Що таке цементування нафтових свердловин?
Цементування нафтових свердловин - це процес встановлення обсадної колони в стовбур свердловини та нагнітання цементу в кільцевий простір між обсадними трубами. Як важлива частина нафтового буріння, цементування зазвичай виконується щонайменше двічі для видобувних свердловин і до п'яти разів для розвідувальних свердловин. Існує 5 основних цілей цементування нафтових свердловин.
- Стабілізація цілісності стовбура свердловини - Для ізоляції нестійких або тріщинуватих порід, зміцнення пробурених ділянок і забезпечення плавного ходу буріння.
- Підтримка монтажу гирла свердловини - Забезпечити основу для систем запобігання викидів і підтримувати належний зворотний потік бурового розчину, піднявши вихід бурового розчину над буровою ямою.
- Зональна ізоляція - Запобігання перетоку між нафтовими, газовими та водними шарами з різним тиском, що забезпечує оптимальні умови видобутку вуглеводнів.
- Захист прісноводних ресурсів - Для захисту неглибоких прісноводних водоносних горизонтів від забруднення нафтою, газом, розсолами та іншими пластовими флюїдами, що залягають глибше.
- Підвищення виробничого потенціалу - Створити надійну структуру свердловини для майбутніх методів інтенсифікації видобутку, таких як підкислення та гідравлічний розрив пласта, щоб збільшити видобуток.
Застосування технології цементування в Росії
- За останні роки пошкодження обсадних колон на російських нафтових родовищах зросли з 17% - 38%що призводить до щорічних виробничих втрат у розмірі близько 7,6-16,6 млн тонн нафти. У 2015 році, Роснефть про які повідомлялося навколо 1 900 пошкоджених свердловинщо призвело до кумулятивної втрати 9,01 млн тоннв той час як Татнафта задокументовано майже 800 постраждалих свердловинзменшуючи випуск на 1,09 млн тонн. У восьми великих нафтових компаніях частота відмов обсадних колон коливалася від 1.78% до 4.13%.
- Ключовими контрзаходами є посилена цементація свердловиняк показано в Ромашкине полеяка працює над 40 000 видобувних свердловин, 70%, з яких понад 30 років. Поширені пошкодження корпусу включають корозія та перфораціяіз середньою швидкістю зовнішньої корозії 0,8-1,2 мм/рік та внутрішньої корозії при 0,9-1,5 мм/рік.
Як підвищити ефективність цементування нафтових свердловин?
- Передові технології укладання цементу
- Використовуйте центратори та рух труб (обертання/поступальний рух) для усунення грязьових каналів та покращення рівномірного цементного покриття.
- Використовуйте моделювання обчислювальної гідродинаміки (CFD) для прогнозування та оптимізації ефективності витіснення цементу.
- Надійні методи зональної ізоляції
- Впроваджуйте багатоступеневе цементування для зон високого тиску або виснажених пластів.
- Застосовуйте розширювані латки для обсадних труб або системи смол у критичних інтервалах.
- Моніторинг та оцінка в режимі реального часу
- Використовуйте акустичні датчики та датчики тиску, щоб виявити мікрозаглиблення або слабкі місця.
- Проведення ультразвукової візуалізації (каротаж CBL/VDL) після цементування для оцінки якості.
- Заходи щодо захисту від корозії та хімічної стійкості
- Інтегруйте H₂S-відновлювальні присадки або обсадну трубу з епоксидним покриттям у кислому середовищі.
- Нанесіть покриття на основі цинку або алюмінію, щоб зменшити електрохімічну деградацію.
- Точне проектування шламових розчинів та оптимізація матеріалів
- Використовуйте індивідуальні рецептури цементу з якісними домішками для покращення реології, міцності та часу схоплювання.
- Покращити контроль втрат рідини, щоб запобігти міграції газу та забезпечити належне зчеплення.
Які добавки можна використовувати в цементуванні нафтових свердловин?
1. Диспергатор і зменшувач тертя
Коли глинисті частинки і буровий шлам досягають критичної концентрації в буровому розчині, вони утворюють тривимірну сітчасту структуру. Це явище особливо загострюється в соляно-гіпсових пластах, де розчинені електроліти (особливо полівалентні катіони) у пластовій воді інтенсифікують структурний розвиток, значно погіршуючи рухливість рідини. Диспергатори руйнують ці сітчасті матриці, вивільняючи зв'язану воду, знижуючи в'язкість і температуру текучості.
Наше рішення: Полікарбоксилатний суперпластифікатор
Наш Полікарбоксилатний суперпластифікатор NOVASTAR це високоефективний водовідновник і диспергатор, що використовується для оптимізації властивостей цементних розчинів. Як один із синтетичних полімерних диспергаторів, він пропонує чудову ефективність у наступних аспектах:
- Диспергування цементних частинок
- Зменшує консистенцію гною на 35-50% порівняно з необробленими системами
- Покращує реологічні параметри: знижує пластичну в'язкість на 40-60% при збереженні оптимальної температури текучості - Пристосованість до температури
- Ефективний діапазон робочих характеристик: від 30°C до 180°C (від 86°F до 356°F)
- Зберігає стабільність дисперсії в умовах термоциклювання - Толерантність до солі
- Демонструє стабільну продуктивність у середовищі 5-10% NaCl
- Сумісний з різними джерелами води без вимог до чистоти - Профіль сумісності
- Синергізм з усіма цементними добавками класу API
- Відсутність негативних взаємодій з контролерами втрати рідини/сповільнювачами/піноутворювачами
2. Добавка для контролю втрат цементного розчину
Добавки для зменшення втрати рідини (FLA) мають вирішальне значення для мінімізації втрат фільтрату в цементних розчинах, слугуючи трьом основним цілям:
- Запобігання передчасному зневодненню проникних пластів є особливо важливим під час цементування обсадних колон.
- Захист чутливих до води пластів від пошкоджень, спричинених проникненням рідини.
- Підвищення ефективності цементування під тиском за рахунок збереження цілісності тампонажного розчину в умовах високих перепадів тиску.
Наша флагманська багатофункціональна присадка проти втрати рідини: HPMC
LANDERCOLL HPMC - це модифікований ефір целюлози, який широко використовується як водовідновлювач. Як водорозчинний полімер, він допомагає стабілізувати буровий розчин, зменшуючи втрати рідини в проникні пласти, зберігаючи при цьому реологічні властивості. LANDU пропонує різноманітні типи HPMC для цементування, в тому числі:
- HPMC для систем низької щільності
- Спеціально розроблений для крихких утворень і зон порушеного кровообігу.
- Підтримує відмінний контроль втрати рідини (<50 мл/30 хв) при щільності від 1,20 SG. - HPMC для застосувань з високою щільністю
- Оптимізовано для свердловин HPHT і глибоководних середовищ.
- Забезпечує втрату рідини <30 мл/30 хв при густині суспензії до 2,60 SG. - HPMC для суспензій звичайної густини
- Універсальне рішення для більшості стандартних операцій цементування.
- Забезпечує надійний контроль втрат рідини API <50 мл/30 хв. - HPMC для змішування морської води
- Корозійно-стійкий склад для морських операцій.
- Підтримує стабільну продуктивність в умовах високої солоності.
Ідеальний сповільнювач цементоутворення ефективно подовжує і підтримує рідкий стан і прокачуваність шламу. Найкращі сповільнювачі мають наступні властивості:
- Широка температурна адаптивність: Стабільна продуктивність в різних свердловинних умовах.
- Пропорційний дозі час загущення: Прогнозоване уповільнення на основі концентрації.
- Сумісність: Гармонійна взаємодія з усіма типами свердловинних цементів і добавок без негативного впливу:
- Наростання в'язкості
- Тиксотропне гелеутворення
- Розвиток міцності на стиск
- Контрольована продуктивність: Надійне прогнозування часу згущення та повторюваність.
- Безпека та відповідність екологічним нормам: Нетоксичний, незаймистий, не забруднює навколишнє середовище та стійкий до забруднення.
Порівняльний аналіз поширених сповільнювачів
- Лимонна кислота та цитрат натрію
- Основна функція: Ретардація (м'який ефект), з вторинною диспергуючою здатністю.
- Чутливість до дозування:
- Мінімальна ефективна доза: 0,5% BWOC (нижче цього порогу, може прискорювати схоплювання).
- Оптимальний діапазон доз: Стабільне пригнічення за межами критичної концентрації, з мінімальною чутливістю до невеликих коливань.
- Обмеження:
- Слабший диспергуючий ефект у порівнянні зі спеціалізованими диспергаторами.
- Продуктивність значно варіюється залежно від класу цементу.
- Винна кислота та калій-натрій-тартрат (рошельська сіль)
- Основні характеристики:
- Виняткова стійкість до високих температур (до 180°C+).
- М'який диспергуючий ефект (доповнює реологічне покращення).
- Відсутність деградації міцності в затверділому цементі.
- Практичні завдання:
- Підвищена втрата вільної води та рідини - вимагає використання добавок для зменшення втрати рідини (FLA).
- Висока чутливість до лужного забруднення може призвести до непередбачуваної поведінки фіксатора, що робить його менш придатним для використання в польових умовах.
Наші рекомендації: Сповільнювач на амінокислотній основі
- На амінокислотній основі Сповільнювач це спеціалізована хімічна добавка, яка використовується для затримка схоплювання цементних розчинів сповільнюючи реакції гідратації портландцементу. Ці сповільнювачі особливо цінні в глибокі, високотемпературні (HT/HPHT) свердловиниде стандартні сповільнювачі (наприклад, лігносульфонати або органічні кислоти) можуть розкладатися або ставати неефективними.
Механізм ретардації
- Хелатування та адсорбція:
- Аміногрупи (-NH₂, -NH-) утворюють комплекси з Іони Ca²⁺ в цементі, перешкоджаючи утворенню C-S-H (силікат кальцію гідрат) гельщо є критично важливим для твердіння цементу.
- Адсорбується на поверхні частинок цементу, створюючи бар'єр що затримує проникнення води та її зволоження.
- Дія, що реагує на рівень рН:
- Більш ефективні в лужні умови (типовий для цементних розчинів, рН ~12-13).
Переваги над звичайними сповільнювачами
| НЕРУХОМІСТЬ | СПОВІЛЬНЮВАЧ НА ОСНОВІ АМІНОКИСЛОТ | ЛІГНОСУЛЬФОНАТИ | ОРГАНІЧНІ КИСЛОТИ (НАПРИКЛАД, ЛИМОННА/ГЛЮКОНОВА) |
|---|---|---|---|
| ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНА СТАБІЛЬНІСТЬ | ДО 250+°C | ДЕГРАДУЄ >120°C | ДЕГРАДУЄ >150°C |
| ЕФЕКТИВНІСТЬ ДОЗУВАННЯ | НИЗЬКИЙ (0,1-0,5% BWOC) | ВИСОКИЙ (0,5-2% BWOC) | ПОМІРНИЙ (0,3-1% BWOC) |
| ПЕРЕНОСИМІСТЬ СОЛІ | ЧУДОВО | БІДНИЙ | ПОМІРНИЙ |
| СУМІСНІСТЬ З ГНОЄМ | ПРАЦЮЄ З БІЛЬШІСТЮ ПРИСАДОК | МОЖЕ ВПЛИВАТИ НА ДИСПЕРГАТОРИ | ЧУТЛИВИЙ ДО ЗРУШЕНЬ pH |
Facebook
Twitter
LinkedIn
Телеграма
Зв'яжіться з нами та отримайте безкоштовні зразки
Будь ласка, зв'яжіться зі мною для отримання останньої ціни або запитуйте зразок тесту (наші зразки безкоштовні і включають доставку).
