Науковий вісник НГУ

Дослідження тріщиностійкості армованого тампонажного каменю для кріплення нафтових і газових свердловин

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Розробка родовищ корисних копалин

Останнє оновлення: 16 липня 2014

Опубліковано: 20 березня 2014

Перегляди: 5242

Автори:

В.І. Гриманюк, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, аспірант кафедри буріння газонафтопромислового факультету, м.Івано-Франківськ, Україна

Реферат:

Мета. Розробка критерію, що дає можливість визначити кількісні та якісні характеристики тріщиностійкості тампонажного каменя. Дослідження впливу органічних та неорганічних домішок у складі цементного каменю на його механічні властивості.

Методика. За допомогою установки, що забезпечує контрольований режим поширення тріщини, побудовані діаграми навантаження цементного каменю, на основі яких запропонована методика визначення коефіцієнта тріщиностійкості.

Результати. Аналіз промислових даних та проведені розрахунки показали, що на стадії будівництва свердловини існує ризик виникнення тріщин у цементному камені міжколонного простору свердловин. Встановлено, що запропоновані раніше критерії оцінки деформаційних властивостей цементного каменя залежать виключно від навантаження при проведенні випробувань, що не дає можливості застосовувати їх для порівняльної оцінки тріщиностійкості матеріалу, що випробовується. За допомогою модернізованої установки для визначення тріщиностійкості вдалося визначити роботу, що затрачена на руйнування цементного зразка на різних стадіях поширення тріщини. Для оцінки властивостей цементного каменя створювати опір розповсюдженню тріщини запропонований коефіцієнт тріщиностійкості, значення якого повинно бути більшим, ніж 1,1. Необхідного значення коефіцієнта тріщиностійкості можна досягти шляхом додавання до цементного розчину певної кількості органічної фібри. Результати лабораторних досліджень механічної міцності цементного каменя показали, що добавка органічної фібри підвищує міцність цементного каменя на розтяг у 2…2,5 рази в порівнянні з цементним каменем без армуючих домішок. Встановлено також, що хризотил азбест може використовуватись як добавка для підвищення тріщиностійкості цементного каменя при його концентрації в розчині більше 0,7% від маси сухого цементу. Показано, що цементний камінь без армуючих домішок не здатний створювати будь-який опір розколу в зоні штучно сформованої тріщини.

Наукова новизна. Запропонований метод оцінки тріщиностійкості тампонажного каменя не залежить від умов проведення досліджень, характеризується високою точністю отриманих результатів та дозволяє оцінити енергетичні властивості руйнування цементного каменю на різних стадіях поширення тріщини, що до цього моменту було досить складно визначити.

Практична значимість. Використання нового критерію оцінки тріщиностійкості, що дозволяє виконувати досить точний порівняльний аналіз деформаційних характеристик тампонажного каменя із вмістом армуючих домішок.

Список літератури / References:

1. Поляков В.Н. Технология заканчивания нефтяных и газовых скважин / Поляков В.Н., Ишкаев Р.К., Лукманов Р.Р. – Уфа: ТАУ, 1999. –  408 с.

Polyakov, V.N., Ishkayev, R.K. and Lukmanov, R.R. (1999), Tekhnologiya zakanchivaniya neftyanykh i gazovykh skvazhin [Technology of Oil and Gas Well Cementing], Ufa, Russia.

2. Сухін Є.І. Елементи створення, формування та експлуатації підземних сховищ газу / Є.І. Сухін, Б.І. Навроцький. – К.: ППНВ, 2004. – 528 с.

Sykhin, Ye.I. and Navrotskyi, B.I. (2004), Elementy stvorennia , formyvannia ta ekspluatatsii pidzemnykh skhovyshch gazu [Elements of Crating, Formation and Exploration of Underground Gas Storages], Kyiv, Ukraine.

3. Федутченко А.М. Про необхідність створення ПСГ в південно-західному регіоні України та геологічні передумови до цього. Питання розвитку газової промисловості України / Федутченко А.М., Дячук Т.І. // Збірник наук. праць. – Харків: УкрНДІгаз, 2004. – Вип. 31.

Fedutchenko, A.M. and Dyachuk, T.I. (2004) Pro neobkhidnist stvorennia PSG v pivdenno-zakhidnomu regioni Ukrainy ta geologichni peredumovy do tsogo. Pytannia rozvytku gazovoi promyslovosti Ukrainy. Zbirnyk naukovykh prats [About Necessity of Underground Gas Storage Creating in South-Western Region of Ukraine], Ukrainian national gas university, Kharkiv, Issue 31.

4. Крылов Д.А. Влияние различных нагрузок в колонне на ее контакт с цементным кольцом / Д.А. Крылов,
Г.Н. Волошко // Нефт. хоз-во. – 1991.– № 12 – С. 8–11.

Krylov, D.A. and Voloshko, G.N. (1991), “Influence of different types of casing load onto its contact with cement stone”, Neftyanoe khozyaystvo, no. 12, pp. 8–11.

5. Леонович С.Н. Трещиностойкость и долговечность бетонных и железобетонных элементов в терминах силовых и энергетических критериев механики разрушения / Леонович С.Н. – Минск: „Тыдзень“, 1999. – 266 с.

Leontovich, S.N. (1999), Treshchinostoykost i dolgovechnost betonnykh i zhelezobetonnykh elementov v terminakh silovykh i energeticheskikh kriteriyev mekhaniki razrusheniya [Cracking Resistance and Longevity of Concrete and Reinforced Concrete Elements], Tydzen, Minsk, Byelorussia.

6. Зайцев Ю.В. Новый подход к расчету бетонных и железобетонных конструкций / Ю.В. Зайцев // Строительный материалы, оборудование, технологии ХХІ века. – 2000. – № 6. – С. 13–17.

Zaytsev, Yu.V. (2000), “New point of view of concrete and reinforced concrete calculation”, Stroitelnyye materialy i oborudovaniye XXI veka, no. 6, pp. 13–17.

7. Антипов В.И. Деформация обсадных колон под действием неравномерного давления / Антипов В.И. – М.: Недра, 1992. – 233с.

Antipov, V.I. (1992), Deformatsiya obsadnykh kolon pod deysviyem neravnomernogo davleniya [Casing Deformation under Non-Uniformed Pressure], Nedra, Moscow, Russia.

8. Беляев К.В. Повышение трещиностойкости облегченных тампонажных материалов / К.В. Беляев, Д.В. Орешкин,
В.Ю. Близнюков // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2003. – № 3. – С. 39–40.

Belyayev, K.V., Oreshkin, D.V. and Bliznyukov, V.Yu. (2003), “Increasing of oil-well cement cracking resistance”, Stroitelstvo neftyanykh i gazovykh skvazhyn na syshe i na more, no. 3, pp. 39–40.

2014_1_hrymaniuk
2014-07-16  138.47 KB  1134

• Наступна >