БУРЕНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИН (DRILLING AND WELL CONSTRUCTION)

ВЛИЯНИЕ ВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ЗАКОЛОННОГО ПРОСТРАНСТВА НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН

(EFFECT OF WAVE ACTION ON CEMENTING SLURRIES ON THEIR MECHANICAL PROPERTIES DURING THEIR PREPARATION FOR SUBSEQUENT CEMENTING OF PETROLEUM WELL ANNULI)

В настоящей работе исследуется влияние волнового воздействия на физико-механические свойства цементных тампонажных растворов для определения оптимальных параметров технологии их приготовления и закачивания в заколонное пространство скважин. Приведены результаты изучения вибрационного воздействия на сроки схватывания цементного теста и прочность камня при частотах колебаний в интервале от 50 до 200 Гц. Предложен анализ эксперимента по определению прочности цементного камня при его деформации в зависимости от изменения частоты генерируемых вибраций, длительности и времени начала их наложения на тампонажный раствор с момента его затворения. Результаты анализа данных, полученных в ходе эксперимента, демонстрируют, что показатели прочности цементного камня при сжатии и на изгиб в значительной степени зависят от момента начала вибрационного воздействия
на тампонажный раствор после его приготовления и длительности данного процесса. Экспериментальным путем установлено, что волновое воздействие на тампонажный раствор влияет на процесс формирования его коагуляционно-кристаллической структуры, увеличивая доли микрокристаллических частиц и образующихся при их агрегации кластеров. Результаты исследовательской работы подтверждают, что в результате наложения вибрационного поля на тампонажный раствор происходит повышение прочности цементного камня.

This paper investigates the effect of wave action on the mechanical properties of cementing slurries to determine the optimal parameters of the processes of their preparation and injection into well annuli. It also presents the research results for the effect of vibration on the setting time of cement paste and the set cement strength at the vibration frequency range from 50 to 200 Hz. We analyzed the experimental test of the cement strength under strain depending on the frequency and duration of generated vibrations and their onset time from the moment of mixing the cement. The analysis of the data obtained shows that the compression and bending strength performances of set cement considerably depend on the vibration duration and onset time counting from the moment of cementing slurry preparation. It is experimentally found that the wave action on cementing slurry affects its coagulation and crystal structure formation, increasing the proportion of microcrystalline particles and clusters formed by their aggregation. The study results confirm that wave action on a cementing slurry increases the set cement strength.

ВОЛНОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ, ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, ЗАКОЛОННОЕ ПРОСТРАНСТВО, СРОКИ ТВЕРДЕНИЯ, ЦЕМЕНТНЫЙ КАМЕНЬ, КОАГУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА, ГИДРОСИЛИКАТ КАЛЬЦИЯ, ВИБРОГЕНЕРАТОР, АНОМАЛЬНАЯ ВЯЗКОСТЬ, ТИКСОТРОПНОЕ РАЗЖИЖЕНИЕ

WAVE ACTION, CEMENTING SLURRY, ANNULUS, SETTING TIME, SET CEMENT, COAGULATION STRUCTURE, CALCIUM SILICATE HYDRATE, VIBRATION GENERATOR, ANOMALOUS VISCOSITY, THIXOTROPIC LIQUEFACTION

И.В. Поляков, ФГБУН Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (Москва, Россия), polyakovigor009@gmail.ru

I.V. Polyakov, Mechanical Engineering Research Institute of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia), polyakovigor009@gmail.ru

Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е. Нелинейная волновая механика и технология. М.: R&C Dynamics, 2008. 711 с.

Ганиев Р.Ф., Кобаско Н.И., Кулик В.В. и др. Колебательные явления в многофазных средах и их использование в технологии / под ред. Р.Ф. Ганиева. Киев: Техніка, 1980. 142 с.

Зварыгин В.И. Тампонажные смеси. Красноярск: Сибирский федер. ун-т, 2014. 216 с.

Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е., Андреев В.Е., Котенев Ю.А. Проблемы и перспективы волновой технологии многофазных систем в нефтяной и газовой промышленности / под ред. Р.Ф. Ганиева. СПб.: Недра, 2008. 185 с.

Балабышко A.M., Зимин А.И., Ружицкий В.П. Гидромеханическое диспергирование / отв. ред. A.M. Кутепов. М.: Наука, 1998. 330 с.

Орешкин Д.В. Исследование образования структуры в цементном тампонажном камне // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2012. № 12. С. 41–43.

Шмитько Е.И., Крылова А.В., Шаталова В.В. Химия цемента и вяжущих веществ. СПб.: Проспект науки, 2006. 205 с.

Ganiev RF, Ukrainskii LE. Nonlinear Wave Mechanics and Technologies. Moscow: R&C Dynamics; 2008. (In Russian)

Ganiev RF (ed.), Kobasko NI, Kulik VV, Lakiza VD. Vibration Phenomena in Multi-Phase Media and Their Application in Technology. Kyiv: Technology [Tekhnika]; 1980. (In Russian)

Zvarygin VI. Cementing Mixtures. Krasnoyarsk, Russia: Siberian Federal University; 2014. (In Russian)

Ganiev RF (ed.), Ukrainskiy LYe, Andreev VYe, Kotenev YuA. Problems and Prospects of Multi-Phase System Wave Technology in the Oil and Gas Industries. Saint Petersburg: Subsoil [Nedra]; 2008. (In Russian)

Balabyshko AM, Zimin AI, Ruzhitskiy VP, Kutepov AM (ed.). Hydromechanical Dispersion. Moscow: Science [Nauka]; 1998. (In Russian)

Oreshkin DV. Research of structure formation in tamping cement stone. Construction of Oil and Gas Wells on-Land and off-Shore [Stroitel’stvo neftyanyh i gazovyh skvazhin na sushe i na more]. 2012; (12): 41–43. (In Russian)

Shmitko YeI, Krylova AV, Shatalova VV. Chemistry of Cements. Saint Petersburg: Science Avenue [Prospekt Nauki]; 2006. (In Russian)

NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57