Призначення, умови застосування та вимоги до тампонажних матеріалів

Тампонажні матеріали

Тампонажними називають матеріали, які в процесі змішування з водою утворюють твердіючі суспензії.

В бурінні тампонажні матеріали використовують перш за все для заповнення заколонного простору свердловини з метою ізолю­вання всіх проникних порід, щоб запобігти виникненню міжпластових перетоків рідини чи газу або їх виходу на денну поверхню. Крім того, тампонажні суспензії використовують для:

• закупорювання каналів, по яких може поглинатися проми­вальна рідина;
• захисту зовнішньої поверхні обсадних колон від корозії під дією пластових рідин чи газів;
• підвищення стійкості обсадних колон і стінок свердловини;
• створення в свердловині тимчасового або постійного цемент­ного моста та ін.

Різноманітність цілей застосування тампонажних матеріалів став­лять відповідні вимоги щодо їх властивостей, а різні умови викорис­тання потребують можливості регулювання цих властивостей у ши­рокому діапазоні.

За умов свердловини тампонажний камінь піддається дії великих перепадів температур і тисків, статичних і динамічних наванта­жень під час виконання різних технологічних операцій в сверд­ловині, особливо під час перфорації обсадних колон. На вибір виду і складу тампонажного матеріалу істотно впливає також хі­мічний склад середовища в свердловині, від якого залежить дов­говічність цементного каменю.

Тому до тампонажних матеріалів, які використовують для розме­жування проникних пластів, ставиться цілий ряд вимог, а саме:

o суспензія тампонажного матеріалу має легко прокачуватися
протягом часу, необхідного для цементування, а в нерухомому ста­ні бути седиментаційно стійкою;

o після закінчення транспортування в свердловину суспензія має швидко перетворюватись у непроникне тверде тіло, в т.ч. за умов від'ємних температур;

o суспензія має утворювати безусадочний тампонажний камінь, а краще – з деяким збільшенням в об'ємі;

o тампонажний камінь, що утворився з суспензії, має бути еластичним, довговічним, стійким проти корозії в разі контакту­вання з пластовими рідинами і газами;

o тампонажний камінь має зберігати свої механічні властивості, непроникність і корозійну стійкість у разі змін температури і тиску в свердловині;

o тампонажний камінь повинен мати міцність і сили зчеплен­ня з оточуючими поверхнями, достатні для протистояння силам, що виникають під час опресування колони, перфораційних та інших робіт в свердловині;

o тампонажні матеріали мають бути недорогими і недефіцитними.

Слід відзначити, що тампонажного матеріалу, який би повністю відповідав усім переліченим вимогам, не існує, тому проблема якіс­ного цементування свердловин залишається актуальною.

Для цементування в нафтових, газових та глибоких свердлови­нах іншого призначення як базові в'яжучі можуть використовувати­ся різні тампонажні матеріали: портландцемент (ПЦТ), металургійні шлаки, глиноземисті і гіпсоглиноземисті цементи, гіпсові в'яжучі речовини, органічні і органо-мінеральні матеріали на основі полі­мерів та їх композиції.

Тампонажні матеріали, які вміщують добавки інших речовин, що вводять для регулювання властивостей цих базових в'яжучих, називають модифікованими. Ці добавки вводять як до порошкопо­дібного тампонажного матеріалу, так і до рідини замішування або до готового цементного розчину.