Состав цементного раствора с малой водоотдачей следующий:
1) тампонажного цемента – 1 т, воды – 550 л, бентонитовой глины – 110 кг, сульфитспиртовой барды (ССБ) – 2,5 кг (гель-цемент УфНИИ);
2) тампонажного цемента – 1 т, воды – 500 л, карбоксиметилгидроэтилцеллюлозы (КМГЭЦ) – 4,5 кг
3) тампонажного цемента – 1 т, гидрофильной водонефтяной эмульсии – 1 т. Водонефтяную эмульсию приготовляют путем интенсивного смешивания (при совместной прокачке через 10-мм штуцер) 555 л нефти и 560 л водного раствора поверхностно-активного вещества, содержащего 2,8 кг ОП-10 и ОП-7 (УфНИИ);
4) тампонажного тонкодисперсного цемента 1 т, воды 670 л, глинопорошка 115 кг, поверхностно-активного вещества 14 кг (ОП-7). Тонкодисперсный цемент получается путем домола стандартного тампонажного цемента на вибромельнице СМ-515, а также образуется на цементных заводах при помоле портланд-цемента в виде цементной пыли, улавливаемой рукавными фильтрами. Через сито с количеством отверстий 16000 на см2 проходит 97-98% тонкодисперсного цемента (УфНИИ).
На промыслах Куйбышевской области для цементирования под давлением применяют расширяющийся цемент. Он представляет собой смесь 85-75% тампонажного и 15-25% гипсоглиноземистого цементов. Из этого цемента образуется камень в состоянии объемного сжатия, который создает плотный контакт с породой.
Однако регулирование величины объемного сжатия в нужных пределах затруднительно.
Для изоляционных работ в скважинах могут применяться полимерцементные растворы. Их основными преимуществами являются малая водоотдача, хорошая подвижность, способность образовывать цементный камень, обладающий повышенной сопротивляемостью растяжению и динамическим нагрузкам, хорошим сцеплением с металлом и породой, низкой водопроницаемостью и хорошей коррозийной стойкостью.
Полимерцементный раствор состоит из:
1) тампонажного цемента – 1 т, воды – 385 л, латекса 68 кг, некаля БХ (натриевой соли дибутилнафталинсульфокислоты) 4,5 кг (латекс-цемент АзНИИ НД);
2) тампонажного цемента 1 т, воды 440 л, фурилового спирта 10 кг, солянокислого анилина 1,2 кг (МИНХ и ГП);
3) тампонажного цемента 1 г, воды 265 л, смолы ФР-12 150 л, формалина 85 л (ТатНИИ).
При цементировании с возможным последующим удалением цемента (например, при цементировании дополнительной колонны – летучки) можно применять карбонатный цементный раствор, полученный путем затворения 1 т тампонажного цемента, 560 кг мраморного порошка и 30 кг поваренной соли, растворенной в 560 л воды. Мраморный порошок должен проходить через сито с отверстиями 0,25 мм2 в количестве не менее 80%. Этот раствор образует цементный камень, легко растворимый в соляной кислоте.
Выбор жидкостей для глушения скважин при проведении РИР
Жидкость для глушения, скважин (ЖГС) должна удовлетворять определенным требованиям, основным из которых является плотность. Именно по ее величине выбирают жидкости для глушения каждой конкретной скважины.
Технологическая схема глушения нефтяных скважин определяется способом их эксплуатации. Так, в фонтанных скважинах ЖГС, как правило, закачивают по НКТ. В скважинах, оборудованных УЭЦН и ШГН, при наличии устройств для слива жидкости ЖГС также закачивается по НКТ, при отсутствии их - через затрубное пространство.
Величина необходимой плотности ЖГС может быть рассчитана в зависимости от принятой технологической схемы глушения.
Для нефтяных и нагнетательных скважин с закачкой ЖГС по НКТ используются следующие соотношения:
а) с подливом ЖГС в процессе подъема глубинного оборудования
б) без подлива.
Как правило, продуктивные пласты в нефтяных скважинах обладают исключительно низкой приемистостью, что ограничивает использование технологической схемы глушения с задавкой скважинной жидкости в пласт лишь единичными скважинами.
Ограниченное использование может иметь и технологическая схема глушения с вытеснением скважинной жидкости применяемой ЖГС за счет различия их плотностей, так как большинство скважин к настоящему времени обводнено и в процессе замещения одной жидкости другой происходит их перемешивание со снижением плотности ЖГС, поэтому для глушения необходима многократная закачка ЖГС, определяющая большой ее расход,
В настоящее время в качестве ЖГС используют пластовую воду, водные растворы СаСl2 плотностью соответственно до 1190 и 1380 кг/м3 (практически до 1350 кг/м3) и утяжеленные глинистые растворы.
Как показывает опыт проведения ремонтных работ с глушением скважин, утяжеленные глинистые растворы в большинстве случаев не удовлетворяют основным требованиям к ЖГС,
Установлено, что требованиям к ЖГС в наибольшей степени удовлетворяют гомогенные жидкости, не содержащие взвешенных частиц. При этом основными свойствами жидкостей, определяющими возможность их использования для глушения, являются плотность и влияние на проницаемость призабойной зоны. Кроме того, жидкости для глушения скважин не должны вызывать коррозию оборудования, оказывать вредного влияния на процесс подготовки нефти (загрязнение добываемой нефти механическими примесями, повышение устойчивости эмульсии, образование нефтесодержащих твердых отходов и т.д.). Процессы приготовления и применения ЖГС должны быть технологичными и предотвращающими загрязнение окружающей среды, безопасными в обращении, не дефицитными и недорогими.
Актуальность задачи глушения скважины обусловила постановку и проведение широких исследований по изысканию жидкостей, удовлетворяющих перечисленным требованиям.
Исходя из основных требований к ЖГС - отсутствие взвешенных частиц и высокая плотность, сама возможность проведения ремонтных работ с глушением скважин ограничивается перечнем химических соединений с большой молекулярной массой, находящихся в жидком состоянии или обладающих высокой растворимостью в жидкостях. Перечень таких соединений невелик и идея использования подавляющего большинства из них в качестве ЖГС уже давно известна.
Бесперспективными с точки зрения применения в качестве ЖГС являются все органические жидкости (дибутилэтан, дихлорэтан, четыреххлористый углерод, бромоформ и другие галоидопроизводные углеводороды), хотя идея использования некоторых из них в качестве ЖГС запатентована. Все они отличаются высокой токсичностью и пожароопасностью, многие из них чрезвычайно дороги и дефицитны.
Наиболее удобными для применения в качестве ЖГС являются жидкости на водной основе. При этом задача глушения скважин жидкостями плотностью до 1190 кг/м3 почти повсеместно успешно решается при использовании пластовой высокоминерализованной воды.
Выбор жидкостей плотностью выше 1190 кг/м3, удовлетворяющих требованиям к ЖГС, более чем ограничен как по ассортименту, так и по величине плотности - около 2000 кг/м3.
Практически же выбор на сегодня ограничивается реальной возможностью - использованием водных растворов СаС12 плотностью до 1380 кг/м3. По своим свойствам растворы СаС2 близки к пластовым минерализованным водам многих нефтяных месторождений, содержащим его в большом количестве.
В настоящее время растворы СаС12 широко используют при проведении ремонтных работ с глушением скважин практически во всех нефтедобывающих районах страны.
Для приготовления ЖГС применяют СаС2 выпускаемый в твердом виде, а также в жидком — водные растворы плотностью 1382-1383 кг/мЗ (при 20°С). Жидкий СаС12 поставляется в цистернах, твердый - в оцинкованных металлических барабанах (глыба, мелкокристаллический продукт) или в полиэтиленовых и бумажных пятислойных мешках с двумя внутренними битуминизированными слоями.
Водные растворы из твердого CaCl2 готовят гидравлическим перемешиванием с применением гидромониторного устройства и центробежных насосов. Более удобным для этих целей является порошкообразный СаС12, наиболее неудобным – глыба. Применение жидкого СаС12 при отсутствии специальных баз сопряжено с трудностями хранения его.
Насыщенный при 20°С раствор СаСl2 имеет плотность 1382-1383 кг/мЗ. В промысловых условиях плотности растворов, приготовленных из твердого СаСl2 на пресной и минерализованной водах, составляют соответственно 1350 и 1260-1270 кг/мЗ. Дальнейшее увеличение содержания СаСl2 в растворе приводит к образованию пересыщенных растворов, применение которых при глушении может привести к снижению проницаемости продуктивного пласта. Для восстановления продуктивности пласта ведут дополнительные длительные промывки.
На практике до 50-70% объема растворов СаСl2 используют повторно. При этом в процессе первичного использования происходит разбавление раствора СаС12, вследствие чего повторно растворы СаС12 применяются в скважинах с меньшим пластовым давлением.
Вместе с тем, как было показано, имеется значительное число скважин, требующих для своего глушения ЖГС намного большей плотности. Во многих из них при проведении ремонтных работ почти повсеместно используют утяжеленные глинистые растворы плотностью до 1700 кг/мЗ и выше.
Наличие в растворах твердой фазы и их нестабильность значительно усложняют как проведение самой операции глушения, так и ремонтных работ в целом, а также процесс подготовки нефти.
Нестабильность глинистых растворов обусловливает необходимость неоднократного задавливания скважины в процессе проведения ремонтных работ в ней. При этом помимо роста самих затрат на глинистый раствор значительно увеличиваются сроки проведения ремонтных работ, потребность в оборудовании (автоцистерны, насосные агрегаты) и т.д.
Выделение твердой фазы из глинистых растворов приводит к ее оседанию в виде плотного осадка или корки на забое скважины, стенках труб и скважинного оборудования. Последнее приводит к необходимости проведения специальных и трудоемких работ по удалению осадка и очистке оборудования от плотной корки. Резко снижается эффективность РИР в скважине, часты случаи выхода из строя УЭЦН.