Миграция газа — взгляд вглубь проблемы (1,8 MB pdf)

реклама
Миграция газа — взгляд вглубь проблемы
Из двух основных целей первичного цементирования — крепление обсадной колонны и зональная изоляция —
последняя обычно вызывает наибольшую озабоченность и представляется наиболее трудно достижимой в условиях потенциальной опасности миграции газа в цементное кольцо. Задача, стоящая перед нефтяной отраслью, заключается в том, чтобы надолго изолировать затрубье цементом и тем самым предотвратить проникновение пластового газа. Успешное решение проблем миграции газа — еще только нарождающаяся наука. В
настоящей статье рассматриваются причины, последствия, методы предупреждения, новые решения и текущее состояние дел в этом вопросе.
ÄÚ ÅÓÌÂÚÚ (Art Bonnet)
KÂÏ·ˉÊ, ÄÌ„ÎËfl
ÑÂÏÓÒ è‡ÙËÚËÒ (Demos Pafitis)
òÛ„‡ ã˝Ì‰, íÂı‡Ò, ëòÄ
èflÚ¸ ÎÂÚ Ì‡Á‡‰ ‚ ÒÚ‡Ú¸Â, ÓÔÛ·ÎËÍÓ‚‡ÌÌÓÈ ‚
ÊÛ̇Π«éÈÎÙËΉ ꂸ˛», Û͇Á˚‚‡ÎÓÒ¸:
«ÔÓÌËχÌË ҇ÏÓ„Ó fl‚ÎÂÌËfl ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ — ˝‚ÓβˆËÓÌÌ˚È ÔÓˆÂÒÒ, ÍÓÚÓ˚È
¢ ÚÓθÍÓ Ê‰ÂÚ Ò‚ÓÂ„Ó Á‡‚Â¯ÂÌËfl».1 C
ÚÂı ÔÓ ˝Ú‡ ˝‚ÓβˆËfl ÔÓ‰ÓÎʇÂÚÒfl, ÒÓÁ‰‡‚‡fl ·ÓΠÔÓ‰Ó·ÌÛ˛ ͇ÚËÌÛ ‚ÌÛÚËÒÍ‚‡ÊËÌÌ˚ı fl‚ÎÂÌËÈ, Ë„‡˛˘Ëı ‡ÍÚË‚ÌÛ˛
Óθ ‚ ÔÓˆÂÒÒ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡. ïÓÚfl ÏÌÓ„Ë ‚ÓÁÏÓÊÌ˚ ¯ÂÌËfl ÒıÓÊË Ò ÚÂÏË, ÍÓÚÓ˚ Ô‰·„‡ÎËÒ¸ ‚ 1991 „., ‡Ò¯ËË‚¯ËÂÒfl Á̇ÌËfl ÏÂı‡ÌËÁχ ÔÓÒÚÛÔÎÂÌËfl
„‡Á‡ ÓÁ̇˜‡˛Ú, ˜ÚÓ ˝ÚË ¯ÂÌËfl ÚÂÔÂ¸
ÏÓÊÌÓ Ô‰ÒÚ‡‚ËÚ¸ ‚ ·ÓΠÎӄ˘ÌÓÏ Ë
˝ÍÓÌÓÏ˘ÌÓÏ ‚ˉÂ.
èÓÌËÍÌÓ‚ÂÌË „‡Á‡ ÔÓËÒıÓ‰ËÚ ÚÓ„‰‡,
ÍÓ„‰‡ ‚ Á‡ÚÛ·¸Â ‰‡‚ÎÂÌË ÌËÊÂ, ˜ÂÏ ‚
Ô·ÒÚÂ. Ç ˝ÚÓÏ ÒÎÛ˜‡Â „‡Á ÏË„ËÛÂÚ ÎË·Ó Í Ô·ÒÚÛ Ò ·ÓΠÌËÁÍËÏ ‰‡‚ÎÂÌËÂÏ,
ÎË·Ó ‚ ̇Ô‡‚ÎÂÌËË ÛÒÚ¸fl. ëÚÂÔÂ̸ ÒÂ¸ÂÁÌÓÒÚË ÔÓ·ÎÂÏ˚ ÏÓÊÂÚ ÍÓη‡Ú¸Òfl
ÓÚ ÓÒÚ‡ÚÓ˜ÌÓ„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl „‡Á‡ ̇ ÛÒڸ ‚
ꉇ͈Ëfl ·Î‡„Ó‰‡ËÚ Á‡ ÔÓÏÓ˘¸ ‚ ÔÓ‰„ÓÚÓ‚Í ˝ÚÓÈ
ÒÚ‡Ú¸Ë ÄÚ‡ åËÎ̇, Ñ‡Û˝ÎÎ, ä·χ, î‡ÌˆËfl; Ë íÓχ
ÉËÙÙË̇, Ñ‡Û˝ÎÎ, òÛ„‡ ã˝Ì‰, íÂı‡Ò.
ùÚ‡ ÒÚ‡Ú¸fl ·˚· ‚ÔÂ‚˚ ÓÔÛ·ÎËÍÓ‚‡Ì‡ ‚ ÌÓÏÂÂ
ÊÛ̇· «éÈÎÙËΉ ꂸ˛», ‚ÂÒ̇ 1996 „.
CemCADE, GASBLOK, GASRULE, VIP Mixer Ë WELLCLEAN fl‚Îfl˛ÚÒfl ÚÓ„Ó‚˚ÏË Ï‡͇ÏË ÍÓÏÔ‡ÌËË
òÎ˛Ï·ÂÊÂ. MicroVAX — ÚÓ„Ó‚‡fl χ͇ ÍÓÏÔ‡ÌËË
ÑˉÊËڇΠùÍ‚ËÔÏÂÌÚ äÓÔ.
18
çÂÙÚ„‡ÁÓ‚Ó é·ÓÁÂÌËÂ
Неправильно подобранная
плотность
Некачественное удаление
бур. р-ра /фильтрац. корки
Преждевременное
загустевание
Чрезмерная водоотдача
Высокая проницаемость
цементного раствора
Сильная усадка
Усталостное разрушение
цемента
Некачественное сцепление
на границах разделов
Рис.1. Главные определяющие параметры в процессе цементирования — в том порядке, в котором они обычно
имеют место. Неправильно подобранная плотность может привести к нарушению гидростатического равновесия.
Некачественное удаление бурового раствора и/или фильтрационной корки оставляет каналы, по которым газ
поднимается по затрубью. Преждевременное загустевание выражается в потере гидростатического давления.
Чрезмерная водоотдача создает свободное пространство в столбе цемента, в которое проходит газ. Высокопроницаемые цементные растворы дают некачественную зоноизоляцию, оказывающую слабое сопротивление газовому потоку. Высокая объемная усадка цемента ведет к увеличению пористости и напряжений в цементном кольце, что может вызвать образование микрокольцевого пространства. Усталостное разрушение цемента
способствует газовому разрыву цементного кольца. Плохое сцепление цемента может вызвать нарушения на
границах раздела цемент-обсадная колонна или цемент-порода.
ÌÂÒÍÓθÍÓ Íè‡ ‰Ó ‚˚·ÓÒ‡. Ç ÌÂÁ‡‚ËÒËÏÓÒÚË ÓÚ ÒÚÂÔÂÌË ÒÂ¸ÂÁÌÓÒÚË, ÓÒÌÓ‚Ì˚ هÍÚÓ˚, ÓÔ‰ÂÎfl˛˘Ë ÏË„‡ˆË˛
„‡Á‡ — Ó·˘Ë ‰Îfl ‚ÒÂı ÒÎÛ˜‡Â‚. óÚÓ·˚
ÔÓÎÛ˜ËÚ¸ ̇‰ÂÊÌÛ˛ ‰Ó΄ӂÂÏÂÌÌÛ˛
ËÁÓÎflˆË˛ Á‡ÚÛ·¸fl ˆÂÏÂÌÚÓÏ, ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ ÔÓÌËχÌË ˝ÚËı ÓÔ‰ÂÎfl˛˘Ëı
Ù‡ÍÚÓÓ‚ Ë Á̇ÌË ÚÓ„Ó, ˜ÚÓ ÒΉÛÂÚ
Ô‰ÔËÌflÚ¸ ‰Îfl ҂‰ÂÌËfl Í ÏËÌËÏÛÏÛ
Ëı ‚ÎËflÌËfl ËÎË ‰Îfl ÔÓÚË‚Ó‰ÂÈÒÚ‚Ëfl ÂÏÛ.
Ç ÔÓ¯ÎÓÏ ·˚ÎË ‡Á‡·ÓÚ‡Ì˚ ‡Á΢Ì˚ ÏÂÚÓ‰ËÍË ·Ó¸·˚ Ò ÓÚ‰ÂθÌ˚ÏË Ù‡ÍÚÓ‡ÏË, ‚ÌÓÒfl˘ËÏË Ò‚ÓÈ ‚Í·‰ ‚ ‚ÓÁÌËÍÌÓ‚ÂÌË ÏË„‡ˆËË „‡Á‡. çÓ ‰ÂÎÓ ‚ ÚÓÏ,
˜ÚÓ ÏË„‡ˆËfl „‡Á‡ ‚˚Á˚‚‡ÂÚÒfl ÏÌÓ„Ó˜ËÒÎÂÌÌ˚ÏË ‚Á‡ËÏÓÒ‚flÁ‡ÌÌ˚ÏË Ù‡ÍÚÓ‡ÏË.
ã˯¸ ÚÓθÍÓ ÒËÒÚÂχÚ˘ÂÒÍÓ ËÁÛ˜ÂÌËÂ
Í‡Ê‰Ó„Ó ËÁ ˝ÚËı Ù‡ÍÚÓÓ‚ ÏÓÊÂÚ Ó·Â˘‡Ú¸
·ÓΠËÎË ÏÂÌ ÛÒÔ¯ÌÓ ¯ÂÌË ÔÓ·ÎÂÏ˚. Ö‰ËÌÓ„Ó «˜Û‰Ó‰ÂÈÒÚ‚ÂÌÌÓ„Ó Ò‰ÒÚ‚‡» ‰Îfl ·Ó¸·˚ Ò ÏË„‡ˆËÂÈ „‡Á‡ ÌÂÚ.
Ç ˝ÚÓÈ Òڇڸ ‚ÌËχÌ˲ ˜ËÚ‡ÚÂÎfl Ô‰·„‡ÂÚÒfl ËÁÎÓÊÂÌË Ò„ӉÌfl¯ÌËı Á̇ÌËÈ Ó
ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ ̇ ÓÒÌÓ‚Â ÔÓÏ˚ÒÎÓ‚Ó„Ó
ÓÔ˚Ú‡ Ñ‡Û˝ÎÎ Ë ˝ÍÒÔÂËÏÂÌڇθÌ˚ı ‡·ÓÚ,
ÇÂÒ̇ 1998
‚˚ÔÓÎÌÂÌÌ˚ı ‚ äeÏ·ˉÊÒÍÓÏ ËÒÒΉӂ‡ÚÂθÒÍÓÏ ˆÂÌÚ òÎ˛Ï·ÂÊ ‚ ÄÌ„ÎËË.
åÌÓ„Ë ËÁ ˝ÚËı ˝ÍÒÔÂËÏÂÌڇθÌ˚ı ‡·ÓÚ
ÓÔÛ·ÎËÍÓ‚‡Ì˚ Ì ·˚ÎË.
Как обстоят дела
ìÒÔ¯ÌÓ ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌË ÒÍ‚‡ÊËÌ˚ Ò
ÔÓÚÂ̈ˇθÌÓÈ ÏË„‡ˆËÂÈ „‡Á‡ Ò‚flÁ‡ÌÓ Ò
¯ËÓÍËÏ ÒÔÂÍÚÓÏ Ô‡‡ÏÂÚÓ‚: ÔÎÓÚÌÓÒÚ¸ ‡ÒÚ‚Ó‡, Ú‡ÍÚË͇ Û‰‡ÎÂÌËfl ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, ˆÂÔÚÛ‡ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ (‚Íβ˜‡fl ÍÓÌÚÓθ ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜Ë Ë
Ò‚Ó·Ó‰ÌÓÈ ‚Ó‰˚ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡,
ÔÓˆÂÒÒ˚ „ˉ‡Ú‡ˆËË ˆÂÏÂÌÚ‡, ÒˆÂÔÎÂÌËÂ
ÏÂÊ‰Û ˆÂÏÂÌÚÓÏ-Ó·Ò‡‰ÌÓÈ ÍÓÎÓÌÌÓÈ-ÔÓÓ‰ÓÈ Ë ÏÂı‡Ì˘ÂÒÍË ҂ÓÈÒÚ‚‡ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó Í‡ÏÌfl (ËÒ. 1).
ïÓÚfl „‡Á ÏÓÊÂÚ ÔÓÌË͇ڸ ‚ Á‡ÚÛ·¸Â ‚
ÒËÎÛ fl‰‡ ˜ÂÚÍÓ ‚˚‰ÂÎflÂÏ˚ı ÏÂı‡ÌËÁÏÓ‚,
Ô‰ÔÓÒ˚ÎÍË ‰Îfl Ú‡ÍÓ„Ó ÔÓÌËÍÌÓ‚ÂÌËfl
Ó‰Ë̇ÍÓ‚˚. çÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ ÔÓfl‚ÎÂÌË ‰‚ËÊÛ˘ÂÈ ÒËÎ˚, ËÌˈËËÛ˛˘ÂÈ ÔÓÚÓÍ „‡Á‡ Ë
̇΢ˠ҂ӷӉÌÓ„Ó ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚‡ ‚ÌÛÚË
Á‡ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌÌÓ„Ó Á‡ÚÛ·¸fl ‰Îfl Á‡ÔÓÎÌÂÌËfl Â„Ó „‡ÁÓÏ. í‡Í‡fl ‰‚ËÊÛ˘‡fl ÒË· ÔÓfl‚ÎflÂÚÒfl, ÍÓ„‰‡ ‰‡‚ÎÂÌË ‚ Á‡ÚÛ·¸Â ‚ ÁÓÌÂ
„‡ÁÓÌÓÒÌÓ„Ó ËÌÚÂ‚‡Î‡ Ô‡‰‡ÂÚ ÌËÊ ‚Â΢ËÌ˚ ‰‡‚ÎÂÌËfl Ô·ÒÚÓ‚Ó„Ó „‡Á‡. Ä ÔÓÒÚ-
‡ÌÒÚ‚Ó ‰Îfl Á‡ÔÓÎÌÂÌËfl „‡ÁÓÏ ÏÓÊÂÚ Ì‡ıÓ‰ËÚ¸Òfl ‚ Ô‰Â·ı ˆÂÏÂÌÚÌÓÈ Ò‰˚ ËÎË
‚·ÎËÁË ÌÂÂ.
ÑÎfl ÔÓÌËχÌËfl ÚÓ„Ó, Í‡Í Ë ÔË Í‡ÍËı Ó·ÒÚÓflÚÂθÒÚ‚‡ı ÔÓËÒıÓ‰ËÚ ÔÓÌËÍÌÓ‚ÂÌËÂ
„‡Á‡, ÌËÊ ÔË‚Ó‰ËÚÒfl Í‡ÚÍËÈ Ó·ÁÓ ÓÒÌÓ‚Ì˚ı ÏÂı‡ÌËÁÏÓ‚, ‚Íβ˜‡fl „ˉ‡Ú‡ˆË˛
ˆÂÏÂÌÚ‡ Ë ÔÓÒÎÂ‰Û˛˘ÂÂ, ‚ ÂÁÛθڇÚ ÂÂ,
Ô‡‰ÂÌË ‰‡‚ÎÂÌËfl. èÂʉ ‚Ò„Ó, ÌË Ó‰Ì‡
ÒÚ‡Ú¸fl, ÔÓÒ‚fl˘ÂÌ̇fl ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡Ì˲, ÌÂ
ÏÓÊÂÚ Ò˜ËÚ‡Ú¸Òfl ËÒ˜ÂÔ˚‚‡˛˘ÂÈ, ÂÒÎË ‚
ÌÂÈ Ì ÔÓ‰˜ÂÍË‚‡ÂÚÒfl ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓÒÚ¸
ÔËÏÂÌÂÌËfl ‚˚ÒÓÍËı Òڇ̉‡ÚÓ‚ ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌËfl.2 ÑÎfl Ó·ÂÒÔ˜ÂÌËfl ˝ÙÙÂÍÚË‚ÌÓ„Ó
ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌËfl ‚ „‡ÁÓÌÓÒÌ˚ı Ô·ÒÚ‡ı ¯‡˛˘Û˛ Óθ Ë„‡˛Ú Ú‡ÍË Í‡ÂÛ„ÓθÌ˚Â
͇ÏÌË ˝ÚËı Òڇ̉‡ÚÓ‚, Í‡Í ÍÓÌÚÓθ
ÔÎÓÚÌÓÒÚË, Û‰‡ÎÂÌË ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ Ë
ˆÂÔÚÛ‡ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó, Ë ‚ÓÚ, ÔÓ˜ÂÏÛ:
1. Bol G, Grant H, Keller S, Marcassa F and de Rozieres J:
“Putting a Stop to Gas Channeling,” Oilfield Review 3,
no. 2 (April 1991): 35-43.
2. Bittleston S and Guillot D: “Mud Removal: Research
Improves Traditional Cementing Guidelines,” Oilfield
Review 3, no. 2 (April 1991): 44-54.
19
èÎÓÚÌÓÒÚ¸: äÓÌÚÓθ ‰‚ËÊÛ˘ÂÈ ÒËÎ˚ —
ɇÁ ÏÓÊÂÚ ÔÓÌË͇ڸ ‚ ˆÂÏÂÌÚÌÓ ÍÓθˆÓ
Ë ÏË„ËÓ‚‡Ú¸ ‚ ÌÂÏ ÚÓθÍÓ ÔË ÛÒÎÓ‚ËË,
˜ÚÓ Ô·ÒÚÓ‚Ó ‰‡‚ÎÂÌË ‚˚¯Â „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó Û ÒÚÂÌÍË ÒÚ‚Ó· ÒÍ‚‡ÊËÌ˚. ëΉӂ‡ÚÂθÌÓ, ‚ ͇˜ÂÒÚ‚Â ÔÂ‚ÂÈ¯Â„Ó Ú·ӂ‡ÌËfl ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ ÍÓÂÍÚÌÓ ‡ÒÒ˜ËÚ‡Ú¸
ÔÎÓÚÌÓÒÚ¸ ‡ÒÚ‚Ó‡, ˜ÚÓ·˚ Ì ‰ÓÔÛÒÚËÚ¸
ÔËÚÓÍ „‡Á‡ ‚Ó ‚ÂÏfl Á‡Í‡˜ÍË ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó
‡ÒÚ‚Ó‡. íÂÏ Ì ÏÂÌÂÂ, ËÏÂÂÚÒfl ÓÔ‡ÒÌÓÒÚ¸ ÔÓÚÂË ˆËÍÛÎflˆËË ËÎË ‡Á˚‚‡
Ô·ÒÚ‡, ÂÒÎË ÔÎÓÚÌÓÒÚ¸ ‡ÒÚ‚ÓÓ‚ ÒÎ˯ÍÓÏ ‚ÂÎË͇. äÓÏ ÚÓ„Ó, ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ Û˜ËÚ˚‚‡Ú¸ fl‚ÎÂÌË ҂ӷӉÌÓ„Ó Ô‡‰ÂÌËfl ËÎË
˝ÙÙÂÍÚ U-Ó·‡ÁÌÓÈ ÚÛ·ÍË, ÍÓÚÓ˚ ÏÓ„ÛÚ ËÏÂÚ¸ ÏÂÒÚÓ ‚Ó ‚ÂÏfl ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌËfl.3 èÓ˝ÚÓÏÛ ˆÂÏÂÌÚËÓ‚Ó˜Ì˚ ÓÔÂ‡ˆËË ÒΉÛÂÚ Ô·ÌËÓ‚‡Ú¸ Ò ÔÓÏÓ˘¸˛
ÍÓÏÔ¸˛ÚÂÌÓÈ ÔÓ„‡ÏÏ˚ ÏÓ‰ÂÎËÓ‚‡ÌËfl Á‡Í‡˜ÍË ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ Ò ÚÂÏ,
˜ÚÓ·˚ ‰‡‚ÎÂÌË ‚ ÍËÚ˘ÂÒÍËı ÁÓ̇ı ÓÒÚ‡‚‡ÎÓÒ¸ ‚ ÔÓÏÂÊÛÚÍ ÏÂÊ‰Û ÔÓÓ‚˚Ï ‰‡‚ÎÂÌËÂÏ Ë ‰‡‚ÎÂÌËÂÏ „ˉÓ‡Á˚‚‡ Í‡Í ‚Ó
‚ÂÏfl ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌËfl, Ú‡Í Ë Ò‡ÁÛ Ê ÔÓÒΠ̄Ó.
ã˛·˚ ÔÓ„¯ÌÓÒÚË ‚ ÔÎÓÚÌÓÒÚË, ‰ÓÔÛ˘ÂÌÌ˚ ÔË Á‡Ú‚ÓÂÌËË ‡ÒÚ‚Ó‡ ̇ ÔÓ‚ÂıÌÓÒÚË ÏÓ„ÛÚ ÔË‚ÂÒÚË Í ·Óθ¯ËÏ ËÁÏÂÌÂÌËflÏ ‚‡ÊÌÂȯËı Ô‡‡ÏÂÚÓ‚
‡ÒÚ‚Ó‡, ̇ÔËÏÂ, Â„Ó ÂÓÎÓ„ËË Ë ‚ÂÏÂÌË Òı‚‡Ú˚‚‡ÌËfl. çÂ‡‚ÌÓÏÂÌÓ ÔÂÂϯ˂‡ÌË ˆÂÏÂÌÚ‡ ̇ ÔÓ‚ÂıÌÓÒÚË ÏÓÊÂÚ ÔË‚ÂÒÚË Í ÙÓÏËÓ‚‡Ì˲ ‚ Á‡ÚÛ·¸Â
ÌÂÓ‰ÌÓÓ‰ÌÓ„Ó ÒÚÓη‡ ‡ÒÚ‚Ó‡, ˜ÚÓ, ‚
Ò‚Ó˛ Ó˜Â‰¸, ‚‰ÂÚ Í Ó҇ʉÂÌ˲ Ú‚Â‰ÓÈ
Ù‡Á˚, ÔÓfl‚ÎÂÌ˲ Ò‚Ó·Ó‰ÌÓÈ ‚Ó‰˚ ËÎË
ÔÂʉ‚ÂÏÂÌÌÓÏÛ Ó·‡ÁÓ‚‡Ì˲ ÔÂÂÏ˚˜ÂÍ ‚ ÌÂÍÓÚÓ˚ı ˜‡ÒÚflı Á‡ÚÛ·ÌÓ„Ó ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚‡. àÏÂÌÌÓ ÔÓ˝ÚÓÏÛ ‰Îfl Ôӂ‰ÂÌËfl
‚‡ÊÌ˚ı ˆÂÏÂÌÚËÓ‚Ó˜Ì˚ı ‡·ÓÚ ‚Ò ·Óθ¯Û˛ ÔÓÔÛÎflÌÓÒÚ¸ ÔËÓ·ÂÚ‡˛Ú ÒÓ‚ÂÏÂÌÌ˚ ÒËÒÚÂÏ˚ ÍÓÌÚÓÎËÛÂÏÓ„Ó ÔÓˆÂÒÒ‡ Á‡Ú‚ÓÂÌËfl, Ò ÔÓÏÓ˘¸˛ ÍÓÚÓ˚ı
ÏÓÊÌÓ ÓÒÛ˘ÂÒÚ‚ÎflÚ¸ ÔˆËÁËÓÌÌ˚È ÍÓÌÚÓθ ÔÎÓÚÌÓÒÚË ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡
(ËÒ. 2).
ñÂÏÂÌÚÌ˚È ‡ÒÚ‚Ó Ì ÏÓÊÂÚ ·ÂÁ„‡Ì˘ÌÓ ‰ÓÎ„Ó ÔÂ‰‡‚‡Ú¸ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓÂ
‰‡‚ÎÂÌËÂ. èÂÂıÓ‰ ÓÚ ÊˉÍÓ„Ó ÒÓÒÚÓflÌËfl,
ÓÔ‰ÂÎfl˛˘Â„Ó Ô·ÒÚÓ‚Ó ‰‡‚ÎÂÌËÂ, ‚ ÌÂÔÓÌˈ‡ÂÏÓ ڂÂ‰Ó ÒÓÒÚÓflÌË Ì ÔÓËÒıÓ‰ËÚ Ï„ÌÓ‚ÂÌÌÓ. ëΉӂ‡ÚÂθÌÓ, ËÏÂÂÚÒfl ÔÂËÓ‰ ‚ÂÏÂÌË, ‚ Ú˜ÂÌË ÍÓÚÓÓ„Ó
ˆÂÏÂÌÚ ÚÂflÂÚ ÒÔÓÒÓ·ÌÓÒÚ¸ ÔÂ‰‡‚‡Ú¸
‰‡‚ÎÂÌËÂ. çÂÁ‡‚ËÒËÏÓ ÓÚ ÚÓ„Ó, ̇ÒÍÓθÍÓ
Ú˘‡ÚÂθÌÓ ·˚Î ÒÔÓÂÍÚËÓ‚‡Ì ‡ÒÚ‚Ó
‰Îfl Û‡‚Ìӂ¯˂‡ÌËfl Ô·ÒÚÓ‚Ó„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl, ÓÌ ‚Ó‚Ò Ì ӷflÁ‡ÚÂθÌÓ ·Û‰ÂÚ ÔÂÔflÚÒÚ‚Ó‚‡Ú¸ ‚ÚÓÊÂÌ˲ „‡Á‡ ‚ Ú˜ÂÌËÂ
‚ÒÂ„Ó ÔÓˆÂÒÒ‡ „ˉ‡Ú‡ˆËË.
20
Рис. 2. Контролируемый процесс затворения. Смеситель VIP
Mixer подает высококонсистентные
цементные растворы.
(см. рис. 2a справа
внизу).
쉇ÎÂÌË ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡: ã„ÍËı
ÔÛÚÂÈ ÔÓıÓ‰‡ ‰Îfl „‡Á‡ ÌÂÚ — Ç ÒÎÛ˜‡Â,
ÂÒÎË ‚ Á‡ÚÛ·¸Â ÓÒÚ‡ÎËÒ¸ ͇̇Î˚ ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, ÚÓ ·ÓΠÌËÁÍË Á̇˜ÂÌËfl
‰Ë̇Ï˘ÂÒÍÓ„Ó Ì‡ÔflÊÂÌËfl Ò‰‚Ë„‡ ·ÛÓ‚˚ı ‡ÒÚ‚ÓÓ‚ ÏÓ„ÛÚ Ô‰ÓÔ‰ÂÎËÚ¸
ÔÂËÏÛ˘ÂÒÚ‚ÂÌÌ˚È ÔÛÚ¸ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡.
ÅÓΠÚÓ„Ó, ËÁ ͇̇ÎÓ‚ ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, ÔË Ëı ÒÓÔËÍÓÒÌÓ‚ÂÌËË Ò ˆÂÏÂÌÚÓÏ,
ÏÓÊÂÚ ÛÈÚË ‚Ó‰‡, ‡ ˝ÚÓ ÏÓÊÂÚ ÔË‚ÂÒÚË Í
ÔÓfl‚ÎÂÌ˲ ‚ ·ÛÓ‚ÓÏ ‡ÒÚ‚Ó Ú¢ËÌ ‚
ÂÁÛθڇÚ ӷ˙ÂÏÌÓÈ ÛÒ‡‰ÍË, ˜ÚÓ Ú‡ÍÊÂ
ÒÔÓÒÓ·ÒÚ‚ÛÂÚ Ó·‡ÁÓ‚‡Ì˲ ÔÛÚÂÈ ‰Îfl ‰‚ËÊÂÌËfl „‡Á‡. ÖÒÎË ÔÓÒΠÒı‚‡Ú˚‚‡ÌËfl ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ ÙËθÚ‡ˆËÓÌ̇fl ÍÓ͇
ÔÓÚÂflÂÚ ‚Ó‰Û, ÚÓ Ì‡ „‡Ìˈ ‡Á‰Â· ÔÓÓ‰‡-ˆÂÏÂÌÚ ÏÓÊÂÚ Ó·‡ÁÓ‚‡Ú¸Òfl ÍÓθˆÂ‚Ó ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó — ¢ ӉËÌ ÔÛÚ¸ ‰Îfl
ÏË„‡ˆËË „‡Á‡. ç‡ÔËÏÂ, ÔË 5%-È Ó·˙ÂÏÌÓÈ ÛÒ‡‰Í 2 ÏÏ ÙËθÚ‡ˆËÓÌÌÓÈ ÍÓÍË ÓÒÚ‡ÌÂÚÒfl Ò‚Ó·Ó‰ÌÓ ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó ‚
0,1 ÏÏ ¯ËËÌÓÈ, ӷ·‰‡˛˘Â «ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸˛» ÔÓfl‰Í‡ ÌÂÒÍÓθÍËı ‰‡ÒË.
ÑËÁ‡ÈÌ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡: è‡‚ËθÌ˚È ÔÓ‰·Ó ÍÓÏÔÓÌÂÌÚÓ‚ — LJÊÌÓ Á̇˜ÂÌË ËÏÂÂÚ ÍÓÌÚÓθ ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜Ë. Ç ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍËı ÛÒÎÓ‚Ëflı, ÔÓÒΠÁ‡Í‡˜ÍË
ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, ÌÂÍÓÌÚÓÎËÛÂÏ˚È
ÛıÓ‰ ‚Ó‰˚ ËÁ ‡ÒÚ‚Ó‡ ‚ Ô·ÒÚ ‚˚‡Ê‡ÂÚÒfl
‚ ÛÏÂ̸¯ÂÌËË Ó·˙Âχ. ùÚÓ ÒÌËʇÂÚ ‰‡‚ÎÂÌË ‚ ÒÚÓη ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ Ë Ó·‡ÁÛÂÚ Ò‚Ó·Ó‰ÌÓ ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó ‰Îfl ‚̉ÂÌËfl „‡Á‡.
ÑÓ Òı‚‡Ú˚‚‡ÌËfl ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡
Ò‚flÁ‡Ì̇fl ‚Ó‰‡ ̇ıÓ‰ËÚÒfl ‚ ÔÓ‰‚ËÊÌÓÏ
ÒÓÒÚÓflÌËË. èÓ˝ÚÓÏÛ ‚Ò„‰‡, ÍÓ„‰‡ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ‰‡‚ÎÂÌË ‚ Á‡ÚÛ·¸Â Ô‚˚¯‡ÂÚ Ô·ÒÚÓ‚Ó ‰‡‚ÎÂÌËÂ, ËÏÂÂÚ ÏÂÒÚÓ ÌÂÍÓÚÓ‡fl ÒÚÂÔÂ̸ ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜Ë. ùÚÓÚ ÔÓˆÂÒÒ
Á‡Ï‰ÎflÂÚÒfl, ÍÓ„‰‡ ̇ ÒÚÂÌÍ ÒÚ‚Ó· ÒÍ‚‡ÊËÌ˚ Ó·‡ÁÛÂÚÒfl ÌËÁÍÓÔÓÌˈ‡Âχfl
ÙËθÚ‡ˆËÓÌ̇fl ÍÓ͇, ËÎË ‚Ó‚Ò ÔÂÍ‡˘‡ÂÚÒfl ÔË ÛÒÚ‡ÌÓ‚ÎÂÌËË ‡‚ÌÓ‚ÂÒËfl
ÏÂÊ‰Û ‰‡‚ÎÂÌËÂÏ ‚ Á‡ÚÛ·¸Â Ë Ô·ÒÚÓ‚˚Ï
‰‡‚ÎÂÌËÂÏ. èÓÒΠÚÓ„Ó, Í‡Í Ú‡ÍÓ ‡‚ÌÓ‚ÂÒË ÛÒÚ‡ÌÓ‚ËÎÓÒ¸, β·Ó ËÁÏÂÌÂÌËÂ
Ó·˙Âχ ‚ÌÛÚË ˆÂÏÂÌÚ‡ ‚˚ÁÓ‚ÂÚ ÂÁÍÓÂ
Ô‡‰ÂÌË ÔÓÓ‚Ó„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl ‚ ˆÂÏÂÌÚÌÓÏ
‡ÒÚ‚Ó ËÎË ‡Á‚Ë‚‡˛˘ÂÈÒfl χÚˈ Ë
ËÌÚÂÌÒË‚Ì˚È ÔËÚÓÍ „‡Á‡. ç‰ÓÒÚ‡ÚÓ˜Ì˚È
ÍÓÌÚÓθ ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜Ë ‚ ÁÓÌ „‡ÁÓÌÓÒÌÓ„Ó
Ô·ÒÚ‡ ÏÓÊÂÚ ÛÒÍÓËÚ¸ ÒÌËÊÂÌË ÔÓÓ‚Ó„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl ‚ ˆÂÏÂÌÚÂ. ç ÏÂÌ ‚‡ÊÌÓ,
˜ÚÓ·˚ ˆÂÏÂÌÚÌ˚È ‡ÒÚ‚Ó ËÏÂÎ ÌËÁÍÓÂ
çÂÙÚ„‡ÁÓ‚Ó é·ÓÁÂÌËÂ
ËÎË ÌÛ΂ӠÒÓ‰ÂʇÌË ҂ӷӉÌÓÈ ‚Ó‰˚,
ÓÒÓ·ÂÌÌÓ ‚ ̇ÍÎÓÌÌÓ-̇Ô‡‚ÎÂÌÌ˚ı ÒÍ‚‡ÊË̇ı. èË Ó҇ʉÂÌËË ˜‡ÒÚˈ ˆÂÏÂÌÚ‡ ̇
ÌËÊÌÂÈ ÒÚÓÓÌÂ, ̇ ‚ÂıÌÂÈ ÒÚÓÓÌÂ
ÒÚ‚Ó· ÏÓÊÂÚ ÙÓÏËÓ‚‡Ú¸Òfl ÌÂÔÂ˚‚Ì˚È ‚Ó‰flÌÓÈ Í‡Ì‡Î, Ó·‡ÁÛ˛˘ËÈ ÔÓıÓ‰
‰Îfl ÏË„‡ˆËË „‡Á‡.
Как газ попадает в затрубное пространство
èÓÌËχÌË ÏÂı‡ÌËÁχ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ ÓÒÎÓÊÌflÂÚÒfl ˝‚ÓβˆËÂÈ ÒÚÓη‡ ˆÂÏÂÌÚ‡ ‚
Á‡ÚÛ·¸Â Ò Ú˜ÂÌËÂÏ ‚ÂÏÂÌË. Ç̇˜‡ÎÂ,
‡ÒÚ‚Ó Ô‰ÒÚ‡‚ÎflÂÚ ÒÓ·ÓÈ ÛÚflÊÂÎÂÌÌÛ˛
ÒÛÒÔÂÌÁ˲ Ú‚Â‰˚ı ˜‡ÒÚˈ, ÍÓÚÓ‡fl ÔÓÎÌÓÒÚ¸˛ ÔÂ‰‡ÂÚ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ‰‡‚ÎÂÌËÂ. èÓ ÏÂ ÒÚÛÍÚÛËÓ‚‡ÌËfl ‡ÒÚ‚Ó‡
Ó·‡ÁÛÂÚÒfl ‰‚ÛıÙ‡ÁÌ˚È Ï‡ÚÂˇÎ, ÒÓÒÚÓfl˘ËÈ ËÁ Ú‚Â‰Ó„Ó Í‡͇҇ Ò ÔÓÓ‚ÓÈ ÊˉÍÓÒÚ¸˛. Ç ÍÓ̈ ÍÓ̈ӂ, ÔÓˆÂÒÒ Òı‚‡Ú˚‚‡ÌËfl ‰ÓÒÚË„‡ÂÚ Ú‡ÍÓ„Ó ÏÓÏÂÌÚ‡, ÍÓ„‰‡
ˆÂÏÂÌÚ ÔËÓ·ÂÚ‡ÂÚ ÌÂÔÓÌˈ‡ÂÏÛ˛
Ú‚Â‰Û˛ ÙÓÏÛ. èÓÒΠÁ‡Í‡˜ÍË ‡ÒÚ‚Ó‡
„‡Á ÏÓÊÂÚ ÔÓÒÚÛÔ‡Ú¸ Á‡ Ò˜ÂÚ ‡ÁÌ˚ı ÏÂı‡ÌËÁÏÓ‚ ‚ ÒÓÓÚ‚ÂÚÒÚ‚ËË Ò ˝‚ÓβˆËÂÈ
ÒÓÒÚÓflÌËfl ˆÂÏÂÌÚ‡, ‰‡‚ÎÂÌËÂÏ, ‚ÓÁ‰ÂÈÒÚ‚Û˛˘ËÏ Ì‡ Ì„Ó, Ë ‰Û„ËÏË ‚ÌÛÚËÒÍ‚‡ÊËÌÌ˚ÏË Ù‡ÍÚÓ‡ÏË.
Время
Давление
ëÓÒÚÓflÌË ˆÂÏÂÌÚ‡ 1: èÎÓÚ̇fl ÒÛÒÔÂÌÁËfl Ú‚Â‰˚ı ˜‡ÒÚˈ — äÓ„‰‡ Á‡Í‡˜Í‡ ÔÂÍ‡˘‡ÂÚÒfl, ˆÂÏÂÌÚÌ˚È ‡ÒÚ‚Ó ‚ Á‡ÚÛ·¸Â
Ô‰ÒÚ‡‚ÎflÂÚ ÒÓ·ÓÈ ÔÎÓÚÌÛ˛ ÒÛÒÔÂÌÁ˲
Ú‚Â‰˚ı ˜‡ÒÚˈ, ÍÓÚÓ‡fl ÔÓÎÌÓÒÚ¸˛ ÔÂ‰‡ÂÚ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ‰‡‚ÎÂÌËÂ. ÖÒÎË ÔÓÓ‚Ó ‰‡‚ÎÂÌË ‚ Ô·ÒÚ Ì Ô‚˚¯‡ÂÚ ˝ÚÓ
„ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ‰‡‚ÎÂÌËÂ, ÚÓ „‡Á Ì ÔÓÒÚÛÔ‡ÂÚ. é‰Ì‡ÍÓ, ÔÓ˜ÚË Ò‡ÁÛ Ê ‰‡‚ÎÂÌËÂ
‚ Á‡ÚÛ·¸Â ̇˜Ë̇ÂÚ Ô‡‰‡Ú¸ ·Î‡„Ó‰‡fl ÒÓ˜ÂÚ‡Ì˲ ÒÚÛÍÚÛËÓ‚‡ÌËfl, ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜Ë Ë
Ó·˙ÂÏÌÓÈ ÛÒ‡‰ÍË ˆÂÏÂÌÚ‡.
ùÚÓ Ô‡‰ÂÌË ‰‡‚ÎÂÌËfl ÎÛ˜¯Â ‚ÒÂ„Ó ÓÔËÒ˚‚‡ÂÚÒfl ˝‚ÓβˆËÂÈ Ì‡ÔflÊÂÌËfl Ò‰‚Ë„‡
̇ ÒÚÂÌÍ (WSS), ÍÓÚÓÓ ̇˜Ë̇ÂÚ ÔÓ‰‰ÂÊË‚‡Ú¸ Á‡ÚÛ·Ì˚È ÒÚÓη ÔÓ ÏÂÂ
ÒÚÛÍÚÛËÓ‚‡ÌËfl ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡.
ÑÎfl ÚÓ„Ó, ˜ÚÓ·˚ ̇ÔflÊÂÌË ҉‚Ë„‡ ‡Á‚ËÎÓÒ¸ ‰Ó ÔÓÚË‚Ó‰ÂÈÒÚ‚Ëfl „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓÏÛ ‰‡‚ÎÂÌ˲, ̇ ÒÚÂÌ͇ı Á‡ÚÛ·¸fl ‰ÓÎÊ̇ ‚ÓÁÌËÍÌÛÚ¸ ‚ÂÚË͇θ̇fl ËÎË ÓÒ‚‡fl
‰ÂÙÓχˆËfl. ùÚ‡ ‰ÂÙÓχˆËfl Ó·ÛÒÎÓ‚ÎË‚‡ÂÚÒfl Û‰‡ÎÂÌËÂÏ Ï‡ÚÂˇ· ‚ ÔÓˆÂÒÒÂ
„ˉ‡Ú‡ˆËË Ë Òı‚‡Ú˚‚‡ÌËfl ˆÂÏÂÌÚ‡ —
„·‚Ì˚Ï Ó·‡ÁÓÏ ‚ ÂÁÛθڇÚ ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜Ë
Ë Ó·˙ÂÏÌÓÈ ÛÒ‡‰ÍË.
Плотность
жидкости
Сумм. расход ж-сти
Накопленн. объем
Сообщения
Начало закачки
буферной жидкости
Опрессовка линий
04:30:00
Окончание закачки
буферной жидкости
Начало закачки цем.р-ра
05:24:00
Окончание закачки
цементного раствора
Начало продавки
06:18:00
ÑÓÔÛÒ͇fl, ˜ÚÓ WSS ‡‚ÌÓ ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓÏÛ
̇ÔflÊÂÌ˲ Ò‰‚Ë„‡ (SGS) ‡ÒÚ‚Ó‡ Ë ÔË
˝ÚÓÏ ËÏÂÂÚÒfl ‰ÓÒÚ‡ÚӘ̇fl ÓÒ‚‡fl ‰ÂÙÓχˆËfl, ÏÓÊÌÓ ‚ÓÒÔÓθÁÓ‚‡Ú¸Òfl ÒÎÂ‰Û˛˘ËÏ ÛÔÓ˘ÂÌÌ˚Ï ‚˚‡ÊÂÌËÂÏ ‰Îfl ÓÔËÒ‡ÌËfl ÒÌËÊÂÌËfl „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó
‰‡‚ÎÂÌËfl ÔË ÒÚÛÍÚÛËÓ‚‡ÌËË ‡ÒÚ‚Ó‡:
∆P=SGS
4L
Dh - Dc
„‰Â ∆ê = ËÁÏÂÌÂÌË „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó
‰‡‚ÎÂÌËfl ÔÓ ‰ÎËÌ ÒÚÓη‡
SGS = ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ̇ÔflÊÂÌË ҉‚Ë„‡
Dh = ‰Ë‡ÏÂÚ ÒÚ‚Ó·
Dc = ̇ÛÊÌ˚È ‰Ë‡ÏÂÚ Ó·Ò‡‰ÌÓÈ
ÍÓÎÓÌÌ˚ (OD)
L = ‰ÎË̇ ÒÚÓη‡ ˆÂÏÂÌÚ‡.
èÓ ÏÂ Òı‚‡Ú˚‚‡ÌËfl ˆÂÏÂÌÚ‡ ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ̇ÔflÊÂÌË ҉‚Ë„‡ ÔÓÒÚÓflÌÌÓ ‡ÒÚÂÚ,
ÔË ˝ÚÓÏ ÒÍÓÓÒÚ¸ Â„Ó Û‚Â΢ÂÌËfl Á‡‚ËÒËÚ
ÓÚ ÔËÓ‰˚ ‡ÒÚ‚Ó‡. äÓ„‰‡ ‰‡‚ÎÂÌË ‚ Á‡ÚÛ·¸Â ÛÔ‡‰ÂÚ ÌËÊ ‰‡‚ÎÂÌËfl ‚ „‡ÁÓÌÓÒÌÓÏ Ô·ÒÚÂ, ÚÓ ÔÓfl‚ÎflÂÚÒfl ÔÓÚÂ̈ˇθ̇fl
‚ÓÁÏÓÊÌÓÒÚ¸ ‰Îfl ÔÓÌËÍÌÓ‚ÂÌËfl „‡Á‡. чÊ ÔË Ì‡Î˘ËË ÙËθÚ‡ˆËÓÌÌÓÈ ÍÓÍË
·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ ÏÂÊ‰Û ÔÓÓ‰ÓÈ Ë ˆÂÏÂÌÚÓÏ ‰ËÙÙÂÂ̈ˇθÌÓ ‰‡‚ÎÂÌË ÏÂÌ 7 Íè‡ ÏÓÊÂÚ ÔÓÁ‚ÓÎËÚ¸ ÔÓÌË͇ÌËÂ
„‡Á‡. ëÓÔÓÚË‚ÎÂÌË ‚̯ÌÂÈ ÙËθÚ‡ˆËÓÌÌÓÈ ÍÓÍË „‡ÁÓ‚ÓÏÛ ÔÓÚÓÍÛ Ó·ÛÒÎÓ‚ÎË‚‡ÂÚÒfl  ÔÓ˜ÌÓÒÚ¸˛ Ë ÒˆÂÔÎÂÌËÂÏ Ò ÔÓ‚ÂıÌÓÒÚ¸˛ ÔÓÓ‰˚, ÍÓÚÓ˚ ӷ·‰‡˛Ú
ÓÚÌÓÒËÚÂθÌÓ ÌËÁÍËÏË Á̇˜ÂÌËflÏË ‰Îfl ·ÛÓ‚˚ı ‡ÒÚ‚ÓÓ‚ Ë ˜ËÒÚ˚ı ˆÂÏÂÌÚÓ‚.
ùÚÓ ‰‡ÂÚ Ó·˙flÒÌÂÌË ‰‚ËÊÛ˘ÂÈ ÒËÎÂ, ÌÓ
‰Îfl ÔÓÌËÍÌÓ‚ÂÌËfl „‡Á‡ ÌÛÊÌÓ Â˘Â Ë Ò‚Ó·Ó‰ÌÓ ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó ‚ÌÛÚË Á‡ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌÌÓ„Ó Á‡ÚÛ·¸fl. í‡ÍÓ ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó
ÒÓÁ‰‡ÂÚÒfl ‚ ÂÁÛθڇÚ ÛÒ‡‰ÍË, ÍÓÚÓ‡fl
‚ÓÁÌË͇ÂÚ ËÁ-Á‡ ÚÓ„Ó, ˜ÚÓ Ó·˙ÂÏ „ˉ‡ÚËÓ‚‡ÌÌÓÈ Ù‡Á˚ Ó·˚˜ÌÓ ÏÂ̸¯Â Ó·˙Âχ
ÔÂ‚Ó̇˜‡Î¸Ì˚ı ‚ÒÚÛÔ‡˛˘Ëı ÏÂÊ‰Û ÒÓ·ÓÈ ‚ Â‡ÍˆË˛ χÚÂˇÎÓ‚. ùÚ‡ ÒÛÏχ̇fl ÛÒ‡‰Í‡ ‰ÂÎËÚÒfl ÏÂÊ‰Û ‚̯ÌÂÈ Ó·˙ÂÏÌÓÈ ÛÒ‡‰ÍÓÈ — ÏÂÌ 1% Ë Ï‡Ú˘Ì˚Ï
‚ÌÛÚÂÌÌËÏ ÒʇÚËÂÏ, Ô‰ÒÚ‡‚Îfl˛˘ËÏ ÓÚ
4 ‰Ó 6% Ó·˙Âχ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡.4
(ÔÓ‰ÓÎÊÂÌËÂ ÒÏ. ÒÚ. 23)
07:12:00
час:мин:сек 0
Прекратить вытеснение
Поймать стоп
Стравливание давления
Бар
300 0
Ед. уд. веса
3 0
0
м3
л/мин
95
950
Рис. 2a. Компьютерная запись демонстрирует стабильность плотности раствора в течение
всей операции.
ÇÂÒ̇ 1998
3. ë‚Ó·Ó‰ÌÓ ԇ‰ÂÌË ˆÂÏÂÌÚ‡ ËÎË ˝ÙÙÂÍÚ U-Ó·‡ÁÌÓÈ ÚÛ·ÍË ÔÓËÒıÓ‰flÚ, ÍÓ„‰‡ ÔÓ‰ ‚ÓÁ‰ÂÈÒÚ‚ËÂÏ
Ò‚ÓÂ„Ó ‚ÂÒ‡ ‡ÒÚ‚Ó Ô‡‰‡ÂÚ ·˚ÒÚÂÂ, ˜ÂÏ ÔÓ‰ ‚ÓÁ‰ÂÈÒÚ‚ËÂÏ Á‡Í‡˜ÍË. ùÚÓ ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ Û˜ËÚ˚‚‡Ú¸ ÔË
‡Ò˜ÂÚ ÒÍÓÓÒÚË ‚˚ÚÂÒÌÂÌËfl Ë ÂÊËχ Á‡Í‡˜ÍË
ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡.
4. Parcevaux PA and Sault PH: “Cement Shrinkage and
Elasticity: A New Approach for a Good Zonal Isolation,” paper SPE 13176, presented at the 59th SPE
Annual Technical Conference and Exhibition, Houston, Texas, USA, September 16-19, 1984.
21
Зависимость предела прочности на сжатие от крепости цемента:
Краткий обзор
Предел прочности на сжатие материала описы-
Например, рассмотрим два материала X и
вает силы, при которых материал разрушается
Y, имеющих одинаковый предел прочности на
следовательском Центре Шлюмберже в Кемб-
при приложении к нему нагрузки на сжатие
сжатие. Материал Х обладает намного мень-
ридже с помощью оборудования для испыта-
(рис. справа). Когда нагрузку на сжатие прила-
шей деформацией до разрушения, чем мате-
ний материала на изгиб в трех точках (рис.
гают к образцу хрупкого, упругого материала
риал Y, содержащий латекс. Следовательно,
внизу). Образец цемента помещается на две
такому, например, как цементный камень, то
материал Y может деформироваться и далее,
нижние неподвижные призматические опоры,
напряжение растет линейно с деформацией
поглощая больше энергии до того, как дать
а верхняя подвижная призматическая опора
(смещением) до тех пор, пока не начнется раз-
трещину. Материал Y крепче материала Х.
опускается вниз до разрушения образца. Обо-
витие микротрещин и разрывов.
Это — прогрессирующий механизм; на гра-
Поведение цемента при сжатии. Нагрузка
Подобного рода данные были собраны в Ис-
рудование сконструировано таким образом,
или напряжение, при котором происходит
что образец всегда разрушается при растяже-
фике отношения напряжения к деформации он
полное разрушение, определяет предел
нии. Деформация (вытеснение) и нагрузка (на-
проявляет себя в виде перехода от линейно —
прочности материала на сжатие. С другой
пряжение) регистрируются на компьютере.
пропорциональной зависимости между напря-
стороны, «крепость» указывает на способ-
жением и деформацией к нелинейному участку
ность материала к деформации и поглоще-
кривой вблизи точки разрушения. Когда тре-
нию энергии до начала инициирования тре-
щины срастаются между собой и достигают
щин и их прорастания.
критического размера, образец дает трещину в
1. Ситуация эта несколько сложнее, так как инициирование и прорастание трещин обусловливаются отличающимися друг от друга физическими
явлениями, зависящими от структуры материала.
силу сложного механизма, обусловленного условиями напряжения на поверхности раздела и
геометрической формой образца.
é·ÓÛ‰Ó‚‡ÌËÂ
‰Îfl ËÒÔ˚Ú‡ÌËfl ̇ Ò„Ë· ‚ ÚÂı ÚӘ͇ı
Сравним это с описанием «крепости» цемента. В упрощенном виде крепость описывает
свойство материала противостоять инициированию и прорастанию трещины в определенной
ориентации.1
В количественном плане
предел крепости определяется как энергия,
необходимая для прорастания трещины единицы ширины на единицу длины.
Верхняя подвижная
призматическая опора
Образец
Неподвижные
призматические
опоры
Без учета математических подробностей
«крепость» аналогичных материалов можно
Датчик смещения
вполне представить как участок (А) под кривой зависимости деформации-наряжения до
точки разрушения. Этот участок может меняться в зависимости от «крепости» испытуемого материала.
Испытание на сгиб в трех точках. Оборудование сконструировано таким образом, что образец всегда разрушается
при растяжении. Деформация (смещение) и нагрузка (напряжение) регистрируются на компьютере.
22
çÂÙÚ„‡ÁÓ‚Ó é·ÓÁÂÌËÂ
Сжимающая нагрузка
Разрушение
Цемент
Предел
прочности
на сжатие
Напряжение
Напряжение
Предел
прочности
на сжатие
X
Поведение цемента при сжатии. Нагрузка или напряжение,
при котором происходит полное разрушение, определяет
предел прочности материала
на сжатие. С другой стороны,
«крепость» указывает на способность материала к деформации и поглощению энергии
до начала инициирования трещин и их прорастания.
Y
AA’
Деформация
Деформация
Участок, показывающий крепость
Микротрещины
развиваются под
растягивающей
нагрузкой и приводят к
разрушению, если
имеют возможность к
прорастанию и
сообщению между
собой.
Пузырьковое
течение
Снарядное
течение
Однородный
цемент (X)
Течение по
границам
раздела сред
Цемент
с латексом (Y)
Поднимающийся
сфероид
èÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸ — ¢ ·ÓΠÒÎÓÊÌ˚È
‚ÓÔÓÒ. äÓ„‰‡ ̇˜Ë̇ÂÚÒfl ÒÚÛÍÚÛËÓ‚‡ÌËÂ, ˆÂÏÂÌÚÌ˚È ‡ÒÚ‚Ó ÏÓÊÌÓ ‡ÒÒχÚË‚‡Ú¸ Í‡Í ÔÒ‚‰ÓÔÓËÒÚÛ˛ ÒÂ‰Û ÔÓ͇
‰‡‚ÎÂÌË ÒÓ ÒÚÓÓÌ˚ Ô·ÒÚÓ‚˚ı Ùβˉӂ,
ÍÓÚÓÓÏÛ ÓÌ ÔÓÚË‚ÓÒÚÓËÚ, ÏÂ̸¯Â „Ó
‚ÌÛÚÂÌÌÂÈ ÔÓ˜ÌÓÒÚË. í‡ÍËÏ Ó·‡ÁÓÏ,
‰‡Ê ÂÒÎË ÒÙÓÏËÓ‚‡Î‡Ò¸ Î˯¸ ˜‡ÒÚ˘̇fl ÒÚÛÍÚÛ‡ Ë ÒÚÓη ˆÂÏÂÌÚ‡ Ì ÏÓÊÂÚ
ÔÓÎÌÓÒÚ¸˛ Ò‡Ï Ò·fl ÔÓ‰‰ÂÊË‚‡Ú¸ Ò ÚÓ˜ÍË
ÁÂÌËfl Â„Ó ÚÂÍÛ˜Ëı Ò‚ÓÈÒÚ‚, ÛÊ ÏÓÊÌÓ
„Ó‚ÓËÚ¸, ˜ÚÓ ÓÌ Ó·Î‡‰‡ÂÚ ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸˛. ñÂÏÂÌÚÌ˚ ‡ÒÚ‚Ó˚ ÔÓfl‚Îfl˛Ú ‡Á‚Ë‚‡˛˘ËÈÒfl Ô‰ÂÎ ÚÂÍÛ˜ÂÒÚË, ÍÓÚÓ˚È
ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ ÔÂÓ‰ÓÎÂÚ¸, ÔÂʉ ˜ÂÏ „‡Á
«ÔÓÒÓ˜ËÚÒfl» ‚ ‡ÒÚ‚Ó, Ë ‚ÓÁÌËÍÌÂÚ „‡ÁÓ‚˚È ÔÓÚÓÍ. Ç Á‡‚ËÒËÏÓÒÚË ÓÚ ÒÓÒÚÓflÌËfl
‡ÒÚ‚Ó‡ „‡Á ÏÓÊÂÚ ÏË„ËÓ‚‡Ú¸ ‚ ‚ˉÂ
ÏËÍÓÔÓÒ‡˜Ë‚‡ÌËfl, ÔÛÁ˚¸ÍÓ‚ ËÎË Ô‡˜ÂÍ. éÚ‚ÂʉÂÌË ‡ÒÚ‚Ó‡ ÔÓÌËʇÂÚ
ÒÔÓÒÓ·ÌÓÒÚ¸ „‡Á‡ Í ‚ÚÓÊÂÌ˲. CÍÓÓÒÚ¸
Ë ÒÚÂÔÂ̸ ‡Á‚ËÚËfl Ô‰Â· ÚÂÍÛ˜ÂÒÚË ‚Ó
‚ÂÏfl ‚ıÓʉÂÌËfl „‡Á‡ Ó·ÛÒÎÓ‚ÎË‚‡˛Ú
ÙÓÏÛ, ‚ ÍÓÚÓÓÈ ÔÓËÒıÓ‰ËÚ Ú˜ÂÌË „‡Á‡. ɇÁ ÏÓÊÂÚ ‚ıÓ‰ËÚ¸ ‚ ÔÓËÒÚÓÒÚ¸ ÒÚÛÍÚÛËÓ‚‡ÌÌÓÈ Ò‰˚ Ë ÔÓÚÂ͇ڸ ˜ÂÂÁ
ÌÂÂ, Ì ÔÓËÁ‚Ó‰fl ‚ ÌÂÈ ÌË͇ÍËı ‡Á˚‚Ó‚ — ˝ÚÓ ÏËÍÓÔÓÒ‡˜Ë‚‡ÌËÂ. ɇÁ ÏÓÊÂÚ
Ú‡ÍÊ ÔÓ‰‚Ë„‡Ú¸Òfl ÔÓ Í‡Ì‡Î‡Ï ‚‰Óθ
„‡Ìˈ ‡Á‰Â· ÏÂÊ‰Û Ó·Ò‡‰ÌÓÈ ÍÓÎÓÌÌÓÈ Ë ÔÓÓ‰ÓÈ ‚ ‚ˉ ÔÛÁ˚¸ÍÓ‚ ËÎË Ò̇fl‰Ó‚, ‡Á˚‚‡fl ÒÚÛÍÚÛËÓ‚‡ÌÌÛ˛ ÒÂ‰Û ‡ÒÚ‚Ó‡, ËÎË ‚ ‚ˉ ÔÛÁ˚¸ÍÓ‚,
ÔËÎËÔ‡˛˘Ëı Í Ó‰ÌÓÈ ËÁ ÔÓ‚ÂıÌÓÒÚÂÈ
Á‡ÚÛ·ÌÓ„Ó ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚‡. ÖÒÎË ÔÓ‰ÌËχ˛˘ËÈÒfl „‡Á Ì ÓÚ˚‚‡ÂÚÒfl ÓÚ ËÒÚÓ˜ÌË͇
Â„Ó ÔËÚÓ͇, ÚÓ ÔË ÔÓıÓʉÂÌËË ˜ÂÂÁ
ˆÂÏÂÌÚÌ˚È ‡ÒÚ‚Ó ÓÌ ÏÓÊÂÚ ÔËÌËχڸ
ÙÓÏÛ ÒÙÂÓˉ‡ (ËÒ. 3).
Рис. 3. Миграция газа в вязко-упругой жидкости. Помимо пузырькового потока, газ может протекать через цемент различными способами. Он может подниматься в форме снарядов (это
видно на примере экспериментов, проведенных в Исследовательском центре Шлюмберже в Кембридже), протекать по каналам вдоль границ раздела цемент/порода и цемент/обсадная
колонна или в форме поднимающихся сфероидов, где почти
сферическая камера соединяется с пластом через «пуповину».
ÇÂÒ̇ 1998
23
24
ÇÌÛÚÂÌÌflfl ÛÒ‡‰Í‡ ÒÓÁ‰‡ÂÚ ‚ ˆÂÏÂÌÚÂ
‚ÚÓ˘ÌÛ˛ ÔÓËÒÚÓÒÚ¸, ÒÙÓÏËÓ‚‡ÌÌÛ˛
‚ ÓÒÌÓ‚ÌÓÏ ËÁ ÔÓ‚Ó‰fl˘Ëı ÔÓ. Ç ÚÓ ÊÂ
‚ÂÏfl, ‚ ÒËÎÛ „ˉ‡Ú‡ˆËË ÌÂÔÂ˚‚ÌÓ
ÛÏÂ̸¯‡ÂÚÒfl Ó·˙ÂÏ ‚Ó‰˚, ‡  ÒÔÓÒÓ·ÌÓÒÚ¸ ÔÓÚÂ͇ڸ ˜ÂÂÁ ÔÓ˚ ÒÌËʇÂÚÒfl ‚
ÂÁÛθڇÚ ‰ÂÈÒÚ‚Ëfl ıËÏ˘ÂÒÍËı Ë Í‡ÔËÎÎflÌ˚ı ÒËÎ. àÁ-Á‡ ÛÒ‡‰ÍË Ë ÛÏÂ̸¯ÂÌËfl
Ó·˙Âχ ‚Ó‰˚ ÂÁÍÓ ÔÓÌËʇÂÚÒfl „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ‰‡‚ÎÂÌËÂ, Ó͇Á˚‚‡ÂÏÓ ˆÂÏÂÌÚÓÏ Ì‡ ÔÓÓ‰Û.
ç‡ ˝ÚÓÈ ÒÚ‡‰ËË ‰ÂÈÒÚ‚Û˛Ú ‰‚‡ ÒÛ˘ÂÒÚ‚ÂÌÌÓ ÓÚ΢‡˛˘ËıÒfl ‰Û„ ÓÚ ‰Û„‡ ÏÂı‡ÌËÁχ ‚ÚÓÊÂÌËfl „‡Á‡, Á‡‚ËÒfl˘Ëı ÓÚ
ÔÓ˜ÌÓÒÚË Ú‚Â‰ÓÈ ÒÚÛÍÚÛ˚ Ë Î„ÍÓÒÚË,
Ò ÍÓÚÓÓÈ ÔÓÓ‚‡fl ÊˉÍÓÒÚ¸ ÏÓÊÂÚ ÔÓ‰‡‚ÎË‚‡Ú¸Òfl ˜ÂÂÁ ÔÓ˚ ˆÂÏÂÌÚ‡ ‚ıÓ‰fl˘ËÏ „‡ÁÓÏ. ç‡ ‡ÌÌÂÈ ÒÚ‡‰ËË Òı‚‡Ú˚‚‡ÌËfl ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, ÔÓ͇ ˆÂÏÂÌÚ
ËÏÂÂÚ Â˘Â Ò··Û˛ Ú‚Â‰Û˛ ÒÚÛÍÚÛÛ, ÓÒÚ‡ÂÚÒfl ‚ÓÁÏÓÊÌÓÒÚ¸ Ó·‡ÁÓ‚‡ÌËfl flÁ˚ÍÓ‚
ËÎË ‚flÁÍÓ ÛÔÛ„Ëı Ú¢ËÌ. èÓÁ‰ÌÂÂ,
Ú‚Â‰‡fl ÒÚÛÍÚÛ‡ ÒÚ‡ÌÓ‚ËÚÒfl ‰ÓÒÚ‡ÚÓ˜ÌÓ
ÔÎÓÚÌÓÈ Ë ÔÓ˜ÌÓÈ, ˜ÚÓ·˚ ÔÓÚË‚ÓÒÚÓflÚ¸
˝ÚÓÏÛ ˝ÙÙÂÍÚÛ, ‡ ‚ÚÓÊÂÌË „‡Á‡ Ë ÔÓÒÎÂ‰Û˛˘Â Á‡ ÌËÏ Ú˜ÂÌË ӄ‡Ì˘˂‡˛ÚÒfl ÌÂÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸˛ Ú‚Â‰ÓÈ ÒÚÛÍÚÛ˚
‰Îfl ÔÓÓ‚˚ı ÊˉÍÓÒÚÂÈ. íÂÔÂ¸ Ú˜ÂÌËÂ
„‡Á‡ ÔÓ Í‡Ì‡ÎÛ ÒÓÓ·˘‡˛˘ËıÒfl ÏÂÊ‰Û ÒÓ·ÓÈ Ë Á‡ÔÓÎÌÂÌÌ˚ı ÊˉÍÓÒÚ¸˛ ÔÓ ˆÂÏÂÌÚ‡ Ò‰ÂÊË‚‡ÂÚÒfl Ú˜ÂÌËÂÏ ˝ÚÓÈ ÔÓÓ-
Доля соединенных между собой пор, %
ê‡ÁÏÂ ÔÛÁ˚¸ÍÓ‚ ‚ıÓ‰fl˘Â„Ó ‚ Á‡ÚÛ·¸Â
„‡Á‡ ÓÔ‰ÂÎflÂÚÒfl ‡ÁÏÂÓÏ ÛÒÚ¸fl ÔÓ ˆÂÏÂÌÚ‡ Ë ÔÓ‚ÂıÌÓÒÚÌ˚Ï Ì‡ÚflÊÂÌËÂÏ ÏÂÊ‰Û „‡ÁÓÏ Ë ‡ÒÚ‚ÓÓÏ. äÓ„‰‡ ÔÛÁ˚¸ÍË ÔÓÔ‡‰‡˛Ú ‚ Á‡ÚÛ·¸Â, Ëı ·ÓΠÌËÁ͇fl
ÔÎÓÚÌÓÒÚ¸ ÒÓÁ‰‡ÂÚ ‰‚ËÊÛ˘Û˛ ÒËÎÛ —
ÔÓ‰˙ÂÏÌÛ˛ ÒËÎÛ — ÔÓ‰ÌËχ˛˘Û˛ Ëı
‚‚Âı ÔÓ Á‡ÚÛ·¸˛ ˜ÂÂÁ Ëϲ˘ËÂÒfl ͇̇Î˚. èÓÚÓÍ ÔÛÁ˚¸ÍÓ‚ „‡Á‡ ÍÓÌÚÓÎËÛÂÚÒfl ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍËÏ Ì‡ÔflÊÂÌËÂÏ Ò‰‚Ë„‡
‡ÒÚ‚Ó‡ Ë ËÏ Ê ӄ‡Ì˘˂‡ÂÚÒfl ̇ ‡ÌÌÂÈ ÒÚ‡‰ËË ‡Á‚ËÚËfl ‡ÒÚ‚Ó‡. äÓ„‰‡ ̇ÔflÊÂÌË ҉‚Ë„‡ ‡ÒÚ‚Ó‡ ÒÚ‡ÌÓ‚ËÚÒfl
·Óθ¯Â 25 è‡, ÔÓÚÓÍ ÔÛÁ˚¸ÍÓ‚ ÔÂÍ‡˘‡ÂÚÒfl.5
èË ‚˚ÒÓÍËı Á̇˜ÂÌËflı Ô‰ÂθÌÓ„Ó Ì‡ÔflÊÂÌËfl Ò‰‚Ë„‡ Ôӂ‰ÂÌË ‡ÒÚ‚Ó‡ ͇Í
‚flÁÍÓÈ ÒÛÒÔÂÌÁËË ÏÂÌflÂÚÒfl ̇ Ôӂ‰ÂÌËÂ
‚flÁÍÓ-ÛÔÛ„ÓÈ ÒÛÒÔÂÌÁËË, Ë ‚ÓÁÏÓÊÌÓÒÚ¸
‚ÓÁÌËÍÌÓ‚ÂÌËfl ÔÓÚÓ͇ ˜ÂÂÁ «flÁ˚ÍË» ‚flÁÍÓÒÚË ËÎË ˜ÂÂÁ ‚flÁÍÓ-ÛÔÛ„Ë Ú¢ËÌ˚
‚ÓÁ‡ÒÚ‡ÂÚ.6 ê‡ÁÌÓÒÚ¸ ‰‡‚ÎÂÌËÈ — Ô·ÒÚÓ‚Ó„Ó Ë ‚ Á‡ÚÛ·¸Â — ÒÓ˜ÂÚ‡ÂÚÒfl Ò ‡Á‚Ë‚‡˛˘ÂÈÒfl ÛÔÛ„ÓÒÚ¸˛, Ó·ÛÒÎÓ‚ÎË‚‡fl ÒÍÓÓÒÚ¸ ‰ÂÙÓχˆËË Ë ‚ÌÛÚÂÌÌ˛˛
·ÍÒ‡ˆË˛. àı ÓÚÌÓÒËÚÂθÌ˚ Á̇˜ÂÌËfl
ÓÔ‰ÂÎfl˛Ú ÔÂÂıÓ‰ ÓÚ flÁ˚͇ Í Ú¢ËÌÂ.7
èÂÂıÓ‰ Í Ú¢ËÌ ËÌÚÂÌÒËÙˈËÛÂÚÒfl,
ÂÒÎË Á‡ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌÌÓ Á‡ÚÛ·¸Â ÒÓ‰ÂÊËÚ ‚ÌÛÚÂÌÌ ‡ÒÚfl„Ë‚‡˛˘Â ÛÒËÎËÂ,
‚˚Á˚‚‡ÂÏÓ ̇ÔflÊÂÌËÂÏ ÛÒ‡‰ÍË, ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜ÂÈ ËÎË ÍÓη‡ÌËflÏË ‰‡‚ÎÂÌËfl ‚ Ó·Ò‡‰ÌÓÈ ÍÓÎÓÌÌÂ. íÂÔÂ¸ „‡Á ÏÓÊÂÚ ‚˚Á‚‡Ú¸
‡Á‡ÒÚ‡ÌË Ú¢ËÌ, ÙÓÏËÛfl ·˚ÒÚÓ
Û‰ÎËÌfl˛˘ËÈÒfl „‡ÁÓ‚˚È Í‡Ì‡Î. ÉˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ‰‡‚ÎÂÌË ·Û‰ÂÚ ÔÓ‰ÓÎʇڸ ÒÌËʇڸÒfl ÔÓ ÏÂ ÚÓ„Ó, Í‡Í ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ̇ÔflÊÂÌË ҉‚Ë„‡ (Ë ÂÁÛθÚËÛ˛˘ÂÂ
̇ÔflÊÂÌË ҉‚Ë„‡ ̇ ÒÚÂÌÍÂ) ‡ÁÓ‚¸˛ÚÒfl
‰Ó ‚Â΢ËÌ, ‰ÓÒÚ‡ÚÓ˜Ì˚ı ‰Îfl ÔÓ‰‰ÂʇÌËfl
‚ÂÒ‡ ÒÚÓη‡ ˆÂÏÂÌÚ‡. íÂÔÂ¸ ˆÂÏÂÌÚÌ˚È
‡ÒÚ‚Ó ‰ÓÒÚË„ Ò‚ÓÂ„Ó ‚ÚÓÓ„Ó ÒÓÒÚÓflÌËfl.
ëÓÒÚÓflÌË ˆÂÏÂÌÚ‡ 2: Ñ‚ÛıÙ‡ÁÌ˚È Ï‡ÚÂˇΠ— äÓ„‰‡ ˆÂÏÂÌÚÌ˚È ÒÚÓη ÔÓÎÌÓÒÚ¸˛ ‰ÓÒÚË„ÌÂÚ ÒÓÒÚÓflÌËfl Ò‡ÏÓÔÓ‰‰ÂÊÍË, ÏÓÊÌÓ Ò˜ËÚ‡Ú¸, ˜ÚÓ ÓÌ ‡·ÓÚ‡ÂÚ Í‡Í
χÚˈ‡ Ò‚flÁ‡ÌÌ˚ı ÏÂÊ‰Û ÒÓ·ÓÈ Ú‚Â‰˚ı
˜‡ÒÚˈ, ÒÓ‰Âʇ˘‡fl ÊˉÍÛ˛ Ù‡ÁÛ. ëı‚‡Ú˚‚‡ÌË ‡ÒÚ‚Ó‡ ÔÓ‰ÓÎʇÂÚÒfl, ‡ „ˉ‡Ú‡ˆËfl ÛÒÍÓflÂÚÒfl. ч‚ÎÂÌË (ÚÂÔÂ¸ ˝ÚÓ
ÔÓÓ‚Ó ‰‡‚ÎÂÌËÂ) ÔÓ‰ÓÎʇÂÚ ÒÌËʇڸÒfl
ÔÓ ÏÂ ÔÓ„ÎÓ˘ÂÌËfl ‚Ó‰˚ „ˉ‡Ú‡ˆËÂÈ ˆÂÏÂÌÚ‡. ùÚÓ ‚‰ÂÚ Í ‡·ÒÓβÚÌÓÏÛ ÛÏÂ̸¯ÂÌ˲ Ó·˙Âχ ËÎË ÛÒ‡‰Í ‚ÌÛÚÂÌÌÂÈ Ï‡Úˈ˚ ˆÂÏÂÌÚ‡ ‰Ó 6%. ÅÓΠÚÓ„Ó, ̇ ˝ÚÓÈ
ÒÚ‡‰ËË ÔÓËÒıÓ‰ËÚ ·Óθ¯‡fl ˜‡ÒÚ¸ ÛÒ‡‰ÍË,
˜ÚÓ ‚‰ÂÚ Í Ú‡Ì„Â̈ˇθÌ˚Ï ‡Á˚‚Ì˚Ï
̇ÔflÊÂÌËflÏ ‚ Á‡ÚÛ·¸Â, ÍÓÚÓ˚ ÏÓ„ÛÚ
ÒÔÓÒÓ·ÒÚ‚Ó‚‡Ú¸ ËÌˈËËÓ‚‡Ì˲ Ú¢ËÌ Ë
̇Û¯ÂÌ˲ ÒˆÂÔÎÂÌËfl ÏÂÊ‰Û ˆÂÏÂÌÚÓÏ Ë
Ó·Ò‡‰ÌÓÈ ÍÓÎÓÌÌÓÈ ËÎË ÔÓÓ‰ÓÈ.
‚ÓÈ ÊˉÍÓÒÚË ÔÓ ÏÂ Â ‚˚ÚÂÒÌÂÌËfl ˜ÂÂÁ ÒËÒÚÂÏÛ ÔÓ, ‡ Ú‡ÍÊÂ Ë ÒÓ‰ËÌÂÌÌÓÒÚ¸˛ ͇̇· (ËÒ. 4).
èÓÌËÍÌÛ‚ ‚ ÔÓÓ‚Ó ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó, „‡Á
ÏÓÊÂÚ Ì‡˜‡Ú¸ ÔÓ‰ÌËχڸÒfl ‚‚Âı ·Î‡„Ó‰‡fl ÔÓ‰˙ÂÏÌÓÈ ÒËÎÂ. àÎË Ì‡Ó·ÓÓÚ: ÂÒÎË
‚ıÓ‰fl˘ËÈ „‡Á ÔÓ‰ÓÎʇÂÚ Ì‡ıÓ‰ËÚ¸Òfl ‚Ó
‚Á‡ËÏÓÒ‚flÁË Ò „‡ÁÓÌÓÒÌ˚Ï Ô·ÒÚÓÏ ˜ÂÂÁ
ÔÓÓ‚Ó ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó ˆÂÏÂÌÚ‡, ÚÓ ·ÓÎÂÂ
‚˚ÒÓÍÓ ‰‡‚ÎÂÌË ‚ Ô·ÒÚ ÏÓÊÂÚ ÔÓÚ‡ÎÍË‚‡Ú¸ „‡Á ‰‡Î¸¯Â ‚ Á‡ÚÛ·ÌÓ ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó. ÖÒÎË ‰‡‚ÎÂÌË „‡Á‡ ‚˚¯Â ÏËÌËχθÌÓ„Ó Ô‰Â· ÔÓ˜ÌÓÒÚË ˆÂÏÂÌÚ‡ ̇
ÒʇÚËÂ Ë ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸ ÒÎ˯ÍÓÏ Ï‡Î‡
‰Îfl ÒÍÓθ-ÌË·Û‰¸ Á̇˜ËÚÂθÌÓ„Ó Ú˜ÂÌËfl,
ÚÓ ‚ ˝ÚÓÏ ÒÎÛ˜‡Â ÏÓÊÂÚ ÔÓËÁÓÈÚË ‡ÒÚÂÒÍË‚‡ÌË ˆÂÏÂÌÚ‡. é‰Ì‡ÍÓ, ˝ÚÓ ‚ÓÁÏÓÊÌÓ
Î˯¸ ‚ ÚÓÏ ÒÎÛ˜‡Â, ÂÒÎË ‡Á˚‚Ì˚ ̇„ÛÁÍË ‚ Á‡ÚÛ·¸Â ‰ÓÒÚ‡ÚÓ˜ÌÓ ‚ÂÎËÍË, ˜ÚÓ·˚ ÔÓÁ‚ÓÎËÚ¸ Ú¢ËÌ‡Ï ‡ÒÍ˚Ú¸Òfl ÔÓ‰
‚ÓÁ‰ÂÈÒÚ‚ËÂÏ ‰‡‚ÎÂÌËfl „‡Á‡.
100
80
60
40
20
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Степень гидратации, %
Рис. 4. Взаимосвязанные поры в зависимости от гидратации цементного раствора при водоцементном факторе 0,45. С помощью этой кривой можно рассчитать степень гидратации,
необходимую для получения прерывистости капиллярных пор. В данном случае было обнаружено, что для получения прерывистости необходимо 82% твердой фракции. Твердая
фракция такого уровня обычно не получается пока цемент хорошо не затвердеет. Таким
образом, почти на всех стадиях схватывания цемента внутри порового пространства остаются соединенные между собой пути прохода. [По Bentz PB и Garboczi EJ: “Percolation of
Phases in a Three-Dimensional Cement Microstructural Model,” Cement and Concrete
Research 21 (1991):325-344].
çÂÙÚ„‡ÁÓ‚Ó é·ÓÁÂÌËÂ
10-2
èÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸ ‡ÒÚ‚Ó‡
Проницаемость, дарси
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
10-8
0
5
10
ÇÂÒ̇ 1998
20
25
èÓÓ‚Ó ‰‡‚ÎÂÌË ‡ÒÚ‚Ó‡
20
19
18
17
16
15
14
Рис. 5. Изменения в
проницаемости раствора, поровом давлении и температуре
относительно времени гидратации. На
этих графиках видно,
что когда поровое
давление начинает
стремительно падать,
поровая структура
продолжает оставаться в состоянии
взаимосвязанности. В
этом растворе (Дикерхоф, класс G
плюс 1% хлористого
кальция) поровое
давление начинает
падать спустя почти 5
часов как раз перед
достижением пиковой температуры гидратации. Когда поровое давление
цемента падает ниже
давления пластового
газа, появляется возможность того, что
проницаемость цемента будет оставаться в пределах
милидарси, что может вызвать потенциально значительное
течение газа в форме
микропросачивания.
13
12
11
0
5
10
15
20
25
36
íÂÏÔÂ‡ÚÛ‡ ‡ÒÚ‚Ó‡
Температура раствора, оС
35
5. Beris AN, Tsamopoulos JA, Armstrong RC and Brown
RA: “Creeping Motion of a Sphere Through a Bingham Plastic,” Journal of Fluid Mechanics 158
(September 1985): 219-244.
6. «üÁ˚ÍË» Ë ‚flÁÍÓ-ÛÔÛ„Ë Ú¢ËÌ˚ ‡Á΢‡˛ÚÒfl „ÂÓÏÂÚ˘ÂÒÍËÏË Ó˜ÂÚ‡ÌËflÏË. í¢Ë̇ ËÏÂÂÚ ÓÒÚÛ˛ ÓÍÓ̘ÌÓÒÚ¸; Û «flÁ˚͇» ÓÍÓ̘ÌÓÒÚ¸ ҄·ÊÂÌ̇fl. ùÚ‡ ‡ÁÌˈ‡ ÓÔ‰ÂÎflÂÚÒfl Ù‡ÍڇθÌ˚Ï
χүڇ·ÓÏ ‰ÎËÌ˚, Ò‚flÁ‡ÌÌ˚Ï Ò „ÂÓÏÂÚ˘ÂÒÍÓÈ
ÙÓÏÓÈ Ú¢ËÌ˚ ËÎË «flÁ˚͇».
7. Lemaire E, Levitz P, Daccord G and Van Damme H:
“From Viscous Fingering to Viscoelastic Fracturing
in Colloidal Fluids,” Physical Review Letters 67 (October 1991): 2009-2012.
8. é„‡Ì˘ÂÌÌÓ ËÒÍβ˜ÂÌË ˝ÚÓÏÛ ÏÓÊÂÚ ‚ÓÁÌËÍÌÛÚ¸ ‚ ÒÎÛ˜‡Â ˆÂÏÂÌÚÌ˚ı ÒËÒÚÂÏ Ò ‚˚ÒÓÍËÏ ‚Ó‰ÓˆÂÏÂÌÚÌ˚Ï Ù‡ÍÚÓÓÏ, ‚˚‡Ê‡˛˘ÂÏÒfl ‚ ‰ÓÒÚ‡ÚÓ˜ÌÓ
‚˚ÒÓÍËı Á̇˜ÂÌËflı ÔËÒÛ˘ÂÈ ËÏ ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚË
(ÓÚ 0,5 ‰Ó 5 ÏÑ). é‰Ì‡ÍÓ, ˝ÚÓ fl‚ÎflÂÚÒfl ËÒÍβ˜ÂÌËÂÏ Ë Ì ҘËÚ‡ÂÚÒfl ÒÂ¸ÂÁÌ˚Ï Ó·ÒÚÓflÚÂθÒÚ‚ÓÏ ÔË
Á‡ÎË‚Í ڇÍËı ˆÂÏÂÌÚÌ˚ı ‡ÒÚ‚ÓÓ‚ Ò ÔÓÚÂ̈ˇθÌÓÈ ‚ÓÁÏÓÊÌÓÒÚ¸˛ ÔÓ·ÎÂÏ˚ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡.
15
21
Поровое давление, бар
ç‡ ÔÓÒΉÌËı ÒÚ‡‰Ëflı ˝ÚÓÈ Ù‡Á˚ ÔÓËÒıÓ‰ËÚ ÒÚÂÏËÚÂθÌÓ ԇ‰ÂÌË ÔÓÓ‚Ó„Ó
‰‡‚ÎÂÌËfl ‚ÒΉÒÚ‚Ë ÔÓ‰ÓÎʇ˛˘Â„ÓÒfl
ÔÓ„ÎÓ˘ÂÌËfl ‚Ó‰˚ „ˉ‡Ú‡ˆËÂÈ. ÖÒÎË ˝ÚÓ
ÔÓËÁÓȉÂÚ, ÍÓ„‰‡ ÔÓ˚ ‚ ÒÚÛÍÚÛ ·Û‰ÛÚ ÔÓ‰ÓÎʇڸ ÒÓÓ·˘‡Ú¸Òfl ÏÂÊ‰Û ÒÓ·ÓÈ, „‡Á ÒÏÓÊÂÚ ‚ÚÓ„ÌÛÚ¸Òfl Ë Ì‡˜‡Ú¸
ÒÚÂÏËÚÂθÌÓ Ú˜ÂÌË ˜ÂÂÁ ˝ÚÓ ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó (ËÒ. 5). äÓÏ ÚÓ„Ó, „‡Á ÏÓÊÂÚ
‚˚ÚÂÒÌËÚ¸ ÓÒÚ‡˛˘Û˛Òfl ‚ ÔÓ‡ı ÊˉÍÓÒÚ¸,
Ô‰ÓÚ‚‡ÚË‚ ÔÓÎÌÛ˛ „ˉ‡Ú‡ˆË˛, ÍÓÚÓ‡fl ‚ ÔÓÚË‚ÌÓÏ ÒÎÛ˜‡Â Á‡ÍÛÔÓË· ·˚
ÔÓÓ‚Ó ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó ÔÓ‰ÛÍÚ‡ÏË ‡͈ËË.
ëÓÒÚÓflÌË ˆÂÏÂÌÚ‡ 3: ìÔÛ„Ó-Ú‚Â‰Ó —
èÓÒΠÁ‡‚Â¯ÂÌËfl „ˉ‡Ú‡ˆËË ˆÂÏÂÌÚ
ÒÚ‡ÌÓ‚ËÚÒfl ÛÔÛ„ËÏ Ë ıÛÔÍËÏ Ï‡ÚÂˇÎÓÏ — ËÁÓÚÓÔÌ˚Ï, Ó‰ÌÓÓ‰Ì˚Ï Ë ÔÓ ÒÛÚË ÌÂÔÓÌˈ‡ÂÏ˚Ï.8 Ç ·Óθ¯ËÌÒÚ‚Â ÒÎÛ˜‡Â‚ „‡Á Ì ÏÓÊÂÚ ·ÓΠÏË„ËÓ‚‡Ú¸
‚ÌÛÚË ˆÂÏÂÌÚÌÓÈ Ï‡Úˈ˚; ÓÌ ÏÓÊÂÚ
ÚÓθÍÓ ÔÓÌË͇ڸ ˜ÂÂÁ ͇̇Î˚ ̇ „‡Ìˈ‡ı ‡Á‰Â· Ò‰ ËÎË ˜ÂÂÁ ÏÂÒÚ‡ ÏÂı‡Ì˘ÂÒÍËı ̇Û¯ÂÌËÈ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó Í‡ÏÌfl.
çÂÁ‡‚ËÒËÏÓ ÓÚ ËÒÔÓθÁÛÂÏÓÈ ÒËÒÚÂÏ˚
ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, „‡Á ÏÓÊÂÚ ÏË„ËÓ‚‡Ú¸ ÔÓ „‡Ìˈ‡Ï ‡Á‰Â· ˆÂÏÂÌÚ-ÔÓÓ‰‡ ËÎË ˆÂÏÂÌÚ-Ó·Ò‡‰Ì‡fl ÍÓÎÓÌ̇ ‚ ÚÓÏ
ÒÎÛ˜‡Â, ÂÒÎË Ì‡˜Ë̇ÂÚÒfl ÙÓÏËÓ‚‡ÌËÂ
ÏËÍÓÍÓθˆÂ‚Ó„Ó ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚‡ ËÎË ÔÓ
̇Û¯ÂÌÌ˚Ï Û˜‡ÒÚÍ‡Ï Ò ÛÏÂ̸¯ÂÌÌ˚Ï
ÒˆÂÔÎÂÌËÂÏ. à ÔÓ˜ÌÓÒÚ¸ ̇ Ò‰‚Ë„, Ë „ˉ‡‚΢ÂÒ͇fl ÔÓ˜ÌÓÒÚ¸ ÒˆÂÔÎÂÌËfl ‚‡¸ËÛ˛ÚÒfl Í‡Í ÙÛÌ͈Ëfl Ó‰ÌËı Ë ÚÂı ÊÂ
‚̯ÌËı Ô‡‡ÏÂÚÓ‚. ëËÎ˚ ÒˆÂÔÎÂÌËfl
‚ÓÁ‡ÒÚ‡˛Ú ÔË ˝ÙÙÂÍÚË‚ÌÓÏ Û‰‡ÎÂÌËË
·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ Ë ÓÒÓ·ÂÌÌÓ, ÂÒÎË ÔÓ‚ÂıÌÓÒÚË ÒÏÓ˜ÂÌ˚ ‚Ó‰ÓÈ, ‡ Ì ÌÂÙÚ¸˛.
34
33
32
31
30
29
28
0
5
10
15
20
25
Время, часы
25
ëÔˆˇÎËÒÚ˚ àÒÒΉӂ‡ÚÂθÒÍÓ„Ó ñÂÌÚ‡ òÎ˛Ï·ÂÊ ‚ äÂÏ·ˉÊ ‰‡ÎË ı‡‡ÍÚÂËÒÚËÍÛ ÔËÓ‰˚ „ˉ‡‚΢ÂÒÍÓ„Ó ÒˆÂÔÎÂÌËfl, Á‡ÏÂË‚ Ò‰‚Ë„Ó‚Û˛ ÔÓ˜ÌÓÒÚ¸ Ë
ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸ ̇ „‡Ìˈ‡ı ‡Á‰Â·. ùÚ‡
‡·ÓÚ‡ ‚˚fl‚Ë·, ˜ÚÓ ÔÓÌËÊÂÌ̇fl ıËÏ˘ÂÒ͇fl ÛÒ‡‰Í‡ Ë ÔÓ‚˚¯ÂÌ̇fl «‰ÂÙÓÏËÛÂÏÓÒÚ¸» ˆÂÏÂÌÚ‡ ÒÔÓÒÓ·ÒÚ‚Û˛Ú ÛÎÛ˜¯ÂÌ˲
ÒˆÂÔÎÂÌËfl.9 äÓÏ ÚÓ„Ó, ËÒÒΉӂ‡ÚÂÎË
ñÂÌÚ‡ ӷ̇ÛÊËÎË, ˜ÚÓ Ì‡ ÒˆÂÔÎÂÌË ÌÂ
Ó͇Á˚‚‡ÂÚ ‚ÎËflÌËfl Ô‰ÂÎ ÔÓ˜ÌÓÒÚË ˆÂÏÂÌÚ‡ ̇ ÒʇÚËÂ.10
ïÓÚfl ‚ ÂÁÛθڇÚ ÛÒ‡‰ÍË ÓÒÚ‡˛ÚÒfl Û˜‡ÒÚÍË, ˜‡ÒÚ˘ÌÓ ·ÂÁ ÒˆÂÔÎÂÌËfl, ÛÒ‡‰Í‡
҇χ ÔÓ Ò· Ì ‚‰ÂÚ Í ‡Á‚ËÚ˲ ÏËÍÓÍÓθˆÂ‚Ó„Ó ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚‡. ÅÓΠ‚ÂÓflÚÌÓ, ˜ÚÓ Ì‡ÒÚÓfl˘ËÈ ÏËÍÓÍÓθˆÂ‚ÓÈ
Á‡ÁÓ ‡Á‚Ë‚‡ÂÚÒfl ‚ ÂÁÛθڇÚ ‰ËÒ·‡Î‡ÌÒ‡ ̇ÔflÊÂÌËÈ Ì‡ „‡Ìˈ‡ı ‡Á‰ÂÎÓ‚
‚ÒΉÒÚ‚ËÂ:
• ÚÂÏÔÂ‡ÚÛÌ˚ı ̇„ÛÁÓÍ — ÓÚ „ˉ‡Ú‡ˆËË ˆÂÏÂÌÚ‡, Ô‡Ó̇„ÌÂÚ‡ÌËfl ËÎË Ì‡„ÌÂÚ‡ÌËfl ıÓÎÓ‰Ì˚ı ÊˉÍÓÒÚÂÈ
• „ˉÓ‰Ë̇Ï˘ÂÒÍÓ„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl — ‚˚Á˚‚‡ÂÏ˚ı ËÁÏÂÌÂÌËflÏË ÔÎÓÚÌÓÒÚË ‡ÒÚ‚Ó‡ ‚ÌÛÚË Ó·Ò‡‰ÌÓÈ ÍÓÎÓÌÌ˚, ËÒÔ˚Ú‡ÌËÈ
̇ ÒÓÓ·˘‡ÂÏÓÒÚ¸, ÓÔÂÒÒÓ‚ÓÍ Ó·Ò‡‰ÌÓÈ
ÍÓÎÓÌÌ˚, ‰‡‚ÎÂÌËfl ÔÓ‰‡‚ÍË ËÎË ‰‡‚ÎÂÌËÈ, ÔËÏÂÌflÂÏ˚ı ‚ ‡·ÓÚ‡ı ÔÓ ‚ÓÁ‰ÂÈÒڂ˲ ̇ Ô·ÒÚ
• ÏÂı‡Ì˘ÂÒÍËı ̇„ÛÁÓÍ — ‚˚Á˚‚‡ÂÏ˚ı
Û‰‡‡ÏË Ó· Ó·Ò‡‰ÌÛ˛ ÍÓÎÓÌÌÛ ·ÛËθÌ˚ı Ë ÔÓ˜Ëı ÚÛ·.
ÇÚÓ˚Ï ÔÓÚÂ̈ˇθÌ˚Ï ÔÓ‚Ó‰ÌËÍÓÏ „‡Á‡ ‚ Á‡Ú‚Â‰Â‚¯ÂÏ ˆÂÏÂÌÚ fl‚ÎflÂÚÒfl ÏÂı‡Ì˘ÂÒÍÓ ̇Û¯ÂÌË ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ÍÓθˆ‡
‚ÒΉÒÚ‚Ë ÔÓ‡ÒÚ‡ÌËfl Ú¢ËÌ ˜ÂÂÁ Á‡ÚÛ·¸Â. Ç˚Á˚‚‡Ú¸Òfl ˝ÚË Ú¢ËÌ˚ ÏÓ„ÛÚ ÒË·ÏË ÛÒ‡‰ÍË, ÚÂÔÎÓ‚˚Ï ‡Ò¯ËÂÌËÂÏ Ë
ÒʇÚËÂÏ Ó·Ò‡‰ÌÓÈ ÍÓÎÓÌÌ˚, ‡ Ú‡ÍÊ ÍÓη‡ÌËflÏË ‚ ÌÂÈ ‰‡‚ÎÂÌËfl.
ꇉˇθÌÓ ‡Ò¯ËÂÌË ̇ „‡ÌˈÂ
‡Á‰Â· ˆÂÏÂÌÚ-Ó·Ò‡‰Ì‡fl ÍÓÎÓÌ̇ ‚ÒΉÒÚ‚Ë ‚ÓÁÓÒ¯Â„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl ‚ Ó·Ò‡‰ÌÓÈ
ÍÓÎÓÌÌ ÒÓÁ‰‡ÂÚ Ì‡„ÛÁÍÛ, ÍÓÚÓ‡fl ÒÊËχÂÚ ˆÂÏÂÌÚ ‡‰Ë‡Î¸ÌÓ Ë ‚ ÍÓ̘ÌÓÏ
ËÚÓ„Â ÔË‚Ó‰ËÚ Í ÔÓfl‚ÎÂÌ˲ ‚ ˆÂÏÂÌÚÂ
ڇ̄Â̈ˇθÌ˚ı ̇ÔflÊÂÌËÈ. äÓ„‰‡ ˝ÚË
ڇ̄Â̈ˇθÌ˚ ̇ÔflÊÂÌËfl ‰ÓÒÚË„‡˛Ú
‚Â΢ËÌ˚ ÒËÎ˚ ‡Á˚‚‡ ‚ Ò‡ÏÓÏ ˆÂÏÂÌÚÂ
(ÍÓÚÓ‡fl ÏÓÊÂÚ ·˚Ú¸ ·ÎËÁÍÓÈ Í ÌÛβ, ÂÒÎË ‚˚Á‚‡ÌÌ˚ ÛÒ‡‰ÍÓÈ Ú¢ËÌ˚ ÛÊ ÒÛ˘ÂÒÚ‚Û˛Ú), ̇ „‡Ìˈ ‡Á‰Â· Ó·Ò‡‰Ì‡fl
ÍÓÎÓÌ̇-ˆÂÏÂÌÚ Ì‡˜Ë̇ÂÚÒfl ËÌˈËËÓ‚‡ÌË Ú¢ËÌ˚ (ËÒ. 6).
26
í¢ËÌ˚ ÏÂÌfl˛Ú ‡ÒÔ‰ÂÎÂÌË ÒËÎ ‚
ˆÂÏÂÌÚÌÓÏ ÍÓθˆÂ. äÓ„‰‡ ÔÓËÒıÓ‰ËÚ
ËÌˈˇˆËfl Ú¢ËÌ˚, ڇ̄Â̈ˇθ̇fl ̇„ÛÁ͇ ‚ ‡ÒÚÂÒ͇‚¯ÂÏÒfl Û˜‡ÒÚÍ ÛÏÂ̸¯‡ÂÚÒfl ‰Ó ÌÛÎfl. à ̇ӷÓÓÚ, ̇„ÛÁ͇ ‚
ÔËÏ˚͇˛˘ÂÏ Ì Ëϲ˘ÂÏ Ú¢ËÌ˚
Û˜‡ÒÚÍ ˆÂÏÂÌÚ‡ ‚ ÍÓ̈ ÍÓ̈ӂ ‚ÓÁ‡ÒÚ‡ÂÚ ‚ÒΉÒÚ‚Ë ÔÂÂ‡ÒÔ‰ÂÎÂÌËfl ÒËÎ.
ùÚÓÚ ÔÓˆÂÒÒ ÒÔÓÒÓ·ÒÚ‚ÛÂÚ ‡‰Ë‡Î¸ÌÓÏÛ
ÔÓ‡ÒÚ‡Ì˲ Ú¢ËÌ˚ ̇ÛÊÛ, Ë ‚ ÍÓ̈Â
ÍÓ̈ӂ Ó̇ ‰ÓÒÚË„‡ÂÚ „‡Ìˈ˚ ‡Á‰Â·
ˆÂÏÂÌÚ-ÔÓÓ‰‡. ÖÒÎË Ó̇ ÔÓȉÂÚ ‰ÓÒÚ‡ÚÓ˜ÌÓ ‡ÒÒÚÓflÌË ÔÓ ÓÒË, ÚÓ Ó·‡ÁÛÂÚÒfl
͇̇Î, ÔÓ ÍÓÚÓÓÏÛ Ì‡˜ÌÂÚÒfl Ò‚Ó·Ó‰ÌÓÂ
Ú˜ÂÌË „‡Á‡.
Порода
Цемент
Замещение
P
Разрывная
нагрузка
(Частичное
растрескивание)
Цемент
(Полное
растрескивание)
Обсадная
колонна
Рис. 6. Обсадная колонна под давлением.
Радиальное расширение на границе раздела
цемент-обсадная колонна вследствие возросшего давления (Р) в обсадной колонне
смещает цементное кольцо, создавая нагрузку. Эта нагрузка сжимает цемент радиально и в конце концов создает в цементе
тангенциальное напряжение разрыва (вверху). Как только тангенциальное напряжение
разрыва достигает величины собственной
прочности цемента (которая может быть
близкой к нулю, если еще имеются трещины от усадки) на границе раздела обсадная
колонна-цемент начинается инициирование
трещины. Эта трещина прорастает наружу
радиально и в конечном итоге может достичь границы раздела цемент-порода
(внизу). Если она пройдет достаточное расстояние по оси, образуется канал, по которому начнется течение газа.
ÑÓ΄ӂÂÏÂÌ̇fl ÔÓ˜ÌÓÒÚ¸ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó
͇ÏÌfl ‚‡Ê̇ ‚ ÚÓÏ ÒÎÛ˜‡Â, ÂÒÎË ÒÍ‚‡ÊËÌÂ
ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ ÒÓı‡ÌËÚ¸ ̇‰ÂÊÌÓÒÚ¸ ‚ Ú˜ÂÌË ‚ÒÂ„Ó ÒÓ͇ ˝ÍÒÔÎÛ‡Ú‡ˆËË. Ç Ú˜ÂÌËÂ
‡ÍÚË‚ÌÓ„Ó ÔÂËÓ‰‡  ‡·ÓÚ˚ Á‡ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌÌÓ Á‡ÚÛ·¸Â ÏÓÊÂÚ ÔÓ‰‚Â„‡Ú¸Òfl
‚ÓÁ‰ÂÈÒڂ˲ ¯ËÓÍÓ„Ó ‰Ë‡Ô‡ÁÓ̇ ÚÂÏÔÂ‡ÚÛ Ë Ì‡„ÛÁÓÍ ÔË Ôӂ‰ÂÌËË ÓÔÂÒÒÓ‚ÓÍ, ÂÏÓÌÚÌ˚ı ‡·ÓÚ Ë ‡Á΢ËÈ ‚ ÛÒÎÓ‚Ëflı  ˝ÍÒÔÎÛ‡Ú‡ˆËË.
é‰Ì‡ÍÓ, „ˉ‡‚΢ÂÒÍË ËÒÒΉӂ‡ÌËfl,
Ôӂ‰ÂÌÌ˚ ‚ ÒÍ‚‡ÊË̇ı „‡ÁÓı‡ÌËÎˢ,
ÍÓÚÓ˚ ̇˷ÓΠÔÓ‰‚ÂÊÂÌ˚ ÂÁÍËÏ ÍÓη‡ÌËflÏ ÛÒÎÓ‚ËÈ ˝ÍÒÔÎÛ‡Ú‡ˆËË, ÔÓ͇Á‡ÎË, ˜ÚÓ „‡ÁÓ‚˚ «ÛÚ˜ÍË» ̇˜Ë̇˛ÚÒfl ̇
‡ÌÌÂÏ ˝Ú‡Ô ÛÊ ‚ ÔÂ‚˚ ÌÂÒÍÓθÍÓ
ˆËÍÎÓ‚ ÍÓη‡ÌËÈ ÚÂÏÔÂ‡ÚÛ Ë ‰‡‚ÎÂÌËÈ,
‡ Ì ‚ ÔÓÒÎÂ‰Û˛˘ËÈ ‰ÎËÚÂθÌ˚È ÔÂËÓ‰.
ùÚÓ „Ó‚ÓËÚ Ó ÚÓÏ, ˜ÚÓ ÔÓÌËÍÌÓ‚ÂÌË „‡Á‡ ‚ÓÁÌË͇ÂÚ ‚ ÂÁÛθڇÚ ̇Û¯ÂÌËÈ ‚ ˆÂÏÂÌÚ ÒÍÓ ‚ÒΉÒÚ‚Ë ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍËı ̇„ÛÁÓÍ, ˜ÂÏ ÓÚ ‰Ó΄ӂÂÏÂÌÌÓ„Ó ‡Á‚ËÚËfl
Ú¢ËÌ ‚ ÂÁÛθڇÚ ÌËÁÍÓˆËÍ΢ÌÓÈ ÛÒÚ‡ÎÓÒÚË ˆÂÏÂÌÚ‡. ëÍ‚‡ÊËÌ˚ ·ÓΠ„ÎÛ·ÓÍÓ„Ó Á‡ÎÓÊÂÌËfl Ë Ò ·ÓΠ‚˚ÒÓÍËÏ ‰‡‚ÎÂÌËÂÏ ÔÓ‰ÂÏÓÌÒÚËÓ‚‡ÎË Ì‡Ë·Óθ¯Û˛
ÚẨÂÌˆË˛ Í ÏË„‡ˆËË „‡Á‡.11
ëÍÎÓÌÌÓÒÚ¸ ÚÓ„Ó ËÎË ËÌÓ„Ó ˆÂÏÂÌÚ‡ ‰‡‚‡Ú¸ Ú¢ËÌÛ Ë ÒÍÎÓÌÌÓÒÚ¸ Ò‡ÏÓÈ Ú¢ËÌ˚ Í ÔÓ‡ÒÚ‡Ì˲ ˜‡ÒÚÓ ‡ÒÒÓˆËËÓ‚‡ÎËÒ¸
Ò ÔÓ˜ÌÓÒÚ¸˛ ̇ ÒʇÚËÂ. ç‡ Ò‡ÏÓÏ Ê ‰ÂÎÂ, ‡·ÓÚ‡, ‚˚ÔÓÎÌÂÌ̇fl ‚ àÒÒΉӂ‡ÚÂθÒÍÓÏ ñÂÌÚÂ, ÔÓ͇Á‡Î‡, ˜ÚÓ ÒÚÂÔÂ̸ ‡ÒÚÂÒÍË‚‡ÌËfl ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó Í‡ÏÌfl ÔÓ‰
̇„ÛÁÍÓÈ ÓÔ‰ÂÎflÂÚÒfl Ú‡ÍËÏ Â„Ó Ò‚ÓÈÒÚ‚ÓÏ, ÍÓÚÓÓ ÏÓÊÌÓ Ì‡Á‚‡Ú¸ ÒÎÓ‚ÓÏ «ÍÂÔÓÒÚ¸». äÂÔÓÒÚ¸ Ó·˚˜ÌÓ ÓÔËÒ˚‚‡˛Ú ͇Í
ÒÔÓÒÓ·ÌÓÒÚ¸ χÚÂˇ· ÔÓÚË‚ÓÒÚÓflÚ¸
ËÌˈËËÓ‚‡Ì˲ Ë ÔÓÒÎÂ‰Û˛˘ÂÏÛ ÔÓ‡ÒÚ‡Ì˲ Ú¢ËÌ˚. íÂÏ Ì ÏÂÌÂÂ, ‚Ò ˝ÚÓ ÌÂÒÍÓθÍÓ ÒÎÓÊÌÂÂ, Ú‡Í Í‡Í ËÌˈËËÓ‚‡ÌËÂ
Ë ÔÓ‡ÒÚ‡ÌË Ú¢ËÌ Ó·ÛÒÎÓ‚ÎË‚‡˛ÚÒfl
ÓÚ΢‡˛˘ËÏËÒfl ‰Û„ ÓÚ ‰Û„‡ ÙËÁ˘ÂÒÍËÏË fl‚ÎÂÌËflÏË, Á‡‚ËÒfl˘ËÏË ÓÚ ÒÚÛÍÚÛ˚
χÚÂˇ· (ÒÏ. «á‡‚ËÒËÏÓÒÚ¸ Ô‰Â·
ÔÓ˜ÌÓÒÚË Ì‡ ÒʇÚË ÓÚ ÍÂÔÓÒÚË ˆÂÏÂÌÚ‡: ä‡ÚÍËÈ Ó·ÁÓ», ÒÚ. 22).
Использование теории для определения
наилучших подходов
ᇠÏÌÓ„Ë „Ó‰˚ ÌÂÙÚflÌÓÈ ÓÚ‡Òθ˛ ·˚Î
‚˚‰‚ËÌÛÚ fl‰ Ô‰ÎÓÊÂÌËÈ ÔÓ ¯ÂÌ˲
ÔÓ·ÎÂÏ˚ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡. íÂÓÂÚ˘ÂÒÍÓÂ
ÔÓÌËχÌË ÔÓ·ÎÂÏ˚ ÔÓÏÓ„‡ÂÚ Ó·˙flÒÌÂÌ˲ ÚÓ„Ó, Í‡Í ˝ÚË ¯ÂÌËfl ‡·ÓÚ‡˛Ú, Ë Ëı
Ó„‡Ì˘ÂÌËÈ.
îËÁ˘ÂÒÍË ÏÂÚÓ‰˚ — àÏÂÂÚÒfl ˆÂÎ˚È
fl‰ ÙËÁ˘ÂÒÍËı ÏÂÚÓ‰Ó‚ ·Ó¸·˚ Ò ÔÓÌËÍÌÓ‚ÂÌËÂÏ „‡Á‡. ÑÎfl Á‡˘ËÚ˚ Ô·ÒÚ‡ ÓÚ
‚̉ÂÌËfl „‡Á‡ ÏÓÊÌÓ ÔÓ‰‡Ú¸ Á‡ÚÛ·ÌÓÂ
‰‡‚ÎÂÌË ̇ ÛÒÚ¸Â; ‰Îfl ÏÂı‡Ì˘ÂÒÍÓÈ ÔÓ-
çÂÙÚ„‡ÁÓ‚Ó é·ÓÁÂÌËÂ
ËÌÚÂ‚‡Î¸ÌÓÈ „ÂÏÂÚËÁ‡ˆËË Á‡ÚÛ·¸fl
ÏÓÊÌÓ ËÒÔÓθÁÓ‚‡Ú¸ Á‡ÍÓÎÓÌÌ˚ ÏÂı‡Ì˘ÂÒÍË ԇÍÂ˚ Ó·Ò‡‰Ì˚ı ÍÓÎÓÌÌ (Öëê),
ÚÂÏ Ò‡Ï˚Ï ÛÒÚ‡Ìflfl ÏË„‡ˆË˛ „‡Á‡.
àÌÓ„‰‡ ͇ʉ‡fl ËÁ ˝ÚËı ÏÂÚÓ‰ËÍ Ë ÏÓÊÂÚ
Ò‡·ÓÚ‡Ú¸, ÌÓ ÒÍ‚‡ÊËÌÌ˚ ÛÒÎÓ‚Ëfl Á‡˜‡ÒÚÛ˛ Ó„‡Ì˘˂‡˛Ú Ëı ÔËÏÂÌÂÌËÂ. á‡ÚÛ·ÌÓ ‰‡‚ÎÂÌË ÏÓÊÂÚ ·˚Ú¸ Ó„‡Ì˘ÂÌÓ
ËÒÍÓÏ ‚˚ÁÓ‚‡ ÔÓ„ÎÓ˘ÂÌËfl Ë, ÍÓ„‰‡ ˆÂÏÂÌÚ Ì‡˜Ë̇ÂÚ Òı‚‡Ú˚‚‡Ú¸Òfl, ÛÒڸ‚ÓÂ
‰‡‚ÎÂÌË Ì ÔÂ‰‡ÂÚÒfl ̇ Ô·ÒÚ. ë ‰Û„ÓÈ
ÒÚÓÓÌ˚, „ÂÏÂÚËÁ‡ˆËfl Á‡ÚÛ·¸fl Ò ÔÓÏÓ˘¸˛ ̇ÛÊÌ˚ı Ô‡ÍÂÓ‚ Öëê ÏÓÊÂÚ Ó͇Á‡Ú¸Òfl Ì‚ÓÁÏÓÊÌÓÈ ‚ ÒËÎÛ ‚ÌÛÚËÒÍ‚‡ÊËÌÌ˚ı ÛÒÎÓ‚ËÈ Ë ÚËÔ‡ Ô·ÒÚ‡. ÅÓÎÂÂ
ÚÓ„Ó, ÒÌËÊÂÌË „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl Ò ÔÓÏÓ˘¸˛ Ô‡ÍÂÓ‚ Öëê ÏÓÊÂÚ ÒÔÓÒÓ·ÒÚ‚Ó‚‡Ú¸ ÌÂωÎÂÌÌÓÏÛ ‚ÚÓÊÂÌ˲ „‡Á‡ ‚ ‡ÒÚ‚Ó, ‡ ·ÂÁ ÌËı ˝ÚÓ„Ó ÏÓÊÂÚ Ë ÌÂ
ÔÓËÁÓÈÚË (ËÒ. 7).
çÂÔÓÌˈ‡ÂÏ˚ ˆÂÏÂÌÚ˚ — åË„‡ˆË˛
„‡Á‡ ÏÓÊÌÓ Ô‰ÛÔ‰ËÚ¸ ÛÏÂ̸¯ÂÌËÂÏ
ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚË Ï‡Úˈ˚ ÒËÒÚÂÏ ˆÂÏÂÌÚÌ˚ı ‡ÒÚ‚ÓÓ‚ ÔË ÍËÚ˘ÂÒÍÓÏ ÔÂÂıӉ ÓÚ ÊˉÍÓ„Ó ÒÓÒÚÓflÌËfl ‚ Ú‚Â‰ÓÂ. ëÛ˘ÂÒÚ‚ÛÂÚ ‰‚‡ ÔÓ‰ıÓ‰‡: ÓÒÚ‡ÌÓ‚ËÚ¸
Ú˜ÂÌË ÊˉÍÓÒÚË ˜ÂÂÁ ÔÓ˚ ËÎË ÔÂÂÍ˚Ú¸ Ò‡ÏË ÔÓ˚.
í˜ÂÌË ÊˉÍÓÒÚË ÏÓÊÌÓ ÓÒÚ‡ÌÓ‚ËÚ¸ Ò
ÔÓÏÓ˘¸˛ ‡ÒÚ‚ÓËÏ˚ı ‚ ‚Ӊ ÔÓÎËÏÂÓ‚,
ÔÓ‚˚¯‡˛˘Ëı ‚flÁÍÓÒÚ¸ ‚Ó‰ÌÓÈ Ù‡Á˚ ‚ ˆÂÏÂÌÚÌÓÏ ‡ÒÚ‚ÓÂ, Ë ÔÓÌËÁËÚ¸ ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸ ‚ÌÛÚË Òı‚‡Ú˚‚‡˛˘Â„ÓÒfl ˆÂÏÂÌÚ‡.
èÓÒÍÓθÍÛ ÔÓ ÏÂ̸¯ÂÈ ÏÂ ˜‡ÒÚ¸ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ Ò‚flÁ‡Ì‡ Ò ‚˚ÚÂÒÌÂÌËÂÏ ÔÓÓ‚ÓÈ
ÊˉÍÓÒÚË ˆÂÏÂÌÚ‡, ÚÓ Ú‡ÍÓ ۂÂ΢ÂÌËÂ
‚flÁÍÓÒÚË ÏÓÊÂÚ Ó„‡Ì˘ËÚ¸ ÔÓ‰‚ËÊÌÓÒÚ¸
„‡Á‡. ä ÒÓʇÎÂÌ˲, ˝ÚÓÚ ÔÓˆÂÒÒ ÏÓÊÂÚ
Ò͇Á‡Ú¸Òfl ̇ ÂÓÎÓ„ËË ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, Û‚Â΢˂‡fl ‚flÁÍÓÒÚ¸ Ë ÔÓ‰ÌËχfl ‰‡‚ÎÂÌË ‚˚ÚÂÒÌÂÌËfl. äÓÏ ÚÓ„Ó, ˝ÚÓÚ ÔÓˆÂÒÒ Ó·˚˜ÌÓ Ó„‡Ì˘ÂÌ ‚ ÔËÏÂÌÂÌËË
ÌËÁÍÓÚÂÏÔÂ‡ÚÛÌ˚ÏË ÛÒÎÓ‚ËflÏË, Ú‡Í Í‡Í
˝ÙÙÂÍÚË‚ÌÓÒÚ¸ Á‡„ÛÒÚËÚÂÎÂÈ Ô‡‰‡ÂÚ Ò ÔÓ‚˚¯ÂÌËÂÏ ÚÂÏÔÂ‡ÚÛ˚.
ÇÚÓÓÈ ÒÔÓÒÓ· ÛÏÂ̸¯ÂÌËfl Ò‚Ó·Ó‰ÌÓ„Ó
ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚‡ ‚ χÚˈÂ, ËÒÍβ˜‡˛˘ËÈ
ÔÛÁ˚¸ÍÓ‚Ó Ú˜ÂÌËÂ Ë ·ÎÓÍËÛ˛˘ËÈ
ÊˉÍÓÒÚË ‚ÌÛÚË ÔÓÓ‚Ó„Ó ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚‡
ˆÂÏÂÌÚ‡, Ó͇Á‡ÎÒfl ·ÓΠÔÎÓ‰ÓÚ‚ÓÌ˚Ï.
èÓ ÏÂ ‡Á‚ËÚËfl Ú‚Â‰ÓÈ ÒÚÛÍÚÛ˚ ‚
Òı‚‡Ú˚‚‡˛˘ÂÏÒfl ˆÂÏÂÌÚÂ, „ÓÎÓ‚ËÌ˚ ÔÓ
ÏÂ̸¯Â„Ó ‰Ë‡ÏÂÚ‡ ÛÏÂ̸¯‡˛Ú ‡ÁÏÂ
ÔÛÁ˚¸ÍÓ‚ „‡Á‡, Á‡Ï‰Îflfl Ëı ÔÓÒÎÂ‰Û˛˘ËÈ
ÔÓ‰˙ÂÏ — ‰‡Ê ÚÓ„‰‡, ÍÓ„‰‡ Ô‰ÂÎ ÚÂÍÛ˜ÂÒÚË ˆÂÏÂÌÚ‡ ÓÚÌÓÒËÚÂθÌÓ ÌËÁÓÍ.
ÑÎfl Ó·ÂÒÔ˜ÂÌËfl ÛÒÚÓȘ˂ÓÒÚË Í ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ ˝ÙÙÂÍÚË‚Ì˚ ‰Ó·‡‚ÍË ÔÓÎËÏÂÌÓ„Ó Î‡ÚÂÍÒ‡. ã‡ÚÂÍÒ — ˝ÚÓ ‚Ӊ̇fl ‰ËÒ-
ÇÂÒ̇ 1998
Затрубье
Газ
обтекает
пакер ЕСР
через
рыхлую
породу
Цемент
Заколонный
пакер ECP
Проходит
больше
газа,
так как ЕСР
уменьшает
гидростат.
давление
Рис. 7. Механические препятствия. Заколонные пакеры ЕCP могут оказаться не в
состоянии обеспечить герметизацию при
некоторых типах пластов. С другой стороны, снижение гидростатического давления
с помощью заколонных пакеров ЕСР может
способствовать вхождению газа в затрубье,
при этом пакера останутся единственным
препятствием для вхождения газа.
ÔÂÒËfl Ú‚Â‰˚ı ÔÓÎËÏÂÌ˚ı ˜‡ÒÚˈ,
‚Íβ˜‡˛˘‡fl èÄÇ Ë Á‡˘ËÚÌ˚ ÍÓÎÎÓˉ˚,
ÍÓÚÓ˚ Ôˉ‡˛Ú ‰ËÒÔÂÒËË ÒÚ‡·ËθÌÓÒÚ¸. Ç ÔÓ¯ÎÓÏ, ·ÎÓÍËÛ˛˘ËÈ Ú˜ÂÌË „‡Á‡ ÏÂı‡ÌËÁÏ Î‡ÚÂÍÒÌ˚ı ‰Ó·‡‚ÓÍ
ÓÚÌÓÒËÎË Á‡ Ò˜ÂÚ Â„Ó ÒÔÓÒÓ·ÌÓÒÚË ÒÓÁ‰‡‚‡Ú¸ ÔÎÂÌÍË — ÍÓ„‰‡ ˜‡ÒÚˈ˚ ·ÚÂÍÒ‡
‚ıÓ‰flÚ ‚ ÒÓÔËÍÓÒÌÓ‚ÂÌËÂ Ò „‡ÁÓÏ ËÎË
ÍÓ„‰‡ Ëı ÍÓ̈ÂÌÚ‡ˆËfl Ô‚˚¯‡ÂÚ ‰‡ÌÌÓ ÔÓÓ„Ó‚Ó Á̇˜ÂÌËÂ, ÓÌË ÒÎËÔ‡˛ÚÒfl, Ó·‡ÁÛfl ÌÂÔÓÌˈ‡ÂÏ˚È ‰Îfl „‡Á‡ ÔÓÎËÏÂÌ˚È ·‡¸Â.
é‰Ì‡ÍÓ, ‚ÌÓ‚¸ Ôӂ‰ÂÌÌ˚ ËÒÒΉӂ‡ÌËfl ‚ÒÍ˚ÎË ÚÓ Ó·ÒÚÓflÚÂθÒÚ‚Ó, ˜ÚÓ ˜‡ÒÚˈ˚ ·ÚÂÍÒ‡ ÒÔÓÒÓ·Ì˚ ·ÎÓÍËÓ‚‡Ú¸ „‡Á,
ÍÓ„‰‡ ‚ ˆÂÏÂÌÚÌÓÏ ‡ÒÚ‚Ó ‡Á‚Ë‚‡ÂÚÒfl
͇͇fl-ÌË·Û‰¸ ÒÚÛÍÚÛ‡ ËÎË Ô‰ÂÎ ÔÓ˜ÌÓÒÚË. ùÚÓ Û͇Á˚‚‡ÂÚ Ì‡ ÚÓ, ˜ÚÓ „·‚Ì˚Ï
˝ÙÙÂÍÚÓÏ ˜‡ÒÚˈ ·ÚÂÍÒ‡ fl‚ÎflÂÚÒfl ÛÏÂ̸¯ÂÌË ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚË Ï‡Úˈ˚ Á‡ Ò˜ÂÚ
Á‡ÍÛÔÓË‚‡ÌËfl ÔÛÒÚÓÚ ÏÂÊ‰Û ˜‡ÒÚˈ‡ÏË
ˆÂÏÂÌÚ‡, ‡ Ì ÒÓÁ‰‡ÌË ÌÂÔÓÌˈ‡ÂÏÓÈ
ÔÓÎËÏÂÌÓÈ ÔÎÂÌÍË. Å·„Ó‰‡fl Ò‚ÓÂÏÛ Ì·Óθ¯ÓÏÛ ‡ÁÏÂÛ Ë ·ÓΠÌËÁÍÓÈ ÔÎÓÚÌÓÒÚË ÔÓ Ò‡‚ÌÂÌ˲ Ò ˜‡ÒÚˈ‡ÏË ˆÂÏÂÌÚ‡,
·ÚÂÍÒ ÛÏÂ̸¯‡ÂÚ ÔÓËÒÚÓÒÚ¸ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó
‡ÒÚ‚Ó‡, ÔÓÌËʇÂÚ ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜Û, ÒÌËʇÂÚ
ÓÚÌÓÒËÚÂθÌÛ˛ ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸ ‰Îfl ‚Ó‰˚ Ë
Ó„‡Ì˘˂‡ÂÚ ÏË„‡ˆË˛ „‡Á‡ (ËÒ. 8). ó‡ÒÚˈ˚ ·ÚÂÍÒ‡ ÒÌËʇ˛Ú ÔÓËÒÚÓÒÚ¸ ‚ ‡ÒÚ‚Ó ̇ 10—15% ‚ Á‡‚ËÒËÏÓÒÚË ÓÚ
ÔÎÓÚÌÓÒÚË ‡ÒÚ‚Ó‡ Ë Â„Ó ˆÂÔÚÛ˚
(cÏ. «CËÒÚÂχ ‰Îfl ̇‰ÂÊÌÓ„Ó ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌËfl „‡ÁÓÌÓÒÌ˚ı Ô·ÒÚÓ‚», ÒÚ. 28).12 ã‡ÚÂÍÒÌ˚ ‰Ó·‡‚ÍË ‚ÎËfl˛Ú Ú‡ÍÊ ̇ Ò‚ÓÈÒÚ‚‡ ÓÚ‚ÂʉÂÌÌÓ„Ó ˆÂÏÂÌÚ‡ (ÒÏ. äÂÔÍËÂ
ˆÂÏÂÌÚ˚ ̇ ÒÚ. 30).
ÑÓ·‡‚ÎÂÌË ‰Û„Ëı ÚËÔÓ‚ ÚÓÌÍÓÁÂÌËÒÚ˚ı ̇ÔÓÎÌËÚÂÎÂÈ Ò ‡ÁÏÂÓÏ ˜‡ÒÚˈ ‚
Ô‰Â·ı ÏËÍÓ̇ ÏÓÊÂÚ ÔÓÌËʇڸ ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸ ‚ Ú˜ÂÌË ‚ÒÂÈ ÒÍÓÓÚ˜ÌÓÈ
ÒÚ‡‰ËË „ˉ‡Ú‡ˆËË ÔÓÒ‰ÒÚ‚ÓÏ ·˚ÒÚÓ„Ó
ÛÏÂ̸¯ÂÌËfl ÔÓÓ‚ÓÈ ÒÓÓ·˘‡ÂÏÓÒÚË. ÖÒÎË
‚ ‡ÒÚ‚Ó c ‚Ó‰ÓˆÂÏÂÌÚÌ˚Ï Ù‡ÍÚÓÓÏ
0,45 ‰Ó·‡‚ËÚ¸ 30% ÔÓ ‚ÂÒÛ ˝ÚËı ÚÓÌÍÓÁÂÌËÒÚ˚ı ˜‡ÒÚˈ, ÚÓ ÒÌËÊÂÌË ÒÓÓ·˘‡ÂÏÓÒÚË ÔÓ ‰ÓÒÚË„‡ÂÚÒfl ÔËÏÂÌÓ Ì‡ 30% ·˚ÒÚÂÂ. äÓÏ ·ÚÂÍÒÌ˚ı ‰Ó·‡‚ÓÍ, ̇
ÔÓÏ˚Ò·ı ÛÒÔ¯ÌÓ ÔËÏÂÌfl˛ÚÒfl ·Â·fl
҇ʇ Ë ÍÂÏÌË‚‡fl ÏÛ͇.
ñÂÏÂÌÚÌ˚ ‡ÒÚ‚Ó˚ Ï„ÌÓ‚ÂÌÌÓ„Ó ÓÚ‚ÂʉÂÌËfl (RAS) — ê‡ÒÚ‚Ó˚ Ï„ÌÓ‚ÂÌÌÓ„Ó ÓÚ‚ÂʉÂÌËfl — ˝ÚÓ ıÓÓ¯Ó ‰ËÒÔÂ„ËÓ‚‡ÌÌ˚ ÒËÒÚÂÏ˚, Ì ÔÓfl‚Îfl˛˘ËÂ
ÚẨÂ̈ËË Í Ì‡‡ÒÚ‡˛˘ÂÏÛ Á‡„ÛÒÚ‚‡Ì˲,
ÌÓ ·˚ÒÚÓ Òı‚‡Ú˚‚‡˛˘ËÂÒfl. èÂ‰ ÓÚ‚ÂʉÂÌËÂÏ ÒËÒÚÂÏ˚ RAS ÒÓı‡Ìfl˛Ú ÔÓÎÌÓ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ‰‡‚ÎÂÌË ̇ „‡ÁÓÌÓÒÌ˚ ÁÓÌ˚ Ë ‰ÓÒÚ‡ÚÓ˜ÌÓ ·˚ÒÚÓ
ÙÓÏËÛ˛Ú ÌËÁÍÓÔÓÌˈ‡ÂÏ˚ χÚˈ˚,
·ÎÓÍËÛ˛˘Ë ÒÍÓθ-ÌË·Û‰¸ ÒÂ¸ÂÁÌÛ˛
ÏË„‡ˆË˛ „‡Á‡.
LJÊÌÓ ‡Á΢‡Ú¸ ÒËÒÚÂÏ˚ RAS Ë ˆÂÏÂÌÚÌ˚ ‡ÒÚ‚Ó˚, ÍÓÚÓ˚ ‡Á‚Ë‚‡˛Ú Î˯¸
ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ̇ÔflÊÂÌË ҉‚Ë„‡. ëËÒÚÂÏ˚
Ò ‚˚ÒÓÍËÏ ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍËÏ Ì‡ÔflÊÂÌËÂÏ
Ò‰‚Ë„‡ ·˚ÒÚÓ ÒÌËʇ˛Ú „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓÂ
‰‡‚ÎÂÌË ‰Ó „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó „‡‰ËÂÌÚ‡
‚Ó‰˚ Ë, ÔÓÒÍÓθÍÛ ‡Á‚ËÚË Ëı ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó Ì‡ÔflÊÂÌËfl Ò‰‚Ë„‡ Ì ҂flÁ‡ÌÓ Ò Ù‡ÍÚ˘ÂÒÍËÏ ÓÚ‚ÂʉÂÌËÂÏ, ÚÓ ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸ ÏÓÊÂÚ ÓÒÚ‡‚‡Ú¸Òfl ‚˚ÒÓÍÓÈ
‰Ó‚ÓθÌÓ ÔÓ‰ÓÎÊËÚÂθÌÓ ‚ÂÏfl. ùÚÓ
ÏÓÊÂÚ ÔÓÁ‚ÓÎËÚ¸ „‡ÁÛ ‚ÓÈÚË ‚ χÚËˆÛ Á‡
ÏÌÓ„Ó ˜‡ÒÓ‚ ‰Ó ÓÚ‚ÂʉÂÌËfl ‡ÒÚ‚Ó‡. ë
‰Û„ÓÈ ÒÚÓÓÌ˚, ˆÂÏÂÌÚÌ˚ ‡ÒÚ‚Ó˚ RAS
·˚ÒÚÓ ‡Á‚Ë‚‡˛Ú ÍÓÌÒËÒÚÂÌˆË˛ Í‡Í ÔflÏÓÈ ÂÁÛÎ¸Ú‡Ú ÔÓˆÂÒÒ‡ Òı‚‡Ú˚‚‡ÌËfl.13
(ÔÓ‰ÓÎÊÂÌËÂ ÒÏ. ÒÚ. 29)
9. «ÑÂÙÓÏËÛÂÏÓÒÚ¸» fl‚ÎflÂÚÒfl Ó·‡ÚÌÓÈ ‚Â΢ËÌÓÈ ÏÓ‰ÛÎfl ÛÔÛ„ÓÒÚË.
10. Parcevaux Ë Sault, ÒÒ˚Î͇ 4.
11. Marlow RS: “Cement Bonding Characteristics in Gas
Wells,” Journal of Petroleum Technology 41, no. 11
(November 1989): 1146-1153.
12. Appleby S and Wilson A: “Permeability and Suction
in Setting Cement,” Chemical Engineering Science
51, no. 2 (1996): 251-267.
13. Rang CL: “Evaluation of Gas Flows in Cement,”
paper SPE 16385, presented at the SPE California
Regional Meeting, Ventura, California, USA, April 810, 1987.
27
Система для надежного цементирования газоносных пластов
28
10-2
Проницаемость, дарси
«Идеальными» свойствами раствора, необходимыми для его устойчивости к проникновению
газа являются:
• благоприятная реология для качественной закачки
• отсутствие развития статического напряжения
сдвига для поддержания гидростатического
равновесия
• быстрый переход к схватыванию
• низкая усадка, минимизирующая внедрение
газа
• низкая водоотдача
• низкая проницаемость после схватывания раствора
• устойчивость к восприятию изменений в напряжении
• качественное сцепление, исключающее образование микрокольцевых зазоров.
В цементной системе компании Дауэлл GASBLOK (система борьбы с миграцией газа) совмещаются специфичные добавки со строгим
выполнением требований передовых методик
цементирования, включая применение буферных и отмывающих жидкостей, центрирование
обсадной колонны. Система применяется в широком диапазоне областей с неизменным успехом. В основе системы — хорошо диспергированный, жидкий, не развивающий статическое
напряжение сдвига раствор с понизителями водоотдачи. Цементная матрица также непроницаема для газа, благодаря блокированию устьев
пор во время схватывания раствора (вверху).
Помимо уменьшения проницаемости в присутствии газа, растворы GASBLOK проявляют много других полезных свойств. Основными достоинствами являются простота композиции и
устойчивость свойств в широком диапазоне
температур.
Чистый цементный раствор класса G
10-4
10-5
10-6
Раствор GASBLOK
10-7
20
30
40
50
Время от пика гидратации, часы
Сравнение проницаемости цементных систем. Раствор
GASBLOK сохраняет пониженную проницаемость в течение всего периода гидратации. В сравнении с чистым
цементным раствором, после 40 часов гидратации он
имеет проницаемость на порядок величин ниже.
Смазывающее действие водной дисперсии зерен латекса обусловливает получение растворов с низкой вязкостью. Такие жидкие растворы
полезны для эффективного удаления бурового
раствора вследствие того, что давление трения
при замещении снижается и критическая скорость при турбулентном потоке будет также ниже. В случае, если турбулентного потока достичь нельзя, и предпочтение отдается
режиму эффективного ламинарного потока, то
для того, чтобы выдержать критерии удаления
бурового раствора способом WELLCLEAN, необходимо увеличить значения реологических
параметров. Загущение раствора GASBLOK
достигается легко.
Водоотдача минимальна — 50 мл/30 мин при
рекомендованной концентрации латекса — благодаря закупориванию пор в фильтрационной
корке цемента частицами латекса и более эффективному диспергированию зерен цемента.
Способность растворов к схватыванию и загустеванию ярко выражена, и отверждение происходит быстро. При надлежащей стабилизации
добавок GASBLOK не происходит преждевременного остудневания раствора. Раствор продолжает сохранять жидкое состояние до окончательного схватывания. Используемый критерий
состоит в том, чтобы раствор оставался ниже 30
единиц консистентности в течение по меньшей
мере 70% времени загустевания. При температуре циркуляции на забое выше 1210С легко
происходит мгновенное отвердевание.
Тенденции к развитию свободной воды и седиментации у растворов GASBLOK — минимальны.
Поэтому формирование водяных каналов или
карманов (особенно в наклонно-направленных
скважинах) намного меньше, а вариации плотности раствора, выражающиеся в изменении
его свойств, исключаются.
После того как цемент схватился, он должен
обладать хорошими механическими свойствами, противостоящими тепловым и механическим нагрузкам. Недостаточная прочность сцепления на сдвиг может вызвать образование
микрокольцевых зазоров, пропускающих газ.
Растворы GASBLOK проявляют повышенный
предел прочности на разрыв, пониженную усадку при высыхании, повышенную устойчивость к
образованию трещин и силу сцепления. Латексные растворы Дауэлл демонстрируют все эти
необходимые качества для борьбы с миграцией
газа. В некоторых случаях другие цементные системы, использовавшиеся в сочетании с соответствующей техникой заливки, давали такие
же или даже более успешные результаты в получении каких-то отдельных свойств, но ни одна
из них не проявила такую же полноту диапазона
полезных свойств, как растворы GASBLOK.
çÂÙÚ„‡ÁÓ‚Ó é·ÓÁÂÌËÂ
Рис. 8. Частица латекса в цементном
растворе. После
развития какойнибудь структуры
или прочности основным механизмом, блокирующим
внедрение газа, является уменьшение
проницаемости матрицы за счет закупорки поровых
пустот между зернами цемента. Благодаря своему небольшому размеру
и более низкой
плотности по сравнению с частицами
цемента, латекс
уменьшает пористость цементного
раствора, понижает
водоотдачу, снижает относительную
проницаемость для
воды и ограничивает миграцию газа.
èÓ‚ÂıÌÓÒÚÌÓ ‡ÍÚË‚Ì˚ ‚¢ÂÒÚ‚‡ —
èÄÇ ÏÓ„ÛÚ ‚Íβ˜‡Ú¸Òfl ‚ ÒÓÒÚ‡‚ ˆÂÏÂÌÚÌ˚ı ‡ÒÚ‚ÓÓ‚ Ë ·ÛÙÂÌ˚ı ÊˉÍÓÒÚÂÈ.
èË ÓÔ‰ÂÎÂÌÌ˚ı Ó·ÒÚÓflÚÂθÒÚ‚‡ı ÓÌË
Á‡ı‚‡Ú˚‚‡˛Ú ̇ Á‡·Ó ‚ıÓ‰fl˘ËÈ „‡Á,
ÙÓÏËÛfl ÛÒÚÓÈ˜Ë‚Û˛ ÔÂÌÛ. ùÚ‡ ÔÂ̇
Ó͇Á˚‚‡ÂÚ ÒÂ¸ÂÁÌÓ ÒÓÔÓÚË‚ÎÂÌË „‡ÁÓÚ˜ÂÌ˲, Ó„‡Ì˘˂‡fl Â„Ó ÏË„‡ˆË˛ Í
ÛÒÚ¸˛.14
ëÊËχÂÏ˚ ˆÂÏÂÌÚÌ˚ ‡ÒÚ‚Ó˚ —
ëÊËχÂÏ˚ ˆÂÏÂÌÚ˚ ËÌÓ„‰‡ ËÒÔÓθÁÛ˛Ú
ÔË ÔÓÔ˚ÚÍ ۉÂʇڸ ÔÓÓ‚Ó ‰‡‚ÎÂÌËÂ
‚ ‡ÒÚ‚Ó ‚˚¯Â ‰‡‚ÎÂÌËfl Ô·ÒÚÓ‚Ó„Ó „‡Á‡. ùÚË ‡ÒÚ‚Ó˚ ÔÓ‰‡Á‰ÂÎfl˛ÚÒfl ̇ ‰‚Â
ÓÒÌÓ‚Ì˚ ͇Ú„ÓËË: ÔÂÌÓˆÂÏÂÌÚ˚ Ë Ò‡ÏÓ‚ÒÔÂÌË‚‡˛˘ËÂÒfl.
åÂı‡ÌËÁÏ ÔÂÌÓˆÂÏÂÌÚÓ‚ Á‡Íβ˜‡ÂÚÒfl ‚
ÚÓÏ, ˜ÚÓ ‡Ò¯ËflflÒ¸, ÓÌË Á‡ÔÓÎÌfl˛Ú Ó·‡ÁÛ˛˘ËÈÒfl ‚ ÂÁÛθڇÚ ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜Ë ËÎË
ıËÏ˘ÂÒÍÓ„Ó ÒʇÚËfl ‡ÒÚ‚Ó‡ Ò‚Ó·Ó‰Ì˚È
Ó·˙ÂÏ. ùÚÓ ‡Ò¯ËÂÌË ÔÓ‰‰ÂÊË‚‡ÂÚ ÔÓ-
ÇÂÒ̇ 1998
‚˚¯ÂÌÌÓ ÔÓÓ‚Ó ‰‡‚ÎÂÌË ‚ ‡ÒÚ‚ÓÂ
‰Óθ¯Â, ˜ÂÏ ‚ ÒÎÛ˜‡Â Ò ÌÂÒÊËχÂÏ˚ÏË
‡ÒÚ‚Ó‡ÏË. èÂÌÓˆÂÏÂÌÚ ÏÓÊÂÚ ËÏÂÚ¸ Ó„‡Ì˘ÂÌË ÔÓ „ÎÛ·ËÌÂ, ÔÓÚÓÏÛ ˜ÚÓ ‚ ·ÓÎÂÂ
„ÎÛ·ÓÍËı Ò ·ÓΠ‚˚ÒÓÍËÏ ‰‡‚ÎÂÌËÂÏ
ÒÍ‚‡ÊË̇ı ‡ÒÚ‚Ó ‰ÓÎÊÂÌ ÒÓ‰Âʇڸ
·Óθ¯Â „‡Á‡, ˜ÚÓ·˚ ÒÍÓÏÔÂÌÒËÓ‚‡Ú¸ ıËÏ˘ÂÒÍÓ ÒʇÚËÂ.
ë‡ÏÓ‚ÒÔÂÌË‚‡˛˘ËÂÒfl ˆÂÏÂÌÚ˚ Ô‰̇Á̇˜ÂÌ˚ ‰Îfl ÔÓ‰‰ÂʇÌËfl ÔÓÓ‚Ó„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl ‚ ‡ÒÚ‚Ó ÔÓÒ‰ÒÚ‚ÓÏ ıËÏ˘ÂÒÍËı
‡͈ËÈ, „ÂÌÂËÛ˛˘Ëı „‡Á — ˝ÚÓ ÏÓÊÂÚ
·˚Ú¸ ‚Ó‰ÓÓ‰ ËÎË ‡ÁÓÚ ‚ Á‡‚ËÒËÏÓÒÚË ÓÚ
ËÒÔÓθÁÛÂÏÓÈ ÏÂÚÓ‰ËÍË.15
éÒÌÓ‚ÌÓÈ Ì‰ÓÒÚ‡ÚÓÍ ˝ÚËı ÒËÒÚÂÏ (ÔÓÏËÏÓ ÒÓÓ·‡ÊÂÌËÈ ·ÂÁÓÔ‡ÒÌÓÒÚË ‚ Ò‚flÁË
Ò ‚˚ıÓ‰ÓÏ ‚Ó‰ÓÓ‰‡) — ˝ÚÓ ÌÂÒÔÓÒÓ·ÌÓÒÚ¸ „‡Á‡ ÔË Ó·˚˜ÌÓÏ ‰‡‚ÎÂÌËË ‚ ÒÍ‚‡ÊËÌ ‰ÓÒÚ˘¸ Ó·˙ÂÏÌÓ„Ó ‡Ò¯ËÂÌËfl
4—6%, ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ„Ó ‰Îfl ÔÓ‰‰ÂʇÌËfl
ÔÓÓ‚Ó„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl. Ä Ó·˙ÂÏ „‡Á‡, ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏ˚È ÚÓθÍÓ ‰Îfl ÚÓ„Ó, ˜ÚÓ·˚ ÒÍÓÏÔÂÌÒËÓ‚‡Ú¸ ıËÏ˘ÂÒÍÛ˛ ÛÒ‡‰ÍÛ, ·Û‰ÂÚ ÒÎ˯ÍÓÏ ‚ÂÎËÍ ÔË ‚˚ÒÓÍËı ÚÂÏÔÂ‡ÚÛ‡ı.
äÓÏ ÚÓ„Ó, ‚ ÌÂÛÒÚ‡ÌÓ‚Ë‚¯ËıÒfl Ò‡ÏÓ‚ÒÔÂÌË‚‡˛˘ËıÒfl ÒËÒÚÂχı ÓÚ‰ÂθÌ˚ ÔÛÁ˚¸ÍË „‡Á‡ ÏÓ„ÛÚ Ì‡˜‡Ú¸ ÍÓ‡ÎËÒˆËÓ‚‡Ú¸
Ë ÏË„ËÓ‚‡Ú¸, Ó·‡ÁÛfl ͇̇Î˚ ‰Îfl „‡ÁÓÚ˜ÂÌËfl.
ê‡Ò¯Ëfl˛˘ËÂÒfl ˆÂÏÂÌÚ˚ — Ç ÂÁÛθڇÚ ÔÂÂ‡ÒÔ‰ÂÎÂÌËfl ̇ÔflÊÂÌËÈ ‚ Á‡ÚÛ·¸Â ‚ Á‡„ÛÒÚ‚¯ÂÏ ‡ÒÚ‚Ó ‚ÓÁÌË͇˛Ú
Ú¢ËÌ˚. ìÒÚ‡ÌÂÌË ˝ÚËı ̇ÔflÊÂÌËÈ —
Ë ËÒÍβ˜ÂÌËÂ, Ú‡ÍËÏ Ó·‡ÁÓÏ, ÔÓfl‚ÎÂÌËfl
Ú¢ËÌ, — Ó„‡Ì˘˂‡ÂÚ ÏË„‡ˆË˛ „‡Á‡.
äÓ„‰‡ Á‡ÚÛ·Ì˚È Ó·˙ÂÏ ‚ÓÁ‡ÒÚ‡ÂÚ ËÎË
ÍÓ„‰‡ ÛÏÂ̸¯‡ÂÚÒfl Ó·˙ÂÏ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, ‚ Á‡„ÛÒÚ‚¯ÂÏ ˆÂÏÂÌÚ ‡Á‚Ë‚‡˛ÚÒfl ‡Á˚‚Ì˚ ̇„ÛÁÍË. ëΉӂ‡ÚÂθÌÓ, ‚Ó
ËÁ·ÂʇÌË ӷ‡ÁÓ‚‡ÌËfl Ú¢ËÌ, ÔË ‡Á‡·ÓÚÍ ˆÂÔÚÛ˚ ‡ÒÚ‚Ó‡ ‚‡ÊÌÓ ËÏÂÚ¸
ÌËÁÍÛ˛ ÒÚÂÔÂ̸ ÛÒ‡‰ÍË, ÍÓÌÚÓθ ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜Ë ̇ ÒÚ‡‰ËË Á‡„ÛÒÚ‚‡ÌËfl Ë ËÒÍβ˜ÂÌË ˜ÂÁÏÂÌ˚ı ÍÓη‡ÌËÈ ÚÂÏÔÂ‡ÚÛ˚ ‚
Ó·Ò‡‰ÌÓÈ ÍÓÎÓÌÌÂ. ê‡Á‡·ÓÚ͇ ˆÂÏÂÌÚÌ˚ı
‡ÒÚ‚ÓÓ‚, ÍÓÚÓ˚ ÔË ÓÚ‚ÂʉÂÌËË ‡Ò¯Ëfl˛ÚÒfl, ˝ÚÓ Â˘Â Ó‰ËÌ ¯‡„ ‚ÔÂ‰. Ñ‚ÛÏfl ÓÒÌÓ‚Ì˚ÏË ÏÂı‡ÌËÁχÏË Ôˉ‡ÌËfl
Ú‡ÏÔÓ̇ÊÌ˚Ï ˆÂÏÂÌÚ‡Ï ÒÔÓÒÓ·ÌÓÒÚË Í
‡Ò¯ËÂÌ˲ fl‚Îfl˛ÚÒfl „‡ÁÓ„ÂÌÂ‡ˆËfl Ë
ÓÒÚ ÍËÒÚ‡ÎÎÓ‚. íÂıÌË͇ „‡ÁÓ„ÂÌÂ‡ˆËË
‡·ÓÚ‡ÂÚ ÔÓ ÚÓÏÛ Ê ÔË̈ËÔÛ, ˜ÚÓ Ë Ò
ÒÊËχÂÏ˚ÏË ˆÂÏÂÌÚ‡ÏË, Á‡ ËÒÍβ˜ÂÌËÂÏ
ÚÓ„Ó, ˜ÚÓ ÍÓ̈ÂÌÚ‡ˆËfl „‡ÁÓ„ÂÌÂËÛ˛˘Â„Ó Ï‡ÚÂˇ· Á‰ÂÒ¸ ÔÓÌËÊÂ̇. äÓÏ ÚÓ„Ó,
‡Ò¯ËÂÌË ÏÓÊÂÚ ÔÓËÒıÓ‰ËÚ¸ ÚÓθÍÓ ‰Ó
ÚÓ„Ó, Í‡Í ‡ÒÚ‚Ó ‡ÁÓ‚¸ÂÚ ÒÍÓθ-ÌË·Û‰¸
Á̇˜ËÚÂθÌÛ˛ ÒÚÛÍÚÛÌÛ˛ ÔÓ˜ÌÓÒÚ¸.
ë‡Ï˚È Ó·˚˜Ì˚È ÒÔÓÒÓ· ‚˚Á‚‡Ú¸ ‡Ò¯ËflÂÏÓÒÚ¸ — ˝ÚÓ ÒÚËÏÛÎËÓ‚‡ÌË ‡Á‚ËÚËfl
˝ÚÚËÌ„ËÚ‡ — ‚˚ÒÓÍÓ „ˉ‡ÚËÓ‚‡ÌÌÓÈ
ÙÓÏ˚ ÒÛθÙӇβÏË̇ڇ ͇θˆËfl — ‚Ó
‚ÂÏfl ‡͈ËË „ˉ‡Ú‡ˆËË. ó‡ÒÚÓ ˝ÚÓ ‰ÓÒÚË„‡ÂÚÒfl ÔÛÚÂÏ ‰Ó·‡‚ÎÂÌËfl ‚ ˆÂÏÂÌÚÌÛ˛
ÏÛÍÛ „ËÔÒ‡ ËÎË ÏÓ‰ÂθÌÓ„Ó „ËÔÒ‡. ùÚÚËÌ„ËÚ Û‚Â΢˂‡ÂÚ ÓÒÚ ÌÂÍÓÚÓ˚ı ‡Ò¯Ëfl˛˘ËıÒfl ÍËÒÚ‡Î΢ÂÒÍËı ˝ÎÂÏÂÌÚÓ‚ ‚ÌÛÚË Ï‡Úˈ˚ ÓÚ‚ÂʉÂÌÌÓ„Ó ˆÂÏÂÌÚ‡.
é·˙ÂÏÌÓ ‡Ò¯ËÂÌË ӷ˚˜ÌÓ ÏÂÌ ӉÌÓ„Ó ÔÓˆÂÌÚ‡.
14. Stewart RB and Schouten FC: “Gas Invasion and
Migration in Cemented Annuli: Causes and Cures,”
paper SPE 14779, presented at the 1986 IADC/SPE
Drilling Conference, Dallas, Texas, USA, February
10-12, 1986.
15. Fery JJ and Romieu J: “Improved Gas Migration Control in a New Oil Well Cement,” paper SPE 17926,
presented at the Middle East Oil Technical Conference and Exhibition, Manama, Bahrain, March 1114, 1989.
Richardson EA: “Nitrogen Gas Stabilized Cement
and a Process for Making and Using It,” US Patent
No. 4,333,764 (1982).
Burkhalter JF, Childs JD and Sutton DL: “Well
Cementing Process and Gasified Cements Useful
Therein,” US Patent No. 4,450,010 (1984).
29
ÑÛ„ÓÈ ÒÔÓÒÓ· ‰Îfl ÔÓÎÛ˜ÂÌËfl ‡Ò¯ËÂÌËfl — ˝ÚÓ ‰Ó·‡‚͇ ÓÍËÒÎÓ‚ ÌÂÍÓÚÓ˚ı ˘ÂÎÓ˜ÌÓÁÂÏÂθÌ˚ı ÏÂÚ‡ÎÎÓ‚. ÑÓÒÚÓËÌÒÚ‚ÓÏ
˝ÚÓ„Ó ÒÔÓÒÓ·‡ fl‚ÎflÂÚÒfl ÚÓ, ˜ÚÓ ‡Ò¯ËÂÌË ÔÓËÒıÓ‰ËÚ ÔË 77Óë — ÚÂÏÔÂ‡ÚÛÂ,
ÔË ÍÓÚÓÓÈ ˝ÚÚËÌ„ËÚ Ì ÛÒÚÓȘ˂.
èÓ˜ÚË ÌÂÚ ÒÓÏÌÂÌËfl ‚ ÚÓÏ, ˜ÚÓ ÍÓÌÚÓÎËÛÂÏÓ ‡Ò¯ËÂÌË ˆÂÏÂÌÚ‡ ÔÓÒ‰ÒÚ‚ÓÏ ÓÒÚ‡ ÍËÒÚ‡ÎÎÓ‚ ÒÔÓÒÓ·ÌÓ Á‡Ú‡ÏÔÓÌËÓ‚‡Ú¸ Ì·Óθ¯Ë Á‡ÁÓ˚ ÏÂʉÛ
ˆÂÏÂÌÚÌ˚Ï ÍÓθˆÓÏ Ë Ó·Ò‡‰ÌÓÈ ÍÓÎÓÌÌÓÈ
ËÎË ÔÓÓ‰ÓÈ, ÌÓ ‚fl‰ ÎË ÓÌÓ ·Û‰ÂÚ ˝ÙÙÂÍÚË‚Ì˚Ï ‰Îfl Ú‡ÏÔÓ̇ʇ ÍÛÔÌ˚ı ͇̇ÎÓ‚, ‚˚Á˚‚‡ÂÏ˚ı ÏË„‡ˆËÂÈ „‡Á‡. ÅÓθ¯‡fl
˜‡ÒÚ¸ ‡Ò¯ËÂÌËfl ˆÂÏÂÌÚ‡ ÔÓËÒıÓ‰ËÚ
ÔÓÒΠ̇˜‡Î‡ „‡ÁÓÚ˜ÂÌËfl, ÍÓ„‰‡ ‡ÁÏÂ
Ó·‡ÁÓ‚‡‚¯ËıÒfl ͇̇ÎÓ‚ ÔÓÒÚÓ ÒÎ˯ÍÓÏ
‚ÂÎËÍ. èÓÏËÏÓ ˝ÚÓ„Ó, ˝ÚË ˆÂÏÂÌÚ˚ ÔÓ‰‚Â„‡˛ÚÒfl Ó·˙ÂÏÌÓÏÛ ‡Ò¯ËÂÌ˲, ÌÓ
ÔË ˝ÚÓÏ ÔÓfl‚Îfl˛Ú ıËÏ˘ÂÒÍÛ˛ ÛÒ‡‰ÍÛ Ë
‰ÂÏÓÌÒÚËÛ˛Ú Ú‡ÍÓ Ê ԇ‰ÂÌË „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó Ë ÔÓÓ‚Ó„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl, ˜ÚÓ Ë
Ì ÒÊËχ˛˘ËÂÒfl ˆÂÏÂÌÚ˚.
íËÍÒÓÚÓÔÌ˚ ˆÂÏÂÌÚÌ˚ ‡ÒÚ‚Ó˚16 —
èË ÒÓÒÚÓflÌËË ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ ‚
ÒÚ‡‰ËË 1 — ÍÓ„‰‡ ˆÂÏÂÌÚ Ô‰ÒÚ‡‚ÎflÂÚ
ÒÓ·ÓÈ ÊˉÍÛ˛ ÒÛÒÔÂÌÁ˲ — ÔÛÁ˚¸ÍË
„‡Á‡ ÏÓ„ÛÚ ÔÂ‰‚Ë„‡Ú¸Òfl ÔÓ ÒÚÓÎ·Û ˆÂÏÂÌÚ‡ ÚÓθÍÓ ‚ ÚÓÏ ÒÎÛ˜‡Â, ÂÒÎË Â„Ó Ô‰ÂÎ ÚÂÍÛ˜ÂÒÚË Ì‡ıÓ‰ËÚÒfl ÌËÊ ÍËÚ˘ÂÒÍÓÈ ‚Â΢ËÌ˚. ê‡Á‡·ÓÚ͇ ‡ÒÚ‚Ó‡ ÒÓ
ÒÚÂÏËÚÂθÌ˚Ï ‚ÓÁ‡ÒÚ‡ÌËÂÏ ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó Ì‡ÔflÊÂÌËfl Ò‰‚Ë„‡ ÒÔÓÒÓ·ÒÚ‚ÛÂÚ
Á‡ı‚‡ÚÛ ‚ıÓ‰fl˘Â„Ó „‡Á‡ ‰Ó ÚÓ„Ó, Í‡Í ÓÌ
ÒÏÓÊÂÚ ÔÓ‰ÌËχڸÒfl ‚ ÙÓÏ ÔÛÁ˚¸Í‡,
˜ÚÓ Ô‰ÓÚ‚‡˘‡ÂÚ ÒÓÓ·˘‡ÂÏÓÒÚ¸ ÁÓÌ
ËÎË „‡ÁÓÚ˜ÂÌË ‚ ̇Ô‡‚ÎÂÌËË ÛÒÚ¸fl.
í‡ÍÓ ÒÚÂÏËÚÂθÌÓ ‡Á‚ËÚË ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó Ì‡ÔflÊÂÌËfl Ò‰‚Ë„‡ Ë ÔÓfl‚Îfl˛Ú ÌÂÍÓÚÓ˚ ÚËÍÒÓÚÓÔÌ˚ ‡ÒÚ‚Ó˚.17
ëÛ˘ÂÒÚ‚ÛÂÚ ‰‚‡ ÒÔÓÒÓ·‡ Ôˉ‡Ú¸ ÚËÍÒÓÚÓÔÌ˚ ҂ÓÈÒÚ‚‡ ˆÂÏÂÌÚÌÓÏÛ ‡ÒÚ‚ÓÛ.
èÂ‚˚È Ò‚flÁ‡Ì Ò ÙÓÏËÓ‚‡ÌËÂÏ ÏËÍÓÍËÒÚ‡Î΢ÂÒÍÓÈ ÒÚÛÍÚÛ˚ ËÁ „ˉ‡ÚÓ‚
ÏËÌÂ‡ÎÓ‚ ÔÓ ‚ÒÂÏÛ Ó·˙ÂÏÛ ‡ÒÚ‚Ó‡, ‰Ó·‡‚Ë‚ Ì·Óθ¯Ó ÍÓ΢ÂÒÚ‚Ó „ËÔÒ‡, ·ÂÌÚÓÌËÚ‡ ËÎË ÍÂÏÌË‚˚ı χÚÂˇÎÓ‚. ùÚ‡
ıÛÔ͇fl ‚ÂÏÂÌ̇fl ÏËÍÓÒÚÛÍÚÛ‡ ÔÓ‰‰ÂÊË‚‡ÂÚ Ó·˙ÂÏ Ú‚Â‰ÓÈ Ù‡ÍˆËË ‡ÒÚ‚Ó‡ Ò Ò‡ÏÓ„Ó Ì‡˜‡Î‡ Â„Ó Á‡Ú‚ÓÂÌËfl.
ÇÚÓ‡fl ÏÂÚÓ‰Ë͇ Ô‰ÛÒχÚË‚‡ÂÚ ÔËÏÂÌÂÌË ÔÓÎËÏÂÓ‚ (‡ÒÚ‚ÓÂÌÌ˚ı ËÎË ‰ËÒÔÂ„ËÓ‚‡ÌÌ˚ı ‚ ‚Ӊ Á‡Ú‚ÓÂÌËfl), ÍÓÚÓ˚ үËÚ˚ ÏÂÊ‰Û ÒÓ·ÓÈ, Ó·‡ÁÛfl ‚
ÂÁÛθڇÚ ıËÏ˘ÂÒÍÓÈ ‡͈ËË Ò‡ÏÓÔÓ‰‰ÂÊË‚‡˛˘ËÈÒfl ‚flÁÍËÈ „Âθ.
èÂ‰‡‚‡ÂÏÓ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ‰‡‚ÎÂÌË ÚËÍÒÓÚÓÔÌ˚ı ÒËÒÚÂÏ ‰ÓÎÊÌÓ ÒÌËÁËÚ¸Òfl Í „‡‰ËÂÌÚÛ ‚Ó‰˚ Ë ÓÒÚ‡‚‡Ú¸Òfl Ú‡ÍÓ‚˚Ï ‰Ó ̇˜‡Î‡ ÔÓˆÂÒÒ‡ Òı‚‡Ú˚‚‡ÌËfl.
é‰Ì‡ÍÓ, ‚ ˝ÚÓÚ ÏÓÏÂÌÚ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓÂ
30
‰‡‚ÎÂÌË ÏÓÊÂÚ Ì‡˜‡Ú¸ Ô‡‰‡Ú¸, Ë „‡Á ÏÓÊÂÚ ‚ÓÈÚË ÔÓÒ‰ÒÚ‚ÓÏ Í‡ÍÓ„Ó-ÌË·Û‰¸
‰Û„Ó„Ó ÏÂı‡ÌËÁχ.
«äÂÔÍË ˆÂÏÂÌÚ˚» — ë‚ÓÈÒÚ‚‡ ÓÚ‚ÂʉÂÌÌÓ„Ó ˆÂÏÂÌÚ‡ ÏÓÊÌÓ ÏÓ‰ËÙˈËÓ‚‡Ú¸
‚Íβ˜ÂÌËÂÏ ‡Á΢Ì˚ı ‰Ó·‡‚ÓÍ. ëÌÓ‚‡
‚ÌËχÌË ÔË‚ÎÂ͇˛Ú ÔÓÎËÏÂÌ˚ ·ÚÂÍÒÌ˚ ‰Ó·‡‚ÍË, ‡Ì ÔÓÎۘ˂¯Ë ¯ËÓÍÓ ÔËÏÂÌÂÌË ‚ ‰Û„Ëı ÓÚ‡ÒÎflı ÔÓÏ˚¯ÎÂÌÌÓÒÚË, ·Î‡„Ó‰‡fl Ëı ÒÔÓÒÓ·ÌÓÒÚË
ÛÍÂÔÎflÚ¸ χÚÂˇÎ˚. Ç ÏÓ‰ËÙˈËÓ‚‡ÌÌ˚ı Ò ÔÓÏÓ˘¸˛ ·ÚÂÍÒ‡ ˆÂÏÂÌÚ‡ı ‚ÓÁÓÒ· ÔÓ˜ÌÓÒÚ¸ ̇ ‡Á˚‚, ÛÏÂ̸¯Ë·Ҹ
ÛÒ‡‰Í‡ ÔË „ˉ‡Ú‡ˆËË, ÔÓ‚˚ÒË·Ҹ ÒÚÓÈÍÓÒÚ¸ Í ‡ÒÚÂÒÍË‚‡Ì˲ Ë ÛÎÛ˜¯ËÎÓÒ¸
ÒˆÂÔÎÂÌË (ÒÏ. «á‡‚ËÒËÏÓÒÚ¸ Ô‰Â·
ÔÓ˜ÌÓÒÚË Ì‡ ÒʇÚË ÓÚ ÍÂÔÓÒÚË ˆÂÏÂÌÚ‡: ä‡ÚÍËÈ Ó·ÁÓ»).18
Прогнозирование миграции газа и выработка верного решения
ÇÓÓÛÊÂÌÌ˚ ÔÓÌËχÌËÂÏ ‰‡ÌÌÓ„Ó fl‚ÎÂÌËfl ËÌÊÂÌÂ˚ ÔÓ Á‡Í‡Ì˜Ë‚‡Ì˲ ÒÍ‚‡ÊËÌ
ÒÚÓflÚ ÔÂ‰ ÔÓ·ÎÂÏÓÈ Ì‡ıÓʉÂÌËfl ‚ÂÌ˚ı ¯ÂÌËÈ (cÏ. Ú‡·Î. 1, ÌËÊ ). èÓ„ÌÓÁËÓ‚‡ÌË ‚ÓÁÏÓÊÌÓÒÚË ÏË„‡ˆËË „‡Á‡
ÔÓÒΠÁ‡Í‡˜ÍË ˆÂÏÂÌÚ‡ ÔÓÁ‚ÓÎflÂÚ ÒÔÓÂÍÚËÓ‚‡Ú¸ ˝ÍÓÌÓÏ˘Ì˚ ÂÏÓÌÚÌ˚ ‡·ÓÚ˚
̇ ÓÒÌÓ‚Â ÓÚÌÓÒËÚÂθÌÓ„Ó ËÒ͇ ÏË„‡ˆËË
„‡Á‡.
åÓ‰ÂÎËÓ‚‡ÌË ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ Á‡ÚÛ‰ÌÂÌÓ, Ú‡Í Í‡Í ÓÌÓ Ò‚flÁ‡ÌÓ Ò fl‰ÓÏ ÒÎÓÊÌ˚ı
ÙËÁ˘ÂÒÍËı ÔÓˆÂÒÒÓ‚. ÅÓΠÚÓ„Ó, ÏË„-
‡ˆËfl „‡Á‡ — ˝ÚÓ fl‚ÎÂÌË ÌÂÛÒÚÓȘ˂ӄÓ
ÒÓÒÚÓflÌËfl, ‚Íβ˜‡˛˘Â ÏÂÌfl˛˘ËÂÒfl ÔÓÎfl
‰‡‚ÎÂÌËÈ, ËÁÏÂÌfl˛˘Û˛Òfl ÊˉÍÓÒÚÌÛ˛ ̇Ò˚˘ÂÌÌÓÒÚ¸ Ë ‡Á‚Ë‚‡˛˘Â χÚ˘ÌÛ˛
ÒÚÛÍÚÛÛ. çÂÓ‰ÌÓÓ‰ÌÓÒÚË ‚ÌÛÚË ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ÚÂÒÚ‡ ËÎË fl‚ÎÂÌËfl ̇ „‡ÌˈÂ
‡Á‰Â· Ò Ó·Ò‡‰ÌÓÈ ÍÓÎÓÌÌÓÈ ËÎË Ò ÔÓÓ‰ÓÈ ÏÓ„ÛÚ ÒÔÓ‚ÓˆËÓ‚‡Ú¸ Ú‡ÍË ÒÎÛ˜‡Ë,
Í‡Í ‡ÁÓ·˘ÂÌÌ˚È ÔÓ˚‚ „‡Á‡, ÍÓÚÓ˚Â,
ÔÓ ÓÔ‰ÂÎÂÌ˲, Ì Ô‰Ò͇ÁÛÂÏ˚. èÓ˝ÚÓÏÛ ÒÔÓ„ÌÓÁËÓ‚‡Ú¸ ÏË„‡ˆË˛ „‡Á‡ Ò ‡·ÒÓβÚÌÓÈ Ì‡‰ÂÊÌÓÒÚ¸˛ ÌÂθÁfl. çËÊ ÓÔËÒ˚‚‡ÂÚÒfl, Í‡Í ÍÓÏÔ‡ÌËfl Ñ‡Û˝ÎÎ
‡Á‡·Óڇ· ÚÂıÌËÍÛ ÏÓ‰ÂÎËÓ‚‡ÌËfl Ë
ÔÓ„‡ÏÏÌÓ ӷÂÒÔ˜ÂÌË ‰Îfl ÓˆÂÌÍË ËÒ͇ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡.19
åÂÚÓ‰ÓÎÓ„Ëfl ÍÓÏÔ‡ÌËË Ñ‡Û˝ÎÎ ÔÓ ÔÓ„ÌÓÁËÓ‚‡Ì˲ ‚ÓÁÏÓÊÌÓÒÚË ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ Ӊ˷Ҹ ‚ 1989 „. Ò ÔÓfl‚ÎÂÌËÂÏ ÎÓ„‡ËÙÏ˘ÂÒÍÓÈ ÎËÌÂÈÍË GASRULE. Ç ˝ÚÓÏ
ÔÓÒÚÓÏ, ÓÒÌÓ‚‡ÌÌÓÏ Ì‡ ÔË̈ËÔ ÎÓ„‡ËÙÏ˘ÂÒÍÓÈ ÎËÌÂÈÍË, ÏÂÚӉ ËÒÔÓθÁÛ˛ÚÒfl ÒÍ‚‡ÊËÌÌ˚ ‰‡ÌÌ˚Â, ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸
„‡ÁÓ‚Ó„Ó Ô·ÒÚ‡, „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍË ÛÒÎÓ‚Ëfl, ı‡‡ÍÚÂËÒÚËÍË ·ÛÙÂÌ˚ı ÊˉÍÓÒÚÂÈ
Ë ˆÂÏÂÌÚÌ˚ı ‡ÒÚ‚ÓÓ‚, Ó·˙ÂÏ˚ ‡ÒÚ‚ÓÓ‚ Ë ˝ÙÙÂÍÚË‚ÌÓÒÚ¸ Û‰‡ÎÂÌËfl ·ÛÓ‚Ó„Ó
‡ÒÚ‚Ó‡ ‰Îfl ÓˆÂÌÍË ˜ÂÚ˚Âı ·ÂÁ‡ÁÏÂÌ˚ı Ù‡ÍÚÓÓ‚: Ù‡ÍÚÓ ÔÓÓ‰˚, Ù‡ÍÚÓ
Û‰‡ÎÂÌËfl ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, Ù‡ÍÚÓ „ˉ-
퇷Îˈ‡ 1
åÂı‡ÌËÁÏ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ Ë ÓÔ‰ÂÎfl˛˘Ë هÍÚÓ˚
Потенциальный
дебит газа
Состояние
Механизм
Ограничивающие параметры
Вязкоупругая
жидкость
Пузырьковое течение
Трубное течение
Образование языков
вязкости
Трещины
Предел текучести, ширина зазора
Предел текучести, ширина зазора
Пластическая вязкость,
коэффициент вязкости
Упругость,
напряжение в затрубье,
время релаксации
10-9м3/сек
10-6м3/сек
10-7м3/сек
Образование языков
Трещины
Вязкость раствора
Упругость, трение Дарси,
напряжение в цементе,
упругость
Проницаемость,
трение Дарси,
капиллярное давление
10-6м3/сек
10-5м3/сек
Проводимость трещин,
проводимость границ разделов,
напряженное состояние
10-1м3/сек
Пористое тело
Просачивание
Упругое тело
Трещины
10-6м3/сек
10-9м3/сек
çÂÙÚ„‡ÁÓ‚Ó é·ÓÁÂÌËÂ
Рис. 9. Качественный прогноз миграции газа. Основанный по принципу логарифмической
линейки метод GASRULE для разработки оптимального решения по цементированию был
усовершенствован и включен как составная часть подхода к разработке количественного
дизайна цементирования скважины.
ÓÒÚ‡ÚËÍË Ë Ù‡ÍÚÓ ı‡‡ÍÚÂËÒÚËÍ ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ (ËÒ. 9). ä‡Ê‰˚È Ù‡ÍÚÓ
ÏÓÊÌÓ ÒÓÔÚËÏËÁËÓ‚‡Ú¸ ÓÚ‰ÂθÌÓ Ë Á‡ÚÂÏ
ÒÓ‚ÏÂÒÚËÚ¸ Ëı ‚ Û͇Á‡ÚÂÎÂ, Í·ÒÒËÙˈËÛ˛˘ÂÏ ‚ÓÁÏÓÊÌÓÒÚË ÍÓÌÚÓÎfl ÏË„‡ˆËË
„‡Á‡ Í‡Í «ÔÎÓıÛ˛», «ÛÏÂÂÌÌÛ˛» ËÎË «ÓÚ΢ÌÛ˛». ÅÛ‰Û˜Ë ÒÚÓ„Ó Í‡˜ÂÒÚ‚ÂÌÌ˚ÏË,
˝ÚË Í·ÒÒËÙË͇ˆËË ‚ÔÓÎÌ ÔÓÁ‚ÓÎfl˛Ú ÓÔÓ·Ó‚‡Ú¸ ‡ÁÌ˚ ‚‡ˇÌÚ˚ Á‡Í‡Ì˜Ë‚‡ÌËfl
‚ Ò‡‚ÌÂÌËË ‰Û„ Ò ‰Û„ÓÏ.
ìÒÓ‚Â¯ÂÌÒÚ‚Ó‚‡Ì˲ ÔÓ‰ıÓ‰‡ GASRULE ÒÔÓÒÓ·ÒÚ‚Ó‚‡ÎË ÚË ‡Á‡·ÓÚÍË.
ÇÓ-ÔÂ‚˚ı, ‚ 1990 „. ˝ÏÔË˘ÂÒÍËÈ Ù‡ÍÚÓ Û‰‡ÎÂÌËfl ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ ·˚Î Á‡ÏÂÌÂÌ ·ÓΠÍÓÏÔÎÂÍÒÌ˚Ï ÔÓ‰ıÓ‰ÓÏ, ÓÒÌÓ‚‡ÌÌÓÏ Ì‡ ÚÂıÌÓÎÓ„ËË Û‰‡ÎÂÌËfl
·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ Ñ‡Û˝ÎÎ WELLCLEAN,
Ò ÔÓÏÓ˘¸˛ ÍÓÚÓÓ„Ó ÔÓ‰·Ë‡˛ÚÒfl ÚËÔ˚
ÔÓÏ˚‚Ó˜Ì˚ı, ·ÛÙÂÌ˚ı ÊˉÍÓÒÚÂÈ ËÎË
·ÛÓ‚˚ı ‡ÒÚ‚ÓÓ‚ Ò Ó‰ÌÓ‚ÂÏÂÌÌ˚Ï
Û͇Á‡ÌËÂÏ Ô‰ÔÓ˜ÚËÚÂθÌÓÒÚË ÂÊËÏÓ‚
Á‡Ï¢ÂÌËfl — ÚÛ·ÛÎÂÌÚÌÓ„Ó ËÎË Î‡ÏË̇ÌÓ„Ó. ÇÓ-‚ÚÓ˚ı, „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍËÈ
Ù‡ÍÚÓ, ËÒÔÓθÁÛÂÏ˚È ‚ ÒËÒÚÂÏ GASRULE, ·˚Î Á‡ÏÂÌÂÌ ·ÓΠÒÚÓ„ËÏ ‡Ì‡ÎËÁÓÏ ÂÁÛθڇÚÓ‚ Á‡Í‡˜ÍË ˆÂÏÂÌÚ‡.
ÇÂÒ̇ 1998
íÂÚ¸fl ‡Á‡·ÓÚ͇ ÒËÏ‚ÓÎËÁËÛÂÚ ÒÓ·ÓÈ Ì‡Ë·Óθ¯ËÈ ÔÓ„ÂÒÒ. äÓ΢ÂÒÚ‚ÂÌÌ˚È ÔÓ‰ıÓ‰ Í ‡Á‡·ÓÚÍ ‰ËÁ‡È̇ ÚÂÔÂ¸
‚Íβ˜ËÎË ‚ ÔÓ„‡ÏÏÌÓ ӷÂÒÔ˜ÂÌËÂ
ÔÓÂÍÚËÓ‚‡ÌËfl Ë ÓˆÂÌÍË ÂÁÛθڇÚÓ‚
CemCADE (ËÒ. 10).20 Ç Ì‡ÒÚÓfl˘Â ‚ÂÏfl
ÏÓ‰Ûθ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ ÔÓ„‡ÏÏ˚ CemCADE ËÒÔÓθÁÛ˛Ú ‰Îfl ‡Á‡·ÓÚÍË Ë
ÓˆÂÌÍË ‡Î¸ÚÂ̇ÚË‚Ì˚ı ¯ÂÌËÈ. ùÚÓ ÏÂÚÓ‰ÓÎÓ„Ëfl fl‚ÎflÂÚÒfl Á̇˜ËÚÂθÌ˚Ï ‰ÓÒÚËÊÂÌËÂÏ ÔÓ Ò‡‚ÌÂÌ˲ Ò ÔÓ‰ıÓ‰ÓÏ GASRULE, ÌÓ ÔË ˝ÚÓÏ ÒÓı‡ÌflÂÚ ÒıÓÊËÂ
˜ÂÚ˚ ÔÓÂÍÚËÓ‚Ó˜Ì˚ı Ù‡ÍÚÓ‡: Ô·ÒÚÓ‚˚È Ù‡ÍÚÓ, Ù‡ÍÚÓ Û‰‡ÎÂÌËfl ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, ÔÓÒÎÂÁ‡ÎË‚Ó˜Ì˚È Ù‡ÍÚÓ Ë
Ù‡ÍÚÓ ‡·Ó˜Ëı ı‡‡ÍÚÂËÒÚËÍ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡.
è·ÒÚÓ‚˚È Ù‡ÍÚÓ — Ä̇ÎËÁ ̇˜Ë̇ÂÚÒfl Ò ÓÔËÒ‡ÌËfl ‚ÒÂı ‚ÓÁÏÓÊÌ˚ı „‡ÁÓÌÓÒÌ˚ı Ô·ÒÚÓ‚ — Ëı ‡ÒÔÓÎÓÊÂÌËÂ, ÏÓ˘ÌÓÒÚ¸, ‰‡‚ÎÂÌËÂ Ë ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸. ÑÎfl
ÓÔÚËÏËÁ‡ˆËË „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍËı ‡Ì‡ÎËÁÓ‚
Ú·ÛÂÚÒfl ÚÓ˜ÌÓ ‡ÒÔ‰ÂÎÂÌË ÔÓÓ‚Ó„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl ÔÓ „ÎÛ·ËÌÂ. çÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ Ú‡ÍÊ ͇˜ÂÒÚ‚ÂÌÌÓ ÓÔËÒ‡ÌË ÔÓÓ‚Ó„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl ‚ ‰Û„Ëı ÔÓÌˈ‡ÂÏ˚ı ÔÓÒÎÓflı Ë
„‡‰ËÂÌÚ „ˉÓ‡Á˚‚‡. ç‡ ÓÒÌÓ‚‡ÌËË
˝ÚËı Ô·ÒÚÓ‚˚ı Ô‡‡ÏÂÚÓ‚ ‡ÒÒ˜ËÚ˚‚‡ÂÚÒfl Ô·ÒÚÓ‚˚È Ù‡ÍÚÓ, ÓÔ‰ÂÎfl˛˘ËÈ ÒÚÂÔÂ̸ ËÒ͇ „‡ÁÓÚ˜ÂÌËfl.
óÂÏ ·Óθ¯Â ËÏÂÂÚÒfl ËÌÙÓχˆËË Ó·
˝ÚÓÏ Ô·ÒÚÂ, ÚÂÏ ·Óθ¯Â ‚ÂÓflÚÌÓÒÚ¸ ‡Á‡·ÓÚÍË ıÓÓ¯Â„Ó ‰ËÁ‡È̇. èÓÔ˚Ú͇ ÓÒÏ˚ÒÎËÚ¸ ÔÓ·ÎÂÏÛ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡, ÔÓθÁÛflÒ¸ Î˯¸ ÛÒ‰ÌÂÌÌ˚Ï „‡‰ËÂÌÚÓÏ
ÔÓÓ‚Ó„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl ÔÓ ‚ÒÂÏÛ ËÌÚÂ‚‡ÎÛ ÓÚÍ˚ÚÓ„Ó ÒÚ‚Ó· — Á‡‰‡˜‡ Úۉ̇fl.
î‡ÍÚÓ Û‰‡ÎÂÌËfl ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ —
ä‡Í ÛÊ ÛÔÓÏË̇ÎÓÒ¸ ‡ÌÂÂ, „·‚ÌÓÈ ˆÂθ˛ ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌËfl „‡ÁÓ‚Ó„Ó ËÌÚÂ‚‡Î‡
fl‚ÎflÂÚÒfl ÓÔÚËÏËÁ‡ˆËfl Û‰‡ÎÂÌËfl ·ÛÓ‚Ó„Ó
‡ÒÚ‚Ó‡. ÑÎfl Ô‰ÛÔÂʉÂÌËfl ÏË„‡ˆËË
„‡Á‡ Ó·flÁ‡ÚÂθÌ˚Ï fl‚ÎflÂÚÒfl Ô‡‚ËθÌÓÂ
ÔËÏÂÌÂÌËÂ ÚÂıÌÓÎÓ„ËË WELLCLEAN. ë
Ô‡ÍÚ˘ÂÒÍÓÈ ÚÓ˜ÍË ÁÂÌËfl ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ
ÔÓÎÛ˜ËÚ¸ ͇˜ÂÒÚ‚ÂÌÌÛ˛ ÁÓ̇θÌÛ˛ ËÁÓÎflˆË˛ 180-ÏÂÚÓ‚Ó„Ó ËÌÚÂ‚‡Î‡ ̇‰ ÍÓ‚ÎÂÈ „‡ÁÓÌÓÒÌÓÈ ÁÓÌ˚. Ç ÏÓ‰ÛΠÏË„‡ˆËË
„‡Á‡ ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ ËÏÂÚ¸ ËÌÙÓχˆË˛ Ó
ÌÂÒÍÓθÍËı Ù‡ÍÚÓ‡ı, ˜ÚÓ·˚ ÔÓÎÛ˜ËÚ¸ ͇˜ÂÒÚ‚ÂÌÌÓ ۉ‡ÎÂÌË ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡,
‡ ËÏÂÌÌÓ:
• Ù‡ÍÚÓ ˆËÍÛÎflˆËË ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ — ‰ÓÒÚ‡ÚÓ˜ÌÓ ÎË ‚ ÒÍ‚‡ÊËÌ ˆËÍÛÎËÓ‚‡ÎÒfl ·ÛÓ‚ÓÈ ‡ÒÚ‚Ó ÔÂ‰
Á‡Í‡˜ÍÓÈ ˆÂÏÂÌÚ‡.
• Ù‡ÍÚÓ WELLCLEAN — Ù‡ÍÚÓ Ó˜ËÒÚÍË,
Û˜ËÚ˚‚‡˛˘ËÈ ÂÁÛÎ¸Ú‡Ú Ó˜ËÒÚÍË ÔË Î‡ÏË̇ÌÓÏ ËÎË ÚÛ·ÛÎÂÌÚÌÓÏ Ú˜ÂÌËË
‰Îfl ‚˚·‡ÌÌÓ„Ó ‚‡ˇÌÚ‡ ÏÓ‰ÂÎËÓ‚‡ÌËfl ‚ ÒÓÓÚ‚ÂÚÒÚ‚ËË Ò ÛÒÎÓ‚ËflÏË ÒÍ‚‡ÊËÌ˚ Ë ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓÈ ÒÚÂÔÂÌË Û‰‡ÎÂÌËfl ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡. ê‡ÒÒ˜ËÚ˚‚‡ÂÚÒfl ‚ÂÏfl
ÚÛ·ÛÎÂÌÚÌÓÒÚË ÔÓ ÁÓÌÂ, ˝ÙÙÂÍÚË‚Ì˚È
Ó·˙ÂÏ ·ÛÙÂÌÓÈ ÊˉÍÓÒÚË ‰Îfl Á‡Ï¢ÂÌËfl ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ ‚ ·ÏË̇ÌÓÏ
ÔÓÚÓÍÂ Ë ˝ÙÙÂÍÚË‚Ì˚È Ó·˙ÂÏ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ ‰Îfl Á‡Ï¢ÂÌËfl ·ÛÙÂÌÓÈ
16. íËÍÒÓÚÓÔÌ˚ „ÂÎË ÔÓfl‚Îfl˛Ú ‚flÁÍÓÒÚ¸ ‚
ÒÚ‡Ú˘ÌÓÏ ÒÓÒÚÓflÌËË, ÌÓ ÒÚ‡ÌÓ‚flÚÒfl ·ÓÎÂÂ
ÊˉÍÓÓ·‡ÁÌ˚ÏË Ë ÏÂÌ ‚flÁÍËÏË ÔË
‡Áϯ˂‡ÌËË ËÎË ÔÂÂ͇˜Ë‚‡ÌËË Ì‡ÒÓÒ‡ÏË.
17. Sutton DL, Sabins F and Faul R: “Annular Gas-Flow
Theory and Prevention Methods Described,” Oil
and Gas Journal 82 (December 10, 1984): 84-92.
18. Ohama Y: “Polymer-Modified Mortars and Concretes,” in Ramachandran VS (ed): Concrete Admixtures Handbook: Properties, Science & Technology.
Park Ridge, New Jersey, USA: Noyes Publications
(1984): 337-429.
19. èË‚Ó‰Ëχfl ÏÂÚÓ‰ÓÎÓ„Ëfl ÔÓ„ÌÓÁËÓ‚‡ÌËfl ÓÒÌÓ‚‡Ì‡ ̇ ˝ÍÒÔÂËÏÂÌڇθÌÓÏ, ÚÂıÌÓÎӄ˘ÂÒÍÓÏ Ë
ÒÚ‡ÚËÒÚ˘ÂÒÍÓÏ ‡Ì‡ÎËÁÂ. Ç ˝ÚÓÏ ÔÓ‰ıӉ ‰ÓÔÛÒ͇ÂÚÒfl „‡ÁÓÚ˜ÂÌË ˜ÂÂÁ ÙÓÏËÛ˛˘Û˛Òfl ˆÂÏÂÌÚÌÛ˛ χÚˈÛ. ë ÔÓÏÓ˘¸˛ ˝ÚÓÈ ÏÓ‰ÂÎË ÌÂθÁfl
ÒÔÓ„ÌÓÁËÓ‚‡Ú¸ ÔÓfl‚ÎÂÌË „‡ÁÓÚ˜ÂÌËfl ˜ÂÂÁ
̉ÂÎË ËÎË ÏÂÒflˆ˚ ÔÓÒΠˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌËfl.
20. Catala G, de Montmollin V, Hayman A, Hutin R,
Rouault G, Guillot D, Jutten J, Qureshi U, Kelly B,
Piot B, Simien T and Toma I: “Modernizing Well
Cementation Design and Evaluation,” Oilfield
Review 3, no. 2 (April 1991): 55-71.
31
ÊˉÍÓÒÚË ‚ ·ÏË̇ÌÓÏ ÔÓÚÓÍ ‚ ÒÓÓÚ‚ÂÚÒÚ‚ËË Ò ÓˆÂÌÍÓÈ ÏÓ‰ÂÎËÓ‚‡ÌËfl Ò UÓ·‡ÁÌÓÈ ÚÛ·ÍÓÈ.
• Ù‡ÍÚÓ ‰‚ËÊÂÌËfl ÍÓÎÓÌÌ˚ — ÔÓÎÓÊËÚÂθÌ˚È Ù‡ÍÚÓ, ÒÔÓÒÓ·ÒÚ‚Û˛˘ËÈ ‡ÁÛ¯ÂÌ˲ ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó Ì‡ÔflÊÂÌËfl
Ò‰‚Ë„‡ ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, ӷ΄˜‡fl „Ó
Û‰‡ÎÂÌËÂ. ùÚÓÚ Ù‡ÍÚÓ Á‡‚ËÒËÚ ÓÚ ÚÓ„Ó,
˜ÚÓ ËÒÔÓθÁÛÂÚÒfl ‰Îfl ÔÓ‚˚¯ÂÌËfl ÔÓ‰‚ËÊÌÓÒÚË ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ — ‡Òı‡ÊË‚‡ÌË ÍÓÎÓÌÌ˚,  ‚‡˘ÂÌË ËÎË Ë ÚÓ
Ë ‰Û„ÓÂ.
• Ù‡ÍÚÓ ÌËÊÌÂÈ ˆÂÏÂÌÚËÓ‚Ó˜ÌÓÈ ÔÓ·ÍË — Á‡‚ËÒËÚ ÓÚ ÍÓ΢ÂÒÚ‚‡ ÌËÊÌËı ˆÂÏÂÌÚËÓ‚Ó˜Ì˚ı ÔÓ·ÓÍ, ËÒÔÓθÁÛÂÏ˚ı
‰Îfl ÛÏÂ̸¯ÂÌËfl ÒÚÂÔÂÌË Á‡„flÁÌÂÌËfl
‡ÒÚ‚ÓÓ‚ ÔË Ëı ÔÓ͇˜Ë‚‡ÌËË.
• Ù‡ÍÚÓ ÒÓ‚ÏÂÒÚËÏÓÒÚË ‡ÒÚ‚ÓÓ‚ — Ò‚flÁ‡Ì Ò ‚ÓÁÏÓÊÌ˚Ï ıËÏ˘ÂÒÍËÏ ‚Á‡ËÏÓ‰ÂÈÒÚ‚ËÂÏ ÏÂÊ‰Û ‡ÁÌ˚ÏË ‡ÒÚ‚Ó‡ÏË.
ëÛÏÏËÛfl ˝ÚË ÔflÚ¸ Ù‡ÍÚÓÓ‚, ‡ÒÒ˜ËÚ˚‚‡ÂÚÒfl ÔÓÒΉÌËÈ — Ù‡ÍÚÓ Û‰‡ÎÂÌËfl
·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡; ˜ÂÏ ·Óθ¯Â ÔÓÒΉÌflfl ‚Â΢Ë̇, ÚÂÏ ÎÛ˜¯Â ÓÊˉ‡ÂÏ˚È
ÂÁÛθڇÚ.
î‡ÍÚÓ ÂÁÛθڇÚÓ‚ Á‡Í‡˜ÍË ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó
‡ÒÚ‚Ó‡ — èÓÒΠÁ‡Í‡˜ÍË ‡ÒÚ‚Ó‡ ÔÓËÁ‚Ó‰ËÚÒfl ‡Ì‡ÎËÁ ‰Îfl ÓˆÂÌÍË ÒÚÂÔÂÌË ÒÂ¸ÂÁÌÓÒÚË ÔÓÚÂ̈ˇθÌÓÈ ÔÓ·ÎÂÏ˚ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ Ë ÓÔ‰ÂÎÂÌËfl ÔÓÎÂÁÌÓÒÚË
ÔÓÒÚ˚ı ¯ÂÌËÈ Í‡Í, ̇ÔËÏÂ, ÔÓ‰‡˜Û
‰‡‚ÎÂÌËfl ‚ Á‡ÚÛ·¸Â. ä‡Í ÛÊ ·˚ÎÓ Ò͇Á‡ÌÓ, ÏË„‡ˆËfl „‡Á‡ Ó·˚˜ÌÓ ÔÓ‚ÓˆËÛÂÚÒfl
ÔÓÚÂÂÈ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl.
ÑÎfl ÓÔËÒ‡ÌËfl Á‡„ÛÒÚ‚‡ÌËfl ‚‚‰ÂÌÓ ÔÓÌflÚË ̇ÔflÊÂÌËfl Ò‰‚Ë„‡ ̇ ÒÚÂÌÍ (WSS)
(ÒÏ. «ä‡Í „‡Á ÔÓÔ‡‰‡ÂÚ ‚ Á‡ÚÛ·ÌÓ ÔÓÒÚ‡ÌÒÚ‚Ó», ÒÚ. 21). äÓ„‰‡ WSS ‚ÓÁ‡ÒÚ‡ÂÚ,
Á‡ÚÛ·ÌÓ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ‰‡‚ÎÂÌË ԇ‰‡ÂÚ. äÓ„‰‡ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ ‰‡‚ÎÂÌËÂ
Ò‡‚ÌË‚‡ÂÚÒfl Ò ‰‡‚ÎÂÌËÂÏ Ô·ÒÚÓ‚Ó„Ó „‡Á‡, WSS ̇Á˚‚‡˛Ú «ÍËÚ˘ÂÒÍËÏ» (CWSS).
чθÌÂȯ ‚ÓÁ‡ÒÚ‡ÌË WSS Ò‚Âı ˝ÚÓÈ
ÍËÚ˘ÂÒÍÓÈ ‚Â΢ËÌ˚ ÔÓÁ‚ÓÎËÚ „‡ÁÛ ‚ÓÈÚË ‚ Á‡ÚÛ·¸Â. WSS Á‡‚ËÒËÚ ÓÚ Ú‡ÍËı Ô‡‡ÏÂÚÓ‚, Í‡Í ‰‡‚ÎÂÌË Ô·ÒÚÓ‚Ó„Ó „‡Á‡, ‰Ë‡ÏÂÚ ÓÚÍ˚ÚÓ„Ó ÒÚ‚Ó·, ÔÎÓÚÌÓÒÚ¸ Ë
‡ÒÔÓÎÓÊÂÌËfl ‡ÒÚ‚ÓÓ‚. éÌÓ Ú‡ÍÊ ˜Û‚ÒÚ‚ËÚÂθÌÓ Í ‰ÓÔÓÎÌËÚÂθÌÓÏÛ ‰‡‚ÎÂÌ˲ ‚
Á‡ÚÛ·¸Â, ÔËÒÛÚÒڂ˲ ̇ÛÊÌ˚ı Ô‡ÍÂÓ‚
Ë Í ÏÂÚÓ‰‡Ï ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌËfl — ̇ÔËÏÂ, ËÌÓ„‰‡ ÔËÏÂÌfl˛Ú ‰‚Ûı-ÒÚÛÔÂ̘‡ÚÓÂ
ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌË ‰Îfl ÔÓ‚˚¯ÂÌËfl ˝ÙÙÂÍÚË‚ÌÓÒÚË ÍÓÌÚÓÎfl ÏË„‡ˆËË „‡Á‡.
ë ÔÓÏÓ˘¸˛ ÔÓ„‡ÏÏ˚ CemCADE ‡ÒÒ˜ËÚ˚‚‡˛Ú WSS Ë ‰‡˛Ú ÓˆÂÌÍÛ ËÒÔÓθÁÓ‚‡Ì˲ ÏÓ‰ËÙË͇ÚÓÓ‚ „ˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓ„Ó
‰‡‚ÎÂÌËfl (̇ÔËÏÂ, ̇ÛÊÌ˚ ԇÍÂ‡
Öëê) ‰Îfl χÍÒËÏËÁ‡ˆËË ‚Â΢ËÌ˚ ÍËÚË-
32
Рис. 10. Проектировщик цементажа.
Программное
обеспечение CemCADE улучшает
дизайн и оценку
результатов цементирования. На
первой стадии прогона СemCADE определяются геометрические
параметры и конфигурация подлежащей цементированию скважины
(вверху). Затем определяются композиция, последовательность и
окончательное размещение в скважине бурового раствора, отмывающей
и буферной жидкости, головной и
хвостовой цементные растворы, а
также уточняются
значения гидростатического давления
(в середине). Модуль моделирования
заливки используется для определения требуемой
центровки и выбора
мощности закачки
при удалении бурового раствора;
рассчитываются
давление трения и
режимы потока
(внизу). Наконец,
операция моделируется с использованием модуля симуляции эффекта
U-образной трубки
для получения значений подачи насосов, при которых
должны закачиваться жидкости и
растворы.
çÂÙÚ„‡ÁÓ‚Ó é·ÓÁÂÌËÂ
˜ÂÒÍÓ„Ó ëWSS Ò ˆÂθ˛ Á‡‰Âʇڸ ÔÓÌËÍÌÓ‚ÂÌË „‡Á‡, ˜ÚÓ·˚ ‰‡Ú¸ ‡ÒÚ‚ÓÛ ÓÚ‚Â‰ÂÚ¸ ‰Ó ÚÓ„Ó, Í‡Í ‚ ÌÂ„Ó ‚ÓȉÂÚ „‡Á. é‰Ì‡ÍÓ, ‚ ˝ÚËı ‡Ò˜ÂÚ‡ı Ì ۘËÚ˚‚‡ÂÚÒfl
‚ÓÁÏÓÊ̇fl ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜‡, ÍÓÚÓ‡fl ÏÓÊÂÚ ÛÒÍÓËÚ¸ ÒÌËÊÂÌË ‰‡‚ÎÂÌËfl ‚ Á‡ÚÛ·¸Â.
î‡ÍÚÓ Ôӂ‰ÂÌËfl ‡ÒÚ‚Ó‡ — ÔÓÔ‡‚ ‚
ÒÚÓη ˆÂÏÂÌÚ‡, „‡Á ÏÓÊÂÚ ÏË„ËÓ‚‡Ú¸ ‚
̇Ô‡‚ÎÂÌËË ÚÓ˜ÍË ÔÓÌËÊÂÌÌÓ„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl. ëÓÔÓÚË‚ÎÂÌË „‡ÁÛ Á‡‚ËÒËÚ ÓÚ ÍÓÏÔÓÁˈËË ‡ÒÚ‚Ó‡. ÑÎfl Í‡Ê‰Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡
ÒÛ˘ÂÒÚ‚ÛÂÚ ÏËÌËχθÌÓ ̇ÔflÊÂÌËÂ
Ò‰‚Ë„‡ ̇ ÒÚÂÌÍ (MWSS), ‚˚¯Â ÍÓÚÓÓ„Ó
„‡Á ÏË„ËÓ‚‡Ú¸ Ì ÏÓÊÂÚ. MWSS Á‡‚ËÒËÚ
„·‚Ì˚Ï Ó·‡ÁÓÏ ÓÚ ıËÏ˘ÂÒÍÓ„Ó ÒÓÒÚ‡‚‡
‡ÒÚ‚Ó‡, ‡ Ú‡ÍÊ ÓÚ ÒÚ‡Ú˘ÂÒÍÓÈ ÚÂÏÔÂ‡ÚÛ˚ ̇ Á‡·ÓÂ.
ÑÎfl Í‡Ê‰Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ ÒÛ˘ÂÒÚ‚ÛÂÚ ÍËÚ˘ÂÒÍËÈ ‰Ë‡Ô‡ÁÓÌ WSS Ë, ÒΉӂ‡ÚÂθÌÓ,
ÍËÚ˘ÂÒÍËÈ ÔÂËÓ‰ ‚ÂÏÂÌË, ‚ Ú˜ÂÌËÂ
ÍÓÚÓÓ„Ó „‡Á ÏÓÊÂÚ ‚ıÓ‰ËÚ¸ ‚ ‡ÒÚ‚Ó.
ùÚÓÚ ÔÂËÓ‰ ̇˜Ë̇ÂÚÒfl ÒÓ ‚ÂÏÂÌË ‰ÓÒÚËÊÂÌËfl ‡ÒÚ‚ÓÓÏ ÍËÚ˘ÂÒÍÓ„Ó WSS
‰Ó ÚÓ„Ó ÏÓÏÂÌÚ‡, ÍÓ„‰‡ ÓÌ ÒÚ‡ÌÓ‚ËÚÒfl „‡ÁÓÌÂÔÓÌˈ‡ÂÏ˚Ï. éÔÚËÏËÁ‡ˆËfl ‰ËÁ‡È̇
ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ Á‡Íβ˜‡ÂÚÒfl ‚ ÒÓÍ‡˘ÂÌËË ˝ÚÓ„Ó ÔÂËÓ‰‡ ÔÓ‚˚¯ÂÌËÂÏ
ÍËÚ˘ÂÒÍÓ„Ó WSS, ÔÓÌËÊÂÌËÂÏ MWSS
ËÎË ÒÓÍ‡˘ÂÌËÂÏ ‚ÂÏÂÌË ÔÂÂıÓ‰‡ ÓÚ
CWSS Í MWSS.
Ñ‚ÛÏfl Ô‡‡ÏÂÚ‡ÏË, ÍÓÚÓ˚ ËÒÔÓθÁÛ˛ÚÒfl ÔÓ„‡ÏÏÓÈ Ñ‡Û˝ÎÎ CemCADE ‰Îfl
‡Ò˜ÂÚ‡ Ù‡ÍÚÓ‡ Ôӂ‰ÂÌËfl ‡ÒÚ‚Ó‡, fl‚Îfl˛ÚÒfl ÔÂÂıÓ‰ÌÓ ‚ÂÏfl Ë ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜‡.
óÂÏ ·˚ÒÚ ‡ÒÚ‚Ó ‡Á‚Ë‚‡ÂÚ „‡ÁÓÌÂÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚ¸, ÚÂÏ ÏÂ̸¯Â ‚ÂÓflÚÌÓÒÚ¸
‚ÓÁÌËÍÌÓ‚ÂÌËfl ÏË„‡ˆËË „‡Á‡. åÂ‡ ‡Á‚ËÚËfl ÓÚÌÓÒËÚÂθÌÓÈ ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚË ‡ÒÚ‚Ó‡ ‰Îfl „‡Á‡ ‚Ó ‚ÂÏfl „ˉ‡Ú‡ˆËË ÓÔ‰ÂÎflÂÚ ÒÔÓÒÓ·ÌÓÒÚ¸ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡
ÔÓÚË‚ÓÒÚÓflÚ¸ ‚ıÓʉÂÌ˲ „‡Á‡. ëÍÓÓÒÚ¸
ÒÌËÊÂÌËfl ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚË ‡ÒÚ‚Ó‡ Á‡ÏÂËÚ¸ ÚÛ‰ÌÓ. çÓ ÏÓÊÌÓ ÒÍÓÂÎËÓ‚‡Ú¸
ÛÏÂ̸¯ÂÌË ÔÓÌˈ‡ÂÏÓÒÚË ÒÓ ÒÍÓÓÒÚ¸˛
ËÁÏÂÌÂÌËfl Â„Ó ÍÓÌÒËÒÚÂÌÚÌÓÒÚË Ò ÔÓÏÓ˘¸˛ ÚÂÒÚ‡ Äçà ̇ ‚ÂÏfl Á‡„ÛÒÚ‚‡ÌËfl,
Ú.Â. ÔÂÂıÓ‰ÌÓ ‚ÂÏfl.
èË „ˉ‡Ú‡ˆËË ˆÂÏÂÌÚ‡ „·‚ÌÓÈ Ô˘ËÌÓÈ ÔÓÚÂË ÔÓÓ‚Ó„Ó ‰‡‚ÎÂÌËfl fl‚ÎflÂÚÒfl
ÛıÓ‰ ‚Ó‰˚ ‚ ÓÍÛʇ˛˘Ë ÔÓÓ‰˚. èÓ˝ÚÓÏÛ ÒÔÓÒÓ·ÌÓÒÚ¸ „‡Á‡ Í ÔÓÒ‡˜Ë‚‡Ì˲
ÏÓÊÌÓ ÓÚÌÂÒÚË Á‡ Ò˜ÂÚ ÔÓÚÂË ‚Ó‰˚ ‡ÒÚ‚ÓÓÏ. èÂÂıÓ‰ÌÓ ‚ÂÏfl Ë ‚Ó‰ÓÓÚ‰‡˜‡
Ó·˙‰ËÌÂÌ˚ Ó‰ÌËÏ ÚÂÏËÌÓÏ — Ù‡ÍÚÓÓÏ Ôӂ‰ÂÌËfl ‡ÒÚ‚Ó‡.
î‡ÍÚÓ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ — ‚Ò ‚˚¯ÂÓÔË-
ÇÂÒ̇ 1998
Ò‡ÌÌ˚ هÍÚÓ˚ Ó·˙‰ËÌfl˛ÚÒfl ‚ Ó‰ËÌ
ÍÓ̘Ì˚È — Ù‡ÍÚÓ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡.
éˆÂÌ͇ ËÒ͇, Ò‚flÁ‡ÌÌÓ„Ó Ò ÍÓÌÍÂÚÌ˚Ï
‰ËÁ‡ÈÌÓÏ ‡ÒÚ‚Ó‡, ·‡ÁËÛÂÚÒfl ̇ Ù‡ÍÚÓ ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ ÔÓ ¯Í‡Î ÓÚ «Ó˜Â̸
ÍËÚ˘ÂÒÍÓ„Ó» ‰Ó «Ó˜Â̸ ÌËÁÍÓ„Ó» ËÒ͇
ÏË„‡ˆËË „‡Á‡.
Заглядывая в будущее
ä‡Ê‰˚È ËÌÊÂÌÂ ÔÓ Á‡Í‡Ì˜Ë‚‡Ì˲ ÒÍ‚‡ÊËÌ Á̇ÂÚ, ˜ÚÓ ÏË„‡ˆËfl „‡Á‡ — ÔÓ·ÎÂχ
ÍÓÏÔÎÂÍÒ̇fl. ìÒÔ¯ÌӠ Ô‰ÛÔÂʉÂÌË Ú·ÛÂÚ Û˜ÂÚ‡ ‚ÒÂ„Ó Ì‡·Ó‡ Ù‡ÍÚÓÓ‚,
‚ÎËfl˛˘Ëı ̇ ÍÓ̘ÌÓ ͇˜ÂÒÚ‚Ó ˆÂÏÂÌÚËÓ‚‡ÌËfl. ã˛·˚ ÔÓÔ˚ÚÍË Û˜ËÚ˚‚‡Ú¸ Î˯¸
͇ÍÓÈ-ÌË·Û‰¸ Ó‰ËÌ Ù‡ÍÚÓ ËÁ ÔÂ˜Ìfl
‚ÓÁÏÓÊÌ˚ı ıËÏ˘ÂÒÍËı Ë ÏÂı‡Ì˘ÂÒÍËı
Ù‡ÍÚÓÓ‚ ÌÂËÁ·ÂÊÌÓ Ó͇̘˂‡˛ÚÒfl ÌÂÛ‰‡˜ÂÈ.
ìÊ Á‡ÔÛ˘Â̇ ÔÓ„‡Ïχ CemCADE ̇
Ô·ÚÙÓÏ PC. í‡ÍËÏ Ó·‡ÁÓÏ Á‡‚Â¯ËÎÒfl ÔÂÂıÓ‰ ÓÚ ËÒÔÓθÁÓ‚‡ÌËfl «Ô‡‚Ë· Ô‡‚ÓÈ ÛÍË» ÔË ‚˚·Ó ¯ÂÌËÈ
˜ÂÂÁ ˝Ú‡Ô ÎÓ„‡ËÙÏ˘ÂÒÍÓÈ ÎËÌÂÈÍË
‰Îfl ÓˆÂÌÍË ÏË„‡ˆËË „‡Á‡ Í ÍÓÏÔ¸˛ÚÂÌÓÈ ‡Á‡·ÓÚÍ ‰ËÁ‡ÈÌÓ‚ ˆÂÏÂÌÚÌ˚ı
‡ÒÚ‚ÓÓ‚. çÂÍÓÚÓ˚ ‰ÓÒÚËÊÂÌËfl Ë
ÚÂıÌÓÎÓ„ËË, ÓÒ‚fl˘ÂÌÌ˚ ‚ ̇ÒÚÓfl˘ÂÈ
ÒÚ‡Ú¸Â, ÔÓÒÎÛÊ‡Ú Ì ÚÓθÍÓ ·Ó¸·Â Ò ÏË„‡ˆËÂÈ „‡Á‡, ÌÓ Ë ÔÓ‚˚¯ÂÌ˲ ͇˜ÂÒÚ‚‡
‚ÒÂı ÍËÚ˘ÂÒÍËı Ú‡ÏÔÓ̇ÊÌ˚ı ‡·ÓÚ.
쉇ÎÂÌË ·ÛÓ‚Ó„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡, Ô‡‚ËθÌ˚È ‚˚·Ó ÚËÔ‡ ˆÂÏÂÌÚÌÓ„Ó ‡ÒÚ‚Ó‡ Ë
ÚÂıÌÓÎÓ„Ëfl ÚÓ˜ÌÓ„Ó Á‡Ú‚ÓÂÌËfl fl‚Îfl˛ÚÒfl
Íβ˜Â‚˚ÏË ˝ÎÂÏÂÌÚ‡ÏË ‡Á‚Ë‚‡˛˘Â„ÓÒfl
ÏË‡ ÔÓÂÍÚËÓ‚‡ÌËfl Ú‡ÏÔÓ̇ÊÌ˚ı ‡·ÓÚ Ë Ëı ËÒÔÓÎÌÂÌËfl.
—äî
33
Скачать