СТО Газпром РД 2.1-143-2005

  Главная      Учебники - Газпром     

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО “ГАЗПРОМ” СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ


 

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ ОБЛЕГЧЕННЫХ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ С ПОВЫШЕННЫМИ АДГЕЗИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ


 

СТО Газпром РД 2.1-143-2005


 

Издание официальное

 


 

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО “ГАЗПРОМ”


 

Общество с ограниченной ответственностью “ТюменНИИгипрогаз” (OOO “ТюменНИИгипрогаз”)


 

Общество с ограниченной ответственностью “Информационно(рекламный центр газовой промышленности” (ООО “ИРЦ Газпром”)


 

Москва 2005

ПРЕДИСЛОВИЕ


 

РАЗРАБОТАН


 

ВНЕСЕН


 

УТВЕРЖДЕН


 

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ


 

ИЗДАН

Обществом с ограниченной ответственностью “Тюмен- НИИгипрогаз” (ООО “ТюменНИИгипрогаз”)


 

Управлением по бурению газовых и газоконденсатных скважин ОАО “Газпром” Департамента по добыче газа, газового конденсата, нефти ОАО “Газпром”


 

Заместителем Председателя Правления ОАО “Газпром” А.Г. Ананенковым


 

Распоряжением ОАО “Газпром” от 10 февраля 2005 г.

№ 21 с 20 апреля 2005 г.


 

Обществом с ограниченной ответственностью “Инфор- мационно-рекламный центр газовой промышленности” (ООО “ИРЦ Газпром”)


 


 

Настоящий нормативный документ не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения ОАО “Газпром”


 

image

 ОАО “Газпром”, 2005

 Разработка ООО “ТюменНИИгипрогаз”, 2004

СОДЕРЖАНИЕ

Введение IV

  1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 1

  2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 1

  3. ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 2

  4. ОСНОВНЫЕ НОРМАТИВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 3

    1. Общие положения 3

    2. Приготовление и применение облегченных

      тампонажных растворов с акриламидными сополимерами 3

    3. Приготовление и применение тампонажных растворов

      с эпоксиполиуретановыми сополимерами 4

      Приложение А Физико-механические свойства рекомендуемых облегченных тампонажных растворов с полимерами 2300 Д

      и 611 ВС после перемешивания в течение 60 минут 7

      Приложение Б Схема размещения тампонажной техники

      при цементировании обсадных колонн 8

      Приложение В Свойства тампонажного раствора и камня

      на основе эпоксиполиуретановых сополимеров 9

      Приложение Г Пример расчета расхода компонентов

      на приготовление 1 м3 облегченного тампонажного раствора

      с добавкой Праестола 2300 Д (или 611 ВС) 10

      Библиография 11

      ВВЕДЕНИЕ

      При цементировании обсадных колонн различного назначения на месторождениях Севера Тюменской области широко применяются облегченные тампонажные растворы с алюмосиликатными микросферами. Поскольку многие газовые и газоконденсатные место- рождения находятся на поздней стадии разработки и характеризуются падением пластовых давлений, а вновь вводимые в разработку отличаются наличием пластов с очень низким гра- диентом давления гидроразрыва (0,0122 МПа/м и менее), для выполнения условия обяза- тельного подъема тампонажного раствора до устья и обеспечения надежного разобщения пластов в настоящее время актуальными являются разработка и внедрение облегченных сис- тем плотностью 1400-1500 кг/м3, обладающих повышенной изолирующей способностью [1]. Одним из перспективных направлений получения таких систем является применение ста- билизирующих, повышающих адгезию цементного камня к металлу композиций с акрила- мидными и эпоксиполиуретановыми сополимерами. Облегченные тампонажные растворы с добавками акриламидных и эпоксиполиуретановых сополимеров обладают улучшенными технологическими характеристиками и позволят повысить качество разобщения продуктив- ных пластов, снизить вероятность заколонных перетоков по контакту цементного камня с колонной и стенками скважины. Смеси на основе эпоксиполиуретановых сополимеров фор- мируют полимерцементный камень с повышенной прочностью на сжатие и изгиб (согласно требованиям ГОСТ 1581), адгезией к металлу и будут эффективны особенно при выполне- нии ремонтно-изоляционных работ – для ликвидации негерметичностей обсадных труб и заколонного пространства.

      ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО “ГАЗПРОМ” СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ


       

      image


       

      ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ ОБЛЕГЧЕННЫХ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ С ПОВЫШЕННЫМИ АДГЕЗИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ


       

      image


       

      Дата введения 2005-04-20


       

      1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ


         

        Настоящий стандарт направлен на повышение качества крепления скважин за счет при- менения облегченных тампонажных растворов с физико-механическими характеристиками, обеспечивающими надежность разобщения пластов при формировании прочного, с высокой изолирующей способностью камня, обладающего повышенной адгезией к металлу и горным породам. Стандарт предназначен для разработки проектно-сметной документации на строи- тельство скважин и проведения работ по цементированию обсадных колонн с использовани- ем тампонажных растворов с повышенной изолирующей способностью.

      2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ


         


         

        дарты:

        В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стан-


         

        ГОСТ 1581-96 Портландцементы тампонажные. Технические условия. ГОСТ 4233-77 Натрий хлористый. Технические условия.

        ГОСТ 26798.1-96 Цементы тампонажные. Методы испытаний.

        ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безо-

        пасности.

        ГОСТ 8728-88 Пластификаторы.

        ГОСТ 14039-78 Поливинилхлорид эмульсионный.


         

        image

        Издание официальное

      3. ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ


         

        Праестол – сополимер акриламида и акрилата натрия ПАА – полиакриламид

        АСМ (асм) – алюмосиликатные микросферы ОТР – облегченный тампонажный раствор

        ПЦТ (ц) – портландцемент тампонажный марки ПЦТ 1-50 р – раствор ускорителя сроков схватывания

        ЭПУ-01-Б – эпоксиполиуретановый состав

        ФГУП “НИИПМ” – федеральное государственное унитарное предприятие “Научно-исследовательский институт полимерных материалов”

        ПАВ – поверхностно-активные вещества

        ПЭПА – полиэтиленполиамин

        ДОФ – диоксиэтилфталат

        ПВХ – поливинилхлорид

        Др – растекаемость тампонажного раствора

        ТМХС – триметилхлорсилан

        Л-1 – латекс

      4. ОСНОВНЫЕ НОРМАТИВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ


       

      4.1 Общие положения


       

          1. Настоящий стандарт разработан на основе результатов исследований рецептур об- легченных тампонажных растворов с добавками акриламидных и эпоксиполиуретановых со- полимеров с учетом их применения при строительстве скважин на месторождениях ОАО “Газ- пром”, в т.ч. на месторождениях Крайнего Севера.

          2. Для приготовления облегченных тампонажных растворов с повышенными адге- зионными свойствами используются Праестолы 611ВС и 2300Д.

            Реагенты экологически сертифицированы, относятся к малоопасным веществам (4-й класс опасности). Производятся ООО “Дегусса Евразия” (г. Пермь) по ТУ 2216-001-40910172-98 [2].

          3. Облегченные тампонажные растворы на основе эпоксиполиуретановых сополи- меров приготавливаются с использованием водоэмульсионной композиции на основе ЭПУ- 01-Б. Реагент выпускается опытно-химическим заводом ФГУП “НИИПМ” (г. Пермь) по ТУ 1250-745-24-075901-98 [3].


       

      4.2 Приготовление и применение облегченных тампонажных растворов с акриламидными сополимерами


       

          1. Праестолы 611 ВС и 2300 Д используются в качестве компонента облегченных тампонажных растворов в количестве от 0,01 до 0,12 % (товарного продукта от массы сухой смеси портландцемента и АСМ). Реагент вводится в жидкость затворения либо добавляется в сухом виде на стадии смешивания портландцемента и алюмосиликатных микросфер.

          2. Добавка сухих Праестолов производится в процессе затаривания портландцемен- та и алюмосиликатных микросфер из расчета 5-10 кг реагента на 10 т смеси. В случае приго- товления смеси в цехе сухих тампонажных композиций и доставки ее на буровую в цементно- смесительных машинах требуется произвести еще одну перебункеровку.

            При использовании для приготовления смеси только цементно-смесительных машин в обязательном порядке следует производить ее трехразовую перетарку из бункера в бункер.

          3. Приготовление раствора полимера 611 ВС (2300 Д) осуществляется введением сухого полимера в емкость с жидкостью затворения (раствор хлорида натрия) при непрерыв- ном перемешивании. Длительность перемешивания от 1 до 1,5 ч при температуре от 18 до 20 оС. При меньшей температуре жидкости затворения длительность растворения реагента уве- личивается. Растворимость ПАА 611 ВС в солевых растворах выше, чем 2300 Д.

          4. Необходимое количество полимера уточняется на основании лабораторных ис- следований, выполняемых за трое суток до цементирования с использованием применяемых типов портландцементов и АСМ. Основным критерием оптимального количества Праестола 611 ВС (2300 Д) является получение облегченного тампонажного раствора с минимальным водоотделением, растекаемостью от 180 мм до 220 мм и сроками твердения, соответствующи- ми ОТР без добавки полимера [4].

            Для случаев ввода реагента в жидкость затворения в лабораторных условиях необходи- мо определить условную вязкость полученного полимерно-солевого раствора для контроля состава жидкости затворения в процессе ее приготовления в промысловых условиях [5].

          5. Для приготовления облегченных тампонажных растворов, размещаемых в интер- валах низких положительных температур (5-10 оС), концентрация ускоряющей добавки хло- рида натрия (ГОСТ 4233) в жидкости затворения должна быть не менее 5 % по массе (плот- ность раствора не менее 1030 кг/м3).

          6. В случае ввода полимера в жидкость затворения следует учитывать возможность его механодеструкции в насадках гидромешалки и гидравлической части плунжерных или цен- тробежных насосов, используемых для создания циркуляции по циклу “емкость - насос - ем- кость”. Поэтому после полного растворения ПАА, которое контролируется визуально и по вязкости жидкости затворения в соответствии с результатами лабораторного анализа, цирку- ляцию необходимо прекратить.

            Непосредственно перед затворением облегченной смеси осуществляется лишь кратков- ременное перемешивание жидкости затворения с ПАА с минимальным давлением на насосах.

          7. Приготовление облегченного тампонажного раствора с алюмосиликатными мик- росферами и добавками Праестола осуществляется по технологической схеме с обязательным использованием осреднительных емкостей (Приложение Б) [6]. Контроль качества облегчен- ного тампонажного раствора производится ареометром АГ-3 по плотности, отклонение кото- рой от заданной не должно превышать ± 20 кг/м[1].

          8. Контроль качества цементирования производится через 48 ч с использованием стандартного комплекса промыслово-геофизических исследований [1].


       

      4.3 Приготовление и применение облегченных тампонажных растворов с эпоксиполиуретановыми сополимерами


       

          1. Облегченные тампонажные растворы представляют собой суспензию, состоящую из смеси тампонажного портландцемента и алюмосиликатных микросфер, затворенной водо- эмульсионной эпоксиуретановой композицией.

          2. Водоэмульсионные эпоксиуретановые композиции для приготовления облегчен- ных тампонажных растворов включают в свой состав следующие компоненты:

            • эпоксидно-уретановый состав ЭПУ-01-Б - 41-45 % по массе. Выпускается опытно- химическим заводом ФГУП “НИИПМ” по ТУ 1250-745-24-075901-98 [3];

            • смесь алифатических аминов (ПЭПА + кубовые амины С


               

               

              10 14

              ) – 10-18 % по массе.

              ПЭПА выпускается по ТУ 2413-357-00203447-99 [7]; кубовые амины выпускаются по ТУ 2413-012-002033795-98 [8]; выполняют функции отвердителя ЭПУ-01-Б, ингибитора кор- розии и ПАВ, обеспечивающего высокую адгезию смеси к влажным металлическим поверх- ностям;

            • латекс Л-1 – 7 % по массе. Выпускается по ТУ 38.103230-85-85 [9]; добавка соэмульга- тор, снижающая водопотребность композиции;

            • растворитель ДОФ (ГОСТ 8728) (ТМХС по ТУ 6-02-924-79 [10]) – 5-25 % по массе; комплексная добавка для регулирования вязкости, сроков схватывания и морозостойкости тампонажного камня;

- наполнитель (ПВХ по ГОСТ 14039, АСМ по ТУ 5712-001-49558624-2003 [11]) - 18-21 %

по массе; комплексная добавка для регулирования плотности и расширения тампонажной композиции с целью самоуплотнения.

      1. Рецептуры рекомендованных эпоксиуретановых составов с повышенными адге- зионными характеристиками к металлу обсадных труб приведены в Приложении В.

      2. Приготовление саморасширяющихся эпоксиуретановых составов отличается от технологии приготовления облегченных тампонажных растворов на основе портландцемента и производится в следующей последовательности.

        1. Первоначально приготавливается сухая смесь портландцемента, наполнителя АСМ и самоуплотняющей добавки (ПВХ).

        2. В эпоксиуретановый состав при перемешивании вводится регулятор вязкости ДОФ и смесь дополнительно перемешивается не менее 5 мин.

        3. Приготовленная композиция ЭПУ+ДОФ добавляется в сухую смесь ПЦТ+АСМ+ПВХ, а суспензия перемешивается до гомогенного состояния (не менее 5 мин).

        4. В последнюю очередь в полученную суспензию добавляется отвердитель, вся система снова перемешивается для равномерного распределения отвердителя и закачивается в скважину.

      3. По аналогичной схеме приготавливаются другие составы композиций, приведен- ных в Приложении В. Состав композиции выбирается исходя из требуемой плотности и вида работ в скважине [1, 12].

      4. При необходимости ликвидации негерметичности обсадной колонны, в связи с ее механическим повреждением, композиция должна обладать минимальной растекаемостью, плотностью 1400-1500 кг/м3 и сроками затвердевания, достаточными для ее транспортировки до места негерметичности и вымыва избыточного количества на поверхность.

      5. Растекаемость композиции регулируется добавками ДОФ, а время загеливания и затвердевания – количеством отвердителя ПЭПА.

      6. При ликвидации негерметичностей по резьбовым соединениям обсадных труб в скважине используются композиции с высокой подвижностью (Др  200 мм), обеспечиваю- щие их проникновение в микрозазоры в резьбах.

      7. Выбор состава композиции в случае выполнения ремонтно-изоляционных работ для ликвидации негерметичности затрубного пространства по границе металл - цементный камень определяется приемистостью в интервале негерметичности [13].

      8. Для приготовления водоэмульсионной эпоксиуретановой композиции в промыс- ловых условиях необходимо использовать механические перемешивающие устройства (гли- номешалки, емкости с роторными перемешивателями).

        Смесь твердых компонентов (портландцемента, АСМ и ПВХ) может быть приготовле- на заблаговременно и доставлена на буровую цементовозами или цементно-смесительными машинами.

        После смешивания в глиномешалке эпоксиуретановой смолы, регулятора вязкости, сухих компонентов и отвердителя композиция закачивается цементировочным агрегатом в скважину и продавливается в зону негерметичности.

        Порядок выполнения дальнейших работ определяется видом ремонтно-изоляционных работ и устанавливается планом работ.

      9. После приготовления и закачивания эпоксиуретановой композиции мешалку и цементировочный агрегат необходимо промыть универсальным растворителем “Триокс-М” ТУ 75-09103.276-90 [14].


 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(рекомендуемое)


 

Таблица А.1


 

Физико-механические свойства рекомендуемых облегченных тампонажных растворов с полимерами 2300 Д и 611 ВС после перемешивания в течение 60 мин

СТО Газпром РД 2.1-143-2005

 

7

 

(состав, мас.ч. 0,85 ц + 0,15 асм + 0,6 р NаСI 1030 кг/м3)


 


 

image

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)


 

image


 

 


 


 

Рис. 1. Схема размещения тампонажной техники при цементировании обсадных колонн: 1-8 – цементировочные агрегаты;

9-11 – смесительные машины

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(рекомендуемое)


 

Таблица В.1


 

Свойства тапонажного раствора и камня на основе эпоксиполиуретановых сополимеров


 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(рекомендуемое)


 

Пример расчета расхода компонентов на приготовление 1 моблегченного тампонажного раствора с добавкой Праестола 2300 Д (или 611 ВС)


 

Г.1 Расчет количества компонентов на приготовление 1 м3 облегченного тампонажного раствора плотностью1500 кг/м3 (состав, мас. ч: 0,85 ц+0,15 асм+0,6 р NaCl =1030 г/см3) с добавкой Праестолов 0,1 % к весу сухой смеси определяется следующим образом:

тампонажный портландцемент

- 0,85

АСМ

- 0,15

Праестол

- 0,001

раствор NaCl ( = 1030 кг/м3)

- 0,60

 

Г.1.1 Облегченный тампонажный раствор плотностью 1500 кг/м3 содержит следующее количество компонентов, мас.ч.:


 


 

Г.1.2 В 1 м3 тампонажного раствора 1,601 мас.ч. составляют 1500 кг, из них:


 

image

портландцемент image АСМ image

image

image

image

Праестол image раствор NaCl ( = 1030 кг/м3)

БИБЛИОГРАФИЯ


 


 

image image image


 

image image


 

image image image


 

image image image image image image


 

image image image image


 

image image image


 

image image image


 

image image


 

image image


 

image image image


 

image image image image


 

image image image


 

image image


 

image image image image


 

image image


 

image image image


 

image image


 

image image image image image


 

image


 

image image image image


 

image


 

image image image image


 

image image


 

image image image


 

image image image


 

image image image


 

image image image image


 

image


 

image image image image image


 

image image


 

image


 


 

image

СТО Газпром РД 2.1-143-2005

 

ОКС 75.020


 

УДК 622.245.422

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, АДГЕЗИЯ, АЛЮМОСИЛИКАТНЫЕ МИКРОСФЕРЫ, ПРАЕСТОЛ, ЭПОКСИПОЛИУРЕТАНОВЫЙ СОСТАВ, СЕДИМЕНТАЦИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ, ТАМПОНАЖНЫЙ КАМЕНЬ.


 

image


 

Корректор В.И. Кортикова

Компьютерная верстка А.И. Шалобановой


 

image

ИД № 01886. Подписано в печать 06.06.2005 г. Формат 60x84/8. Гарнитура Ньютон С. Тираж 50 экз. Усл. печ. 1,86 л. Уч.-изд. л. 1,6. Заказ 58.


 

image

ООО “ИРЦ Газпром” 117630, Москва, ул. Обручева, д. 27, корп. 2. Тел.: (095)719-64-75, 719-31-17.


 

image


 

12

 

Отпечатано в ЗАО “Издательский Дом Полиграфия”


 


 

image