Микросфера алюмосиликатная в тампонажном цементе
Преимущества использования облегченных тампонажных цементов на основе микросфер для нефтегазодобывающих компаний:
Тампонажный цемент применяется в газо- и нефтедобыче для процесса заделки пространства между стволом скважины и обсадной колонной с целью защиты от грунтовых вод или разделения пластов нефти - тампонирование нефтяных и газовых скважин.
Тампонажный цемент производится с добавкой помола гипсового камня в количестве 2-3,5% от массы цементного клинкера и небольшой доли других минеральных веществ. Тампонирование скважин осуществляется жидким цементным тестом (без добавления песка) с содержанием воды в растворе до 50% от массы цемента.
Низкая плотность, возможность снизить удельный вес цементного раствора до 1,1-1,3 г/см3 (для традиционного облегченного гельцементного раствора 1,52-1,54 г/см3), и как следствие: снижение репрессии на продуктивный пласт, снижение проникновения фильтрата в продуктивную зону пласта, обеспечение заданной высоты подъема цемента.
Малая усадка раствора, соответственно, улучшение связи пласта с обсадными трубами скважины.
Легкое смешивание. Облегченный тампонаж можно готовить непосредственно на буровой, замешивая микросферы с цементом в сухом виде. Для этого может использоваться любой стандартный смеситель.
Экономичность. Снижение затрат за счет отказа от технологии двухступенчатого цементирования и уменьшения времени обустройства скважины.
Композиция состоит из содержащей полые алюмосиликатные микросферы, каолин и поверхностно-активный гидроксид алюминия.
Легковесный наполнитель содержит данные компоненты в следующих количествах, мас.%: полые алюмосиликатные микросферы - 80,0-95,0, каолин - 3,0-15,0, поверхностно-активный гидроксид алюминия - 2,0-5,0.
Температура плавления микросфер превышает 1350°С. Микросферы могут выдерживать давление 10,000 psi при уменьшении объема до 50%.
Поскольку полые алюмосиликатный микросферы имеют насыпную объемную массу 0,30-0,50 г/см3 и высокую прочность - 5-6 по Моосу, использование их в качестве основного компонента легковесного наполнителя обеспечивает не только значительное уменьшение плотности тампонажных цементов, но и обеспечивает такое важное свойство, как безусадочность при образовании цементного камня. Содержание в легковесном наполнителе 80,0-95,0 мас.% (предпочтительно 90 мас.%) полых алюмосиликатных микросфер обеспечило уменьшение плотности тампонажных цементов до 1,1 г/см3 при добавлении к портландцементу марки ПЦТ 1-100 легковесного наполнителя в количестве 45,0 мас.%. Использование микросфер позволило получить прочную структуру цементного камня с минимальной внутренней пористостью.
Технология использования микросфер для получения облегченных тампонажных материалов уже давно известна в мире, однако до последнего времени ее широкое использование ограничивалось высокой ценой на искусственные микросферы, предлагаемые западными производителями.
Предлагаемые алюмосиликатные микросферы являются побочным продуктом, образующимся при сжигания угля, и их цена на порядок ниже предлагаемых аналогов.
На сегодняшний день ряд ведущих российских нефтегазодобывающих компаний уже перешли на использование облегченных тампонажных составов с алюмосиликатными микросферами отечественного производства. Их опыт свидетельствует, что использование данной технологии дает двойной положительный эффект: уменьшение капитальных затрат при улучшении качества цементирования скважин.
|
