/година и вътрешна корозия при 0,9-1,5 mm/година.
Как да подобрим ефективността на циментирането на нефтени кладенци?
- Усъвършенствани техники за поставяне на цимент
- Използвайте централизатори и движение на тръбите (въртене/рециркулация), за да премахнете каналите за кал и да подобрите равномерното покритие с цимент.
- Използване на симулации на изчислителна динамика на флуидите (CFD) за прогнозиране и оптимизиране на ефективността на изместване на цимента.
- Надеждни методи за зонална изолация
- Прилагане на многоетапно циментиране за зони с високо налягане или изчерпани находища.
- Прилагайте разширяващи се лепенки или системи от смоли в критичните интервали.
- Мониторинг и оценка в реално време
- Използвайте акустични сензори и сензори за налягане, за да откриете микроанули или слаби места.
- Извършване на ултразвуково изобразяване (CBL/VDL протоколи) след циментиране за оценка на качеството.
- Мерки за устойчивост на корозия и химикали
- Интегрирайте H₂S-усвояващи добавки или корпус с епоксидно покритие в кисела среда.
- Нанесете покрития на цинкова или алуминиева основа, за да намалите електрохимичната деградация.
- Прецизен дизайн на суспензията и оптимизация на материала
- Използвайте персонализирани циментови формули с качествени добавки, за да подобрите реологията, здравината и времето за втвърдяване.
- Подобрете контрола на загубите на течност, за да предотвратите миграцията на газ и да осигурите правилно свързване.
Какви добавки могат да се използват за циментиране на нефтени кладенци?
1. Дисперсант и редуктор на триенето
Когато глинените частици и сондажните отпадъци достигнат критични концентрации в сондажните течности, те образуват триизмерна мрежова структура. Това явление е особено засилено в солено-гипсови формации, където разтворените електролити (особено поливалентни катиони) в пластовата вода засилват структурното развитие, като значително влошават мобилността на флуидите. Дисперсантите функционират чрез разрушаване на тези мрежови матрици, като освобождават свързаната вода, за да намалят вискозитета и точката на протичане.
Нашето решение: Поликарбоксилатен суперпластификатор
Нашият NOVASTAR Поликарбоксилатен суперпластификатор е високоефективен редуктор на вода и дисперсант, използван за оптимизиране на свойствата на циментовите разтвори. Като един от синтетичните полимерни дисперсанти, той предлага превъзходна ефективност в следните аспекти:
- Дисперсия на циментовите частици
- Намалява консистенцията на суспензията с 35-50% в сравнение с необработените системи
- Подобрява реологичните параметри: понижава пластичния вискозитет с 40-60%, като същевременно поддържа оптимална точка на добив - Адаптивност към температурата
- Ефективен спектър на действие: 30°C до 180°C (86°F до 356°F)
- Запазва стабилността на дисперсията при условия на термичен цикъл - Толерантност към сол
- Демонстрира постоянна производителност в среди с 5-10% NaCl
- Съвместимост с различни източници на вода без изисквания за чистота - Профил на съвместимост
- Синергичен с всички циментови добавки от клас API
- Без неблагоприятни взаимодействия с регулатори на загубата на течност/ретардери/антипенители
2. Добавка за контрол на загубите на циментова течност
Добавките за загуба на течност (FLA) са от решаващо значение за свеждане до минимум на загубите на филтрат в циментовите суспензии, като служат за три основни цели:
- Предотвратяването на преждевременната дехидратация в пропускливи пластове е особено важно по време на операции по циментиране на облицовъчни материали.
- Защита на чувствителните към водата формации от повреди, причинени от навлизане на течности.
- Повишаване на ефективността на циментирането чрез изстискване чрез поддържане на целостта на суспензията при високи разлики в налягането.
Нашата водеща многофункционална добавка за загуба на течности: HPMC
LANDERCOLL HPMC е модифициран целулозен етер, който се използва широко като агент за редуциране на водата. Като водоразтворим полимер, той спомага за стабилизирането на сондажната кал, като намалява загубата на течност в пропускливи пластове, като същевременно поддържа реологичните свойства. LANDU предлага различни видове HPMC за циментиращи приложения, включително:
- HPMC за системи с ниска плътност
- Специално разработена за крехки формации и зони със загубена циркулация.
- Поддържа отличен контрол на загубата на течност (<50mL/30min) при плътност до 1,20 SG. - HPMC за приложения с висока плътност
- Оптимизиран за HPHT кладенци и дълбоководни среди.
- Осигурява загуба на флуид <30mL/30min при гъстота на суспензията до 2,60 SG. - HPMC за суспензии с конвенционална плътност
- Универсално решение за повечето стандартни операции по циментиране.
- Осигурява надежден контрол на загубата на течност <50mL/30min API. - HPMC за приложения за смесване на морска вода
- Устойчив на корозия състав за операции в открито море.
- Поддържа стабилна работа в среда с висока соленост.
Идеалният циментов забавител ефективно удължава и поддържа течното състояние и изпомпваемостта на суспензията. Най-добрите забавители имат следните свойства:
- Широка температурна адаптивност: Последователна работа при различни условия в сондажа.
- Пропорционално на дозата време за сгъстяване: Предсказуемо забавяне в зависимост от концентрацията.
- Съвместимост: Хармонично взаимодействие с всички видове цименти и добавки за нефтени кладенци, без да се отразява неблагоприятно:
- Натрупване на вискозитет
- Тиксотропно желиране
- Развитие на якостта на натиск
- Контролируема производителност: Надеждно предвиждане на времето за сгъстяване и повторяемост.
- Спазване на изискванията за безопасност и опазване на околната среда: Нетоксичен, незапалим, без замърсяване и устойчив на замърсяване.
Сравнителен анализ на обичайните забавители
- Лимонена киселина и натриев цитрат
- Основна функция: Забавяне (слаб ефект), с вторична диспергираща способност.
- Чувствителност към дозата:
- Минимална ефективна доза: 0,5% BWOC (под този праг може да се ускори настройката).
- Оптимален диапазон на дозата: Стабилно забавяне след критична концентрация, с минимална чувствителност към малки промени.
- Ограничения:
- По-слаб диспергиращ ефект в сравнение със специализирани дисперсанти.
- Производителността варира значително в зависимост от класа на цимента.
- Винена киселина и калиев натриев тартарат (сол Рошел)
- Основни характеристики:
- Изключително забавяне при високи температури (до 180°C+).
- Леко диспергиращо действие (допълва реологичното подобрение).
- Няма влошаване на якостта на втвърдения цимент.
- Практически предизвикателства:
- Повишена загуба на свободна вода и течности - налага използването на добавки за загуба на течности (FLA).
- Високата чувствителност към алкални замърсявания може да доведе до непредсказуемо поведение при установяване, което го прави по-малко предпочитан при полеви операции.
Нашите препоръки: Забавител на аминобазирана основа
- Аминобазирани Забавител е специализирана химическа добавка, която се използва за забавяне на втвърдяването на циментови суспензии чрез забавяне на реакциите на хидратация на портландцимента. Тези забавители са особено ценни при дълбоки, високотемпературни (HT/HPHT) кладенци, където стандартните забавители (напр. лигносулфонати или органични киселини) могат да се разградят или да станат неефективни.
Механизъм на забавяне
- Хелация и адсорбция:
- Аминогрупите (-NH₂, -NH-) образуват комплекси с Йони на Ca²⁺ в цимента, като потиска образуването на C-S-H (калциев силикат хидрат) гел, което е от решаващо значение за втвърдяването на цимента.
- Адсорбира се върху повърхността на циментовите частици, като създава бариера което забавя проникването на вода и хидратацията.
- Действие, реагиращо на pH:
- По-ефективно при алкални условия (типично за циментовите суспензии, pH ~12-13).
Предимства пред конвенционалните забавители
| СОБСТВЕНОСТ | ЗАБАВИТЕЛ НА АМИНОБАЗИРАНА ОСНОВА | ЛИГНОСУЛФОНАТИ | ОРГАНИЧНИ КИСЕЛИНИ (НАПР. ЛИМОНЕНА/ГЛЮКОНОВА) |
|---|---|---|---|
| СТАБИЛНОСТ ПРИ ВИСОКИ ТЕМПЕРАТУРИ | ДО 250+°C | ДЕГРАДИРА ПРИ >120°С | ДЕГРАДИРА ПРИ >150°С |
| ЕФЕКТИВНОСТ НА ДОЗИРАНЕ | НИСЪК (0,1-0,51 TP12T BWOC) | ВИСОКА (0,5-2% BWOC) | УМЕРЕН (0.3-1% BWOC) |
| ТОЛЕРАНТНОСТ КЪМ СОЛТА | ОТЛИЧЕН | БЕДНИ | УМЕРЕНО |
| СЪВМЕСТИМОСТ НА СУСПЕНЗИЯТА | РАБОТИ С ПОВЕЧЕТО ДОБАВКИ | МОЖЕ ДА ВЗАИМОДЕЙСТВА С ДИСПЕРСАНТИ | Чувствителни към промени в рН |
Facebook
Twitter
LinkedIn
Телеграма
Свържете се с нас и получете безплатни проби
Моля, свържете се с мен за най-новата оферта или за да поискате тест на мостра (нашите мостри са безплатни и включват доставка).
