CC BY
542. Пат. 2272132 Российская федерация, МПК Е21В47/12. Способ передачи информации из скважины на поверхность [Текст] / В.З. Скобло, А.Ю. Ропяной. № 2001122012/03. заявл. 20.06.2003. Опубл. 20.03.2006. Бюл. № 8. 7 с.
3. Пат. 104623 Российская Федерация. 9МПК Е21В47/12. Устройство для передачи информации на поверхность [Текст] / А.Э. Старцев, З.Х. Ягубов. № 2010146623/03. заявл. 16.11.2010. Опубл. 20.05.2011. Бюл. № 14. 3 с.
РЕГУЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА
С ПОМОЩЬЮ ДОБАВОК
1 2 Ахмеров Р.Р. , Ахмеров Д.Р.
1Ахмеров Рустам Рифгатович - студент; 2Ахмеров Денис Рифгатович - студент, кафедра бурения нефтяных и газовых скважин, Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Известен целый ряд химических реагентов, регулирующих свойства тампонажного раствора - камня. Это - понизители водоотдачи и водопотребления, ускорители или замедлители сроков схватывания, улучшающие реологические свойства, повышающие прочностные характеристики цементного камня и снижающие его газопроницаемость.
Группой российских ученых под руководством доктора химических наук, профессора Н.М.Дятловой создан ряд веществ - комплексонов, отличающихся уникальной способностью образовывать особо прочные соединения с катионами поливалентных металлов.
В настоящее время роль комплексонов нашло широкое практическое использование в различных отраслях науки и техники и, в частности, в нефтяной и газовой промышленности [1]. Развитие химии комплексных соединений в значительной степени способствует совершенствованию физико-химических свойств тампонажных растворов.
Комплексоны относятся к реагентам, молекулы которых содержат две или более функциональных групп, образующих в результате присоединения катионов металлов циклические структуры. Такие соединения называют хелатными (клешневидными). Примером таких соединений являются фосфоновые соединения: оксиэтилендифосфоновая (ОЭДФ) и нитрилотриметилфосфоновая (НТФ) кислоты [2].
В построении минералов цементного камня участвуют ионы кальция, алюминия и железа, которые при соответствующих условиях способны взаимодействовать с активными группами комплексонов.
Для фосфоновых соединений (например, ОЭДФ, НТФ и ДПФ) механизм комплексообразований идет с участием фосфоновых группировок. Функциональными группами, реагирующими с активными центрами частиц, являются: у ОЭДФ -(-Р(О)(ОН)2)и (-ОН), у НТФ, ДПФ и ДТПФ - (-СН2- Р(О)(ОН)2) и (-№). Образующиеся комплексы отличаются высокой прочностью и устойчивостью.
Механизм замедления схватывания и снижения показателей реологических свойств тампонажных растворов путем физико-химической обработки
аминометиленфосфоновыми комплексонами обеспечивается блокированием активных центров частиц твердой фазы адсорбирующимися реагентами. При этом достигается торможение гидратации и уменьшение сил сцепления дисперсных частиц друг с другом.
Механизм управления процессом кристаллизации малорастворимых солей с использованием фосфоновых комплексонов объясняется с позиции адсорбционных процессов микродобавки фосфонового комплексона на поверхности кристаллизующейся соли (например, сульфата кальция или карбоната кальция) [2].
Способность комплексонов регулировать сроки схватывания тампонажных растворов также согласуется с представлениями Ле-Шателье о кристаллизационном характере процесса.
Переход жидкого цементного раствора в твердое состояние в присутствии микродобавок НТФ, ЭДТФ, ОЭДФ можно рассматривать как кристаллизацию водорастворимых компонентов цементного клинкера в гетерогенной системе в присутствии ингибирующих добавок за счет их избирательной адсорбции на поверхности микрозародышей и, как следствие, торможение процесса схватывания цементного раствора.
С целью выявления эффективности химических реагентов этой группы для регулирования свойств тампонажных растворов проведены исследования со следующими комплексонами: водорастворимым полиэлектролитом с аминометиленфосфоновой группировкой (ПАФ-1), мононатриевой солью производного 1,3 - диаминопропанол - 2 (ДПФ-1), 2,3-диокси-1,4-диаминобутан -N,N,N 1 ,N1 - тетраметиленфосфоновой кислотой (ДОБТФ), комплексом добавок полиэтиленполиамина-Ы-метиленфосфоновой кислоты, формальдегидом,
фосфористой и соляной кислот (ПАФ-13), полиэлектролитным комплексом (ПЭК) и нитрилотриметилфосфоновой кислотой (НТФ) [3-4].
Исследования по определению свойств тампонажных растворов проводились на стандартном лабораторном оборудовании в соответствии с требованиями ГОСТ и ТУ. Успешный исход цементирования эксплуатационных колонн во многом зависит от параметров тампонажного раствора - камня, в частности, от предела прочности цементного камня на изгиб. С этой целью проведены исследования с тампонажным цементом по выявлению влияния добавок комплексонов на сроки схватывания тампонажного раствора и прочность цементного камня. При этом было установлено, что лучшие результаты были получены с добавками НТФ.
НТФ используется в качестве добавки к тампонажным растворам на основе тампонажных цементов, затворенных как на пресной воде, так и на растворе хлорида натрия, при цементировании нефтяных и газовых скважин, имеющих высокие пластовые температуры и давления, а также скважин, в разрезе которых встречаются мощные толщи отложений солей [4].
НТФ с большим успехом применяется при цементировании обсадных колонн на нефтяных и газовых месторождениях Оренбургской, Самарской, Саратовской, Астраханской областей, месторождениях Башкирии, Татарстана, Западной Сибири и в Республиках Узбекистан (плато Устюрт), Казахстан (п-ов Мангышлак) и Таджикистан (Сарикамыш).
Список литературы
1 Агзамов Ф.А., Измухамбетов Б.С., Токунова Э.Ф. Химия тампонажных и промывочных растворов // Недра. М., 2011. С. 245.
2 Самакаев Р.Х., Дытюк Л.Т. Применение комплексонов в нефтяной промышленности. // Нефтяное хозяйство, 1995. С. 25-31.
3 Петров В.С. Нитрилотриметилфосфоновая кислота // Нефтяное хозяйство, 1982. Вып. 9. С. 45-46.
4 Селиханович А.М. Эффективность применения тампонажных растворов с добавкой НТФ // Бурение: реф. науч.техн. сб. / ВНИИОЭНГ. Вып. 2., 1982. С. 30-32.
