АНАЛИЗ И ВЫБОР ТАМПОНАЖНОЙ СМЕСИ, УСТОЙЧИВОЙ К ДИНАМИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ, С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ГЕРМЕТИЧНОСТИ КРЕПИ В ЗАТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Abstract

Качество крепления скважин является весьма актуальной проблемой в области цементирования скважин. В ходе разработки месторождения скважина подвергается как статическими, так и динамическим нагрузкам, при этом стоит отметить, что влияние динамической составляющей является более значимым, так как при разрушении цементного камня могут возникнуть осложнения, связанные с преждевременным обводнением скважины, а также велика вероятность заколонных перетоков. В работе рассмотрен анализ причин возникновения нарушения герметичности крепи скважин во время эксплуатации и подобран состав, повышающий прочностные характеристики цементного камня. Актуальность. Ввиду высокой сложности прогнозирования поведения горных пород с различными типами цементов часто возникают ситуации, связанные с негерметичностью ствола скважины, которые приводят к осложнениям и авариям, а это в свою очередь повышает стоимость работ и затраты на их ликвидацию. Существует ряд трудов, направленных на решение проблемы качества герметичности, но, несмотря на это, проблема не решена и остается актуальной и важной в этой области исследований. Цель: разработать состав для цементирования скважины, обеспечивающий повышение качества крепления скважин в условиях динамических нагрузок. Методы. Для решения поставленной цели был проведен литературной обзор зарубежных и отечественных источников. Проведены лабораторные испытания тампонажного раствора и цементного камня с добавлением эластомеров различной концентрации. Рассмотрены и применены методики определения модуля Юнга и коэффициента Пуассона тампонажного камня. Все исследования проводились в соответствии с ГОСТ 34532-19 «Цементы тампонажные. Методы испытаний», ГОСТ 28985-91 «Породы горные. Метод определения деформационных характеристик при одноосном сжатии», ГОСТ 21153.3-85 «Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном растяжении». Результаты. В ходе эксперимента были получены цементные растворы с добавками латекса и резиновой крошки разной фракции и концентрации. Установлено, что при рассматриваемых концентрациях снижается плотность раствора, повышается значение растекаемости, кроме раствора с концентрацией латекса 4 %, и происходит снижение его водоотделения. Установлено увеличение прочности на изгиб и растяжение для всех образцов. Определен состав цементной смеси, обладающий наилучшими показателями с содержанием 3 % латекса и 3 % резиновой крошки фракции 1–2 мм. Выводы. Разработанный состав тампонажной смеси с добавлением эластомеров позволит повысить качество крепи и устойчивость к динамическим нагрузкам в процессе эксплуатации скважины.