RU2841103C1 - Method of cementing wells in permafrost intervals - Google Patents

Method of cementing wells in permafrost intervals Download PDF

Info

Publication number
RU2841103C1
RU2841103C1 RU2024121251A RU2024121251A RU2841103C1 RU 2841103 C1 RU2841103 C1 RU 2841103C1 RU 2024121251 A RU2024121251 A RU 2024121251A RU 2024121251 A RU2024121251 A RU 2024121251A RU 2841103 C1 RU2841103 C1 RU 2841103C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cementing
cement
prepared
nitrate
mixing
Prior art date
Application number
RU2024121251A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Саморуков
Владимир Иванович Ноздря
Рустам Валерьевич Карапетов
Станислав Юрьевич Никитин
Original Assignee
Дмитрий Владимирович Саморуков
Владимир Иванович Ноздря
Рустам Валерьевич Карапетов
Станислав Юрьевич Никитин
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Владимирович Саморуков, Владимир Иванович Ноздря, Рустам Валерьевич Карапетов, Станислав Юрьевич Никитин filed Critical Дмитрий Владимирович Саморуков
Application granted granted Critical
Publication of RU2841103C1 publication Critical patent/RU2841103C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to a method of cementing wells in permafrost intervals. Method includes pumping to pipe space of design volume of grouting mortar and its pumping with direct forcing in one stage. Cementing is carried out using a grouting composition similar to that used during cementing of the direction and/or surface conductor. Dry grouting mixture is prepared during production by successive mixing of components in a mixing unit in accordance with the manufacturer's process chart. Tempering fluid is prepared directly on drilling site by means of introduction of rated number of components into process water. Introduction is carried out with continuous stirring, first at a slow rate, in order to avoid lump formation, introducing a synthetic sulphonated copolymer and stirring until its complete dissolution, then, with interval of 10 minutes, a polycarboxylate superplasticiser, a hardening agent and an antifreeze additive are added. Then the produced mixture is thoroughly stirred during 10 minutes. Then dry grouting mixture of factory readiness is added to the prepared tempering fluid.
EFFECT: higher efficiency of well construction in permafrost conditions.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли промышленности, а именно, к способу цементирования скважин в интервалах многолетнемерзлых пород и составу для цементирования, и может быть использовано для повышения качества строительства нефтяных и газовых скважин в условиях многолетнемерзлых пород путем реализации комплексных рецептурно-технологических решений, обеспечивающих в процессе крепления обсадных колонн в верхних интервалах, создание термодинамического барьера и предотвращающих возникновение заколонных перетоков, межколонных давлений, а таже растепления приустьевой зоны.The invention relates to the oil and gas production industry, namely, to a method for cementing wells in permafrost intervals and a composition for cementing, and can be used to improve the quality of construction of oil and gas wells in permafrost conditions by implementing complex formulation and technological solutions that ensure, during the process of fastening casing strings in the upper intervals, the creation of a thermodynamic barrier and preventing the occurrence of behind-the-casing flows, inter-casing pressures, as well as thawing of the wellhead zone.

Уровень техникиState of the art

Известно:It is known:

1. Применение композиции ускорителя схватывания для неорганических связующих веществ, которая содержит по меньшей мере один водорастворимый гребенчатый полимер, который включает структурные единицы (мет)акриловой кислоты, малеиновой кислоты, полиалкиленгликольвиниловых эфиров, полиалкиленгликольаллиловых эфиров и полиалкиленгликолевых эфиров (мет)акриловой кислоты и частицы гидрата силиката кальция при цементировании буровых нефтяных и газовых скважин в областях вечной мерзлоты и в шельфовой зоне, причем гребенчатый полимер представляет собой сополимер, который на основной цепи имеет боковые цепи, включающие полиэфирные функциональные группы, а также кислотные функциональные группы, а частицы гидрата силиката кальция являются менее чем 5 мкм, преимущественно менее чем 1 мкм, более предпочтительно менее чем 500 нм, особенно предпочтительно менее чем 200 нм и в особенности менее чем 100 нм.1. The use of a setting accelerator composition for inorganic binders, which comprises at least one water-soluble comb polymer, which comprises structural units of (meth)acrylic acid, maleic acid, polyalkylene glycol vinyl ethers, polyalkylene glycol allyl ethers and polyalkylene glycol ethers of (meth)acrylic acid and particles of calcium silicate hydrate in cementing oil and gas wells in permafrost regions and in the shelf zone, wherein the comb polymer is a copolymer, which on the main chain has side chains comprising polyether functional groups, as well as acid functional groups, and the particles of calcium silicate hydrate are less than 5 μm, preferably less than 1 μm, more preferably less than 500 nm, particularly preferably less than 200 nm and in particular less than 100 nm.

2. Применение по п. 1, при этом композиция ускорителя схватывания применяется в виде суспензии, предпочтительно в виде водной суспензии.2. Use according to claim 1, wherein the setting accelerator composition is used in the form of a suspension, preferably in the form of an aqueous suspension.

3. Применение по п. 1, при этом композиция ускорителя схватывания применяется в порошковой форме.3. Use according to paragraph 1, wherein the setting accelerator composition is used in powder form.

4. Применение по любому из пп. 1-3, при этом гребенчатый полимер находится в виде сополимера, который может быть получен путем радикальной сополимеризации кислотных мономеров и полиэфирных макромономеров, причем сополимер в совокупности содержит по меньшей мере 45 мол. %, предпочтительно по меньшей мере 80 мол. %, кислотных мономерных и/или полиэфирных макромономерных структурных единиц.4. The use according to any one of claims 1 to 3, wherein the comb polymer is in the form of a copolymer which can be obtained by radical copolymerization of acidic monomers and polyether macromonomers, wherein the copolymer in total contains at least 45 mol.%, preferably at least 80 mol.%, of acidic monomer and/or polyether macromonomer structural units.

5. Применение по п. 1, при этом гребенчатый полимер имеет среднюю молекулярную массу (Mw) от 5000 до 200000 г/моль, предпочтительно от 10000 до 80000 г/моль и в особенности от 20000 до 70000 г/моль, измеренную при помощи гельпроникающей хроматографии.5. The use according to claim 1, wherein the comb polymer has an average molecular weight (Mw) of 5000 to 200000 g/mol, preferably 10000 to 80000 g/mol and in particular 20000 to 70000 g/mol, measured by gel permeation chromatography.

6. Применение по п. 1, при этом молярное отношение кальция к кремнию в гидрате силиката кальция составляет от 0,6 до 2,0, предпочтительно от 1,1 до 1,8.6. The use according to claim 1, wherein the molar ratio of calcium to silicon in the calcium silicate hydrate is from 0.6 to 2.0, preferably from 1.1 to 1.8.

7. Применение по п. 6, при этом молярное отношение кальция к воде в гидрате силиката кальция составляет от 0,6 до 6, предпочтительно от 0,6 до 2,0 и в особенности от 0,8 до 2,0.7. The use according to claim 6, wherein the molar ratio of calcium to water in the calcium silicate hydrate is from 0.6 to 6, preferably from 0.6 to 2.0 and in particular from 0.8 to 2.0.

8. Применение по п. 7, при этом частицы гидрата силиката кальция могут быть получены путем реакции водорастворимого соединения кальция с водорастворимым силикатным соединением, причем реакцию проводят в присутствии водного раствора водорастворимого гребенчатого полимера, пригодного в качестве пластификатора для гидравлических связующих веществ.8. The use according to claim 7, wherein the particles of calcium silicate hydrate can be obtained by reacting a water-soluble calcium compound with a water-soluble silicate compound, wherein the reaction is carried out in the presence of an aqueous solution of a water-soluble comb polymer suitable as a plasticizer for hydraulic binders.

9. Применение по п. 1, при этом в качестве неорганических связующих веществ применяют портландцементы, кальцийалюминатные цементы, гипс, ангидрит, доменные шлаки, гранулированные доменные шлаки, летучую золу, кварцевую пыль, метакаолин, природные и синтетические пуццоланы и/или обожженные горючие сланцы, преимущественно портландцементы.9. Use according to paragraph 1, wherein Portland cements, calcium aluminate cements, gypsum, anhydrite, blast furnace slags, granulated blast furnace slags, fly ash, quartz dust, metakaolin, natural and synthetic pozzolans and/or burnt oil shales, primarily Portland cements, are used as inorganic binders.

10. Применение по п. 9, при этом связующие вещества используются в виде цементного шлама, причем величина вода/цемент предпочтительно находится в пределах от 0,2 до 1,0, в особенности в пределах от 0,3 до 0,6.10. The use according to claim 9, wherein the binders are used in the form of a cement slurry, wherein the water/cement ratio is preferably in the range from 0.2 to 1.0, in particular in the range from 0.3 to 0.6.

11. Применение по п. 10 для ускорения схватывания цементных шламов.11. Use according to item 10 to accelerate the setting of cement slurries.

12. Применение по п. 10 для сокращения времени, за которое статистическая прочность геля отверждаемых цементных шламов увеличивается от 100 фунт/100 фут2 (4,88 кг/м2) до 500 фунт/100 фут2 (24,4 кг/м2).12. The use of claim 10 for reducing the time it takes for the static gel strength of curable cement slurries to increase from 100 lb/100 ft2 (4.88 kg/ m2 ) to 500 lb/100 ft2 (24.4 kg/ m2 ).

13. Применение по п. 1 вместе с другими добавками, употребляемыми при цементировании буровых скважин, в особенности пластификаторами, водоудерживающими средствами и/или модифицирующими реологию добавками (см. пат.RU №2598945, МПК С 09 К 8/467, Е 21 В 33/138, опубл. 10.10.16 г., Бюл. №15).13. Use according to item 1 together with other additives used in cementing boreholes, in particular plasticizers, water-retaining agents and/or rheology-modifying additives (see patent RU No. 2598945, IPC C 09 K 8/467, E 21 B 33/138, published 10.10.16, Bulletin No. 15).

Недостатком указанного способа является недостаточно эффективное противодействие давлению подземных формирований и, таким образом, недостаточное предотвращение неконтролируемого появления жидкостей.The disadvantage of this method is that it is not effective enough to counteract the pressure of underground formations and, thus, does not prevent the uncontrolled appearance of liquids.

Известен способ крепления скважины направлением в разрезе многолетнемерзлых пород с высокой льдистостью, заключающийся в том, что бурят ствол скважины до устойчивых пород, бурение осуществляют без промывки скважины буровым раствором, спускают направление, состоящее из обсадных труб с теплоизолирующей оболочкой, направление оснащают центрирующими элементами, колонным башмаком и каналом для мониторинга температуры по всей длине направления, при этом при спуске направления в скважину с внешней стороны направления закрепляют трубы малого диаметра, которые образуют автономный канал для цементирования направления, по которому заколонное пространство заполняют от забоя до устья тампонажным раствором, одновременно с этим внутриколонное пространство заполняют незамерзающей жидкостью (см. пат.RU №2662830, МПК Е 21 В 33/14, Е 21 В 43/10, Е 21 В 36/00, опубл. 31.07.2018 г., Бюл. №22).A method is known for lining a well with a casing in a section of permafrost rocks with a high ice content, which consists in drilling a wellbore to stable rocks, drilling without flushing the well with drilling mud, lowering a casing consisting of casing pipes with a heat-insulating shell, equipping the casing with centering elements, a column shoe and a channel for monitoring the temperature along the entire length of the casing, while when lowering the casing into the well, small-diameter pipes are secured on the outside of the casing, which form an autonomous channel for cementing the casing, along which the annular space is filled from the bottom to the wellhead with a cementing slurry, while at the same time the casing space is filled with an antifreeze (see RU Patent No. 2662830, IPC E 21 B 33/14, E 21 B 43/10, E 21 B 36/00, published. 07/31/2018, Bulletin. No. 22).

Недостатком данного способа является недостаточное повышение качества крепления скважины и обеспечение ее эксплуатационной надежности в разрезе многолетнемерзлых пород с высокой льдистостью.The disadvantage of this method is the insufficient improvement of the well fastening quality and ensuring its operational reliability in the section of permafrost rocks with high ice content.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является:The closest in technical essence and achieved positive effect and accepted by the authors as a prototype is:

1. Способ цементирования эксплуатационной колонны газовой скважины в условиях многолетнемерзлых пород, включающий закачивание в трубное пространство буферной жидкости, тампонажного раствора и продавливание продавочной жидкостью, при этом в качестве буферной жидкости используют трехфазную пену, перед тампонажным раствором осуществляют закачивание тампонажного раствора облегченного с наполнителем - газонаполненными микросферами, а перед ним подают в трубное пространство суспензию, состоящую из незамерзающей жидкости, плотность которой выше плотности жидкости затворения указанного облегченного тампонажного раствора, и газонаполненных микросфер, обработанных кислотами шерстного жира в количестве 0,1-0,4% от их массы, при этом в указанной суспензии объем незамерзающей жидкости 1. A method for cementing a production string of a gas well in permafrost conditions, including pumping a spacer fluid and a cement slurry into the tubular space and squeezing with a squeezing fluid, wherein a three-phase foam is used as the spacer fluid, a lightweight cement slurry with a filler - gas-filled microspheres - is pumped in before the cement slurry, and before it a suspension is fed into the tubular space consisting of a non-freezing liquid, the density of which is higher than the density of the mixing liquid of the said lightweight cement slurry, and gas-filled microspheres treated with wool fat acids in an amount of 0.1-0.4% of their weight, wherein in the said suspension the volume of non-freezing liquid

масса указанных микросфер, QГМ=(V-Vж)⋅ρ,mass of the specified microspheres, Q GM = (VV f )⋅ρ,

где Vж - объем незамерзающей жидкости, м3;where V f is the volume of non-freezing liquid, m3 ;

ρ0 - насыпная плотность указанных микросфер, обработанных кислотами шерстного жира, кг/м;ρ 0 - bulk density of the specified microspheres treated with wool fat acids, kg/m;

ρ - плотность указанных микросфер, кг/м3;ρ - density of the specified microspheres, kg/ m3 ;

m - коэффициент раздвижки зерен указанных микросфер - 1,05-1,25;m - the coefficient of grain separation of the specified microspheres - 1.05-1.25;

V - объем кольцевого пространства от устья скважины до глубины залегания подошвы многолетнемерзлых пород, м3;V is the volume of the annular space from the wellhead to the depth of the permafrost base, m3 ;

Qгм - масса указанных микросфер, кг,Q gm - mass of the specified microspheres, kg,

указанное закачивание осуществляют в объеме, необходимом для заполнения кольцевого пространства от забоя скважины до кровли продуктивного пласта, указанную суспензию закачивают в объеме, необходимом для заполнения кольцевого пространства от устья скважины до подошвы многолетнемерзлых пород, а облегченного тампонажного раствора с газонаполненными микросферами - в объеме, необходимом для заполнения кольцевого пространства от кровли продуктивного пласта до подошвы многолетнемерзлых пород.the said pumping is carried out in the volume necessary to fill the annular space from the well bottom to the roof of the productive formation, the said suspension is pumped in the volume necessary to fill the annular space from the wellhead to the base of the permafrost rocks, and the lightweight cement slurry with gas-filled microspheres is pumped in the volume necessary to fill the annular space from the roof of the productive formation to the base of the permafrost rocks.

2. Способ по п. 1, при этом в качестве газонаполненных микросфер используют алюмосиликатные, или стеклянные, или полимерные газонаполненные микросферы (см. пат.RU №2281382, МПК Е 21 В 33/13, С 09 К 8/473, опубл. 10.08.2006 г., Бюл. №22).2. The method according to claim 1, wherein aluminosilicate, or glass, or polymer gas-filled microspheres are used as gas-filled microspheres (see patent RU No. 2281382, IPC E 21 B 33/13, C 09 K 8/473, published 10.08.2006, Bulletin No. 22).

Недостатком данного способа является низкая эффективность цементирования эксплуатационной колонны скважины в условиях многолетнемерзлых пород (ММП).The disadvantage of this method is the low efficiency of cementing the production well casing in permafrost conditions.

Раскрытие изобретения Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа цементирования скважин в интервалах многолетнемерзлых пород и состава для цементирования, т.е., разработка таких рецептурно-технологических решений, которые обеспечат нормальное отверждение тампонажного раствора в процессе крепления обсадных колонн в верхних интервалах, создание термодинамического барьера и предотвращение возникновения заколонных перетоков, межколонных давлений, а также растепления приустьевой зоны в условиях многолетнемерзлых пород (ММП).Disclosure of the invention The objective of the proposed invention is to develop a method for cementing wells in permafrost intervals and a composition for cementing, i.e., to develop such formulation and technological solutions that will ensure normal hardening of the cement slurry during the process of fastening casing strings in the upper intervals, the creation of a thermodynamic barrier and the prevention of the occurrence of behind-the-casing flows, inter-casing pressures, as well as thawing of the wellhead zone in permafrost conditions.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению эффективности строительства скважин в условиях многолетнемерзлых пород за счет минимизации риска вследствие недостаточного отверждения тампонажного раствора, проявления нежелательных теплообменник процессов, приводящих к растеплению устья скважины и снижению качества крепления обсадных колонн в интервалах криолитозоны, а также за счет предупреждения возникновения заколонных перетоков, грифонов и/или межколонных давлений благодаря применению специально разработанного состава для цементирования и усовершенствованной технологии цементирования.The technical result that can be obtained using the proposed invention is to increase the efficiency of well construction in permafrost conditions by minimizing the risk due to insufficient hardening of the cement slurry, the occurrence of undesirable heat exchanger processes leading to thawing of the wellhead and a decrease in the quality of fastening of casing strings in the cryolithozone intervals, as well as by preventing the occurrence of behind-the-casing flows, griffins and/or inter-casing pressures due to the use of a specially developed composition for cementing and an improved cementing technology.

Указанный технический результат достигается с помощью:The specified technical result is achieved with the help of:

1. Способ цементирования скважин в интервалах многолетнемерзлых пород и состав для цементирования, включающий закачивание в трубное пространство расчетного объема тампонажного раствора и закачивание его с прямой продавкой в одну ступень, при этом цементаж осуществляют с использованием тампонажного состава, аналогичного применяемому при цементировании направления и/или кондуктора, причем сухую тампонажную смесь подготавливают на производстве последовательным смешением компонентов в смесительном агрегате в соответствии с технологической картой изготовителя, а жидкость затворения готовят непосредственно на буровой посредством ввода расчетного количества компонентов в техническую воду, ввод осуществляют при непрерывном перемешивании, сначала медленным темпом, во избежание комкообразования, вводят синтетический сульфированный сополимер и перемешивают до его полного растворения, затем с интервалом 10 минут добавляют поликарбоксилатный суперпластификатор, ускоритель схватывания и противоморозную добавку, после чего полученную смесь тщательно перемешивают в течение 10 минут, далее в приготовленную жидкость затворения вводят сухую тампонажную смесь заводской готовности, при этом тампонажный раствор имеет следующий компонентный состав, масс. %:1. A method for cementing wells in permafrost intervals and a cementing composition comprising pumping a calculated volume of cement slurry into the tubular space and pumping it with direct squeezing in one stage, wherein cementing is carried out using a cementing composition similar to that used for cementing the direction and/or conductor, wherein the dry cement slurry is prepared at the plant by sequentially mixing the components in a mixing unit in accordance with the manufacturer's process chart, and the mixing fluid is prepared directly at the drilling site by introducing the calculated amount of components into process water, the introduction is carried out with continuous mixing, first at a slow pace, in order to avoid lump formation, a synthetic sulfonated copolymer is introduced and mixed until it is completely dissolved, then a polycarboxylate superplasticizer, a setting accelerator and an antifreeze additive are added at 10-minute intervals, after which the resulting mixture is thoroughly mixed for 10 minutes, then 100% of the prepared mixing fluid is introduced into the prepared dry cement mixture of factory readiness, while the cement slurry has the following component composition, mass %:

- Полицем Гипс - Гипс Г-18 - вяжущее гипсовое высокопрочное сепарированное специального назначения для тампонажных растворов - 38,37-45,35;- Politsem Gips - Gips G-18 - high-strength separated gypsum binder for special purposes for cement slurries - 38.37-45.35;

- Ультрацемент-5 - микронизированный тампонажный портландцемент - 6,98-17,44;- Ultracement-5 - micronized oil well portland cement - 6.98-17.44;

- ПЦТ-1-50 - стандартный портландцемент тампонажный бездобавочный для низких и нормальных температур - 1,39-10,46;- PCT-1-50 - standard Portland cement without additives for low and normal temperatures - 1.39-10.46;

- ДР-50 - расширяющая добавка (САБВ - сульфоалюминатное белитовое вяжущее) - 4,88-6,98;- DR-50 - expanding additive (SABV - sulfoaluminate belite binder) - 4.88-6.98;

Полые стеклянные микросферы - теплоизолирующая добавка (газонаполненный стеклянный гранулят) - 3,49-10,46;Hollow glass microspheres - heat-insulating additive (gas-filled glass granulate) - 3.49-10.46;

- Полицем Пласт-1 - поликарбоксилатный суперпластификатор - 0,14-0,7;- Politsem Plast-1 - polycarboxylate superplasticizer - 0.14-0.7;

- Полицем Газблок - сульфированный синтетический сополимер - 0,007-0,014;- Policem Gasblock - sulphonated synthetic copolymer - 0.007-0.014;

- Моноэтиленгликоль - многоатомный спирт - 3,1-5,23;- Monoethylene glycol is a polyhydric alcohol - 3.1-5.23;

- Нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК) или Нитрит-нитрат кальция (ННК) или Нитрат кальция (НК) или Нитрит-нитрат кальция + Муравьинокислый кальций, не содержащий хлоридов и/или нейтрализующий их агрессивное действие ускоритель схватывания, ингибитор коррозии металла обсадных труб смешанного типа - 0,7-1,39;- Calcium nitrite-nitrate-chloride (NNHC) or Calcium nitrite-nitrate (NNK) or Calcium nitrate (NK) or Calcium nitrite-nitrate + Calcium formate, which does not contain chlorides and/or neutralizes their aggressive action, a setting accelerator, a mixed-type corrosion inhibitor for casing metal - 0.7-1.39;

- Пресная техническая (водопроводная) вода - остальное 23,72-28,25.- Fresh technical (tap) water - the rest is 23.72-28.25.

2. Способ цементирования скважин в интервалах многолетнемерзлых пород и состав для цементирования по п.п. 1., при этом цементаж осуществляют через бурильные трубы при креплении обсадных колонн диаметром 324 мм и более, при этом башмак цементируемой колонны оснащают специальным устройством для герметизации, причем сухую тампонажную смесь подготавливают на производстве последовательным смешением компонентов в смесительном агрегате в соответствии с технологической картой изготовителя, а жидкость затворения готовят непосредственно на буровой посредством ввода расчетного количества компонентов в техническую воду, ввод осуществляют при непрерывном перемешивании, сначала медленным темпом, во избежание комкообразования, вводят синтетический сульфированный сополимер и перемешивают до его полного растворения, затем с интервалом 10 минут добавляют поликарбоксилатный суперпластификатор, ускоритель схватывания и противоморозную добавку, после чего полученную смесь тщательно перемешивают в течение 10 минут, далее в приготовленную жидкость затворения вводят сухую тампонажную смесь заводской готовности, при этом тампонажный раствор имеет следующий компонентный состав, масс. %:2. Method of cementing wells in permafrost intervals and composition for cementing according to paragraphs. 1., wherein cementing is carried out through drill pipes when fastening casing columns with a diameter of 324 mm or more, wherein the shoe of the cemented column is equipped with a special device for sealing, wherein the dry cementing mixture is prepared at the plant by sequentially mixing the components in a mixing unit in accordance with the manufacturer's process chart, and the mixing liquid is prepared directly at the drilling site by introducing the calculated amount of components into process water, the introduction is carried out with continuous mixing, first at a slow pace, in order to avoid lump formation, a synthetic sulfonated copolymer is introduced and mixed until it is completely dissolved, then a polycarboxylate superplasticizer, setting accelerator and antifreeze additive are added at intervals of 10 minutes, after which the resulting mixture is thoroughly mixed for 10 minutes, then a dry cementing mixture of factory readiness is introduced into the prepared mixing liquid, wherein the cementing slurry has the following component composition, mass %:

- Полицем Гипс - Гипс Г-18 - вяжущее гипсовое высокопрочное сепарированное специального назначения для тампонажных растворов - 38,37-45,35;- Politsem Gips - Gips G-18 - high-strength separated gypsum binder for special purposes for cement slurries - 38.37-45.35;

- Ультрацемент-5 - микронизированный тампонажный портландцемент -6,98-17,44;- Ultracement-5 - micronized oil well portland cement -6.98-17.44;

- ПЦТ-1-50 - стандартный портландцемент тампонажный бездобавочный для низких и нормальных температур - 1,39-10,46;- PCT-1-50 - standard Portland cement without additives for low and normal temperatures - 1.39-10.46;

- ДР-50 - расширяющая добавка (САБВ - сульфоалюминатное белитовое вяжущее) - 4,88-6,98;- DR-50 - expanding additive (SABV - sulfoaluminate belite binder) - 4.88-6.98;

Полые стеклянные микросферы - теплоизолирующая добавка (газонаполненный стеклянный гранулят) - 3,49-10,46;Hollow glass microspheres - heat-insulating additive (gas-filled glass granulate) - 3.49-10.46;

- Полицем Пласт-1 - поликарбоксилатный суперпластификатор - 0,14-0,7;- Politsem Plast-1 - polycarboxylate superplasticizer - 0.14-0.7;

- Полицем Газблок - сульфированный синтетический сополимер - 0,007-0,014;- Policem Gasblock - sulphonated synthetic copolymer - 0.007-0.014;

- Моноэтиленгликоль - многоатомный спирт - 3,1-5,23;- Monoethylene glycol is a polyhydric alcohol - 3.1-5.23;

- Нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК), или Нитрит-нитрат кальция (ННК), или Нитрат кальция (НК), или Нитрит-нитрат кальция + Муравьинокислый кальций, не содержащий хлоридов и/или нейтрализующий их агрессивное действие ускоритель схватывания, ингибитор коррозии металла обсадных труб смешанного типа - 0,7-1,39;- Calcium nitrite-nitrate-chloride (NNHC), or Calcium nitrite-nitrate (NNK), or Calcium nitrate (NK), or Calcium nitrate-nitrate + Calcium formate, a chloride-free and/or chloride-neutralizing setting accelerator, mixed-type casing metal corrosion inhibitor - 0.7-1.39;

- Пресная техническая (водопроводная) вода - остальное 23,72-28,25.- Fresh technical (tap) water - the rest is 23.72-28.25.

Краткое описание чертежей и иных материаловBrief description of drawings and other materials

На фиг.1 дан способ цементирования скважин в интервалах многолетнемерзлых пород и состав для цементирования, состав для цементирования, таблица.Fig. 1 shows a method for cementing wells in permafrost intervals and a composition for cementing, a composition for cementing, a table.

На фиг.2, то же, график лабораторного тестирования состава для цементирования.Fig. 2, also, shows a graph of laboratory testing of the cementing composition.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Способ цементирования скважин в интервалах многолетнемерзлых пород и состав для цементирования обеспечивают в комплексе, во-первых, стойкость к замерзанию при температуре до -10°С, во-вторых, отсутствие эффекта подтаивания на контакте «цементный раствор - ММП» в процессе закачки и затвердевания и в-третьих, создание термодинамического барьера, предупреждающего возникновение нежелательного теплообмена вызывающего растепление приустьевой зоны при освоении и эксплуатации скважины. Коэффициент теплопроводности получаемого цементного камня может достигать 0,15 Вт/м⋅К. Повышение температуры комплексной тампонажной смеси при отверждении не превышает 4 градусов. Стойкость к замерзанию тампонажного состава в процессе затворения и закачки, а главное, в процессе затвердевания цемента обеспечивается введением в рецептуру противоморозной добавки. Морозостойкость тампонажного состава определяет параметры его загустевания, схватывания и набора прочности цементного камня в условиях отрицательных температур. В случае недостаточной морозостойкости тампонажного раствора его замерзание происходит до или в процессе схватывания, при этом образования и набора прочности цементного камня либо не происходит, либо он происходит частично. В такой ситуации, после запуска скважины в эксплуатацию, из-за возникающего теплообмена происходит оттаивание замерзшего тампонажного раствора и его расслоение на твердую и жидкую фазы. В результате цементное кольцо за колонной не формируется, герметичность крепи отсутствует, а в верхней части зоны расслоения растепленного тампонажного раствора под действием продольного изгиба, обсадная колонна теряет устойчивость. Минимизация температуры разогрева тампонажной смеси в процессе загустевания и затвердевания имеет ключевое значение с точки зрения предупреждения возникновения заколонных перетоков и обеспечения герметичности крепи обсадных колонн в интервалах ММП. Выделяющаяся в процессе гидратации, традиционно применяемых тампонажных растворов, теплота определяет эффект подтаивания льдистых образований криолитозоны на контакте «порода-тампонажный раствор», что даже в условиях, обеспечивающих затвердевание и образование цементного кольца с заданными прочностными параметрами, создает предпосылки к формированию проводящих каналов высокой проницаемости и протяженности в заколонном пространстве цементируемых скважин в зонах ММП. Образование именно этих каналов определяет негерметичность крепи обсадных колонн и возникновение заколонной миграции пластового флюида, межколонных давлений, грифонов и т.п. Предлагаемое изобретение обеспечивает минимизацию температурных колебаний в процессе загустевания тампонажного раствора и затвердевания цементного камня.The method of well cementing in permafrost intervals and the cementing composition provide, firstly, resistance to freezing at temperatures down to -10°C, secondly, the absence of the thawing effect at the "cement slurry - permafrost" contact during pumping and hardening, and thirdly, the creation of a thermodynamic barrier preventing the occurrence of undesirable heat exchange causing thawing of the wellhead zone during well development and operation. The thermal conductivity coefficient of the resulting cement stone can reach 0.15 W / m⋅K. The increase in temperature of the complex cementing mixture during hardening does not exceed 4 degrees. Freezing resistance of the cementing composition during mixing and pumping, and most importantly, during cement hardening is ensured by introducing an antifreeze additive into the formulation. Frost resistance of the cementing composition determines the parameters of its thickening, setting and strength gain of the cement stone under sub-zero temperatures. In case of insufficient frost resistance of the cement slurry, it freezes before or during the setting process, while the formation and gain of strength of the cement stone either does not occur or occurs partially. In such a situation, after the well is put into operation, due to the resulting heat exchange, the frozen cement slurry thaws and separates into solid and liquid phases. As a result, the cement ring behind the column is not formed, the lining is not tight, and in the upper part of the zone of stratification of the thawed cement slurry, under the action of longitudinal bending, the casing loses stability. Minimizing the heating temperature of the cement slurry during thickening and hardening is of key importance in terms of preventing the occurrence of behind-the-casing flows and ensuring the tightness of the casing lining in the permafrost intervals. The heat released during the hydration of traditionally used cement slurries determines the effect of thawing of ice formations of the cryolithozone at the contact "rock-cement slurry", which, even under conditions that ensure hardening and formation of a cement ring with specified strength parameters, creates prerequisites for the formation of conductive channels of high permeability and length in the annular space of cemented wells in permafrost zones. The formation of these channels determines the leakage of the casing support and the occurrence of behind-the-annular migration of formation fluid, inter-annular pressures, griffins, etc. The proposed invention ensures the minimization of temperature fluctuations in the process of thickening of the cement slurry and hardening of the cement stone.

Механизм реализации эффекта минимизации температурных колебаний обусловлен специфическим характером взаимодействия при гидратации тампонажного состава, а именно способностью, входящего в рецептуру, многоатомного спирта изначально связывать определенный объем воды и постепенно высвобождать его при гидратации тампонажного состава. При этом процесс высвобождения связанной воды происходит дискретно, вследствие чего линейная интенсивность роста температуры при гидратации имеет минимальные значения за счет замедления конвективного теплообмена с внешней средой, имеющей отрицательную температуру. Снижение скорости выделения теплоты обеспечивает ее плавное поглощение, не достигая значений температуры, вызывающей активное таяние пород криолитозоны.The mechanism for implementing the effect of minimizing temperature fluctuations is due to the specific nature of the interaction during hydration of the cement composition, namely the ability of the polyhydric alcohol included in the formulation to initially bind a certain volume of water and gradually release it during hydration of the cement composition. In this case, the process of releasing bound water occurs discretely, as a result of which the linear intensity of temperature growth during hydration has minimal values due to the slowdown of convective heat exchange with the external environment, which has a negative temperature. A decrease in the rate of heat release ensures its smooth absorption, without reaching the temperature values that cause active melting of cryolithozone rocks.

Эффект был изучен в процессе комплексного лабораторного исследования загустевания и твердения разработанного тампонажного состава. Данные лабораторного тестирования разработанной тампонажной смеси по исследованию кинетики набора консистенции в условиях пониженной температуры +5°С, показывают, что колебания температуры при загустевании предварительно охлажденной тампонажной смеси не превышали предела ±3°С. Создание термодинамического барьера, изолирующего нежелательное тепловое воздействие на породы криолитозоны при освоении и эксплуатации скважин обеспечивается снижением величины теплопроводности цементного камня посредством введения в состав тампонажной смеси теплоизолирующих материалов и/или аэрации тампонажного раствора непосредственно при закачке в процессе крепления. В качестве теплоизолирующей добавки используются полые стеклянные микросферы, либо другие материалы позволяющие формировать в структуре цементного камня распределенные воздушные газонаполненные полости. Кроме этого, предлагаемый способ крепления скважин в условиях ММП предусматривает физико-химическую аэрацию тампонажного раствора, реализуемую введением в рецептуру пенообразователя и использованием аэрирующих технических средств в процессе цементирования. Аэрация тампонажного раствора может применяться как в качестве основного, так и вспомогательного решения, обеспечивающего создание теплоизолирующего барьера в структуре цементного камня. Также аэрация позволяет придать тампонажному раствору гидромеханическую упругость за счет энергии сжатой газовой фазы при закачке, что позволяет значительно повысить качество цементирования за счет увеличения адгезии цементного кольца на контактах, особенно при условии проведения ОЗЦ под давлением.The effect was studied in the process of complex laboratory research of thickening and hardening of the developed cement slurry. The data of laboratory testing of the developed cement slurry on studying the kinetics of consistency gain under conditions of reduced temperature of +5°C show that temperature fluctuations during thickening of the pre-cooled cement slurry did not exceed the limit of ±3°C. Creation of a thermodynamic barrier isolating undesirable thermal impact on cryolithozone rocks during well development and operation is ensured by reducing the thermal conductivity of cement stone by introducing heat-insulating materials into the cement slurry and/or aeration of the cement slurry directly during pumping during the casing process. Hollow glass microspheres or other materials allowing the formation of distributed air-filled cavities in the structure of cement stone are used as a heat-insulating additive. In addition, the proposed method of well casing in permafrost conditions provides for physical and chemical aeration of the cement slurry, implemented by introducing a foaming agent into the formulation and using aerating technical means during cementing. Aeration of the cement slurry can be used both as the main and auxiliary solution, ensuring the creation of a heat-insulating barrier in the structure of the cement stone. Aeration also allows imparting hydromechanical elasticity to the cement slurry due to the energy of the compressed gas phase during injection, which allows significantly improving the quality of cementing due to increased adhesion of the cement ring on the contacts, especially under the condition of conducting OZC under pressure.

Пример конкретного выполнения способа цементирования скважин в интервалах многолетнемерзлых пород и состав для цементирования.An example of a specific implementation of the method of cementing wells in permafrost intervals and a composition for cementing.

На этапе подготовки к цементированию выполняются необходимые геофизические исследования и уточняющие расчеты по определению количества тампонажного раствора, его параметров и режима закачки. Согласно существующей практике проектирования конструкций скважин интервалы ММП приурочены к верхней части геологического разреза и перекрываются разобщением, как правило, первыми двумя обсадными колоннами направление и/или кондуктор.At the stage of preparation for cementing, the necessary geophysical studies and clarifying calculations are carried out to determine the amount of cement slurry, its parameters and injection mode. According to the existing practice of designing well structures, the permafrost intervals are confined to the upper part of the geological section and are covered by isolation, as a rule, by the first two casing strings direction and/or conductor.

Сухую тампонажную смесь подготавливают на производстве последовательным смешением компонентов п.п. 1-5 табл. в смесительном агрегате в соответствии с технологической картой предприятия-изготовителя. Расфасовывают и поставляют в мешках по 1000 кг. Жидкость затворения готовят непосредственно на буровой посредством ввода расчетного количества компонентов п.п. 6-9 табл. в техническую воду. Ввод осуществляют при непрерывном перемешивании. В первую очередь медленным темпом, во избежание комкообразования, вводят сульфированный синтетический сополимер до его полного растворения. Затем, с интервалом 10 минут добавляют поликарбоксилатный суперпластификатор, ускоритель схватывания и противоморозную добавку, после чего полученную смесь тщательно перемешивают в течение 10 минут.The dry cement mixture is prepared at the production site by sequentially mixing the components of items 1-5 of the table in a mixing unit in accordance with the manufacturing process chart. It is packaged and supplied in 1000 kg bags. The mixing fluid is prepared directly at the drilling site by introducing the calculated amount of components of items 6-9 of the table into the process water. The introduction is carried out with continuous stirring. First, the sulfonated synthetic copolymer is introduced slowly, to avoid lump formation, until it is completely dissolved. Then, at 10-minute intervals, the polycarboxylate superplasticizer, setting accelerator and antifreeze additive are added, after which the resulting mixture is thoroughly mixed for 10 minutes.

Технически предлагаемый способ реализуют следующим образом. Цементаж направления осуществляют по стандартной технологии. После спуска обсадной колонны затворяют расчетный объем тампонажного раствора и закачивают с прямой продавкой в одну ступень. Содержание теплоизолирующей добавки подбирают в заданном диапазоне из расчета обеспечения требуемой теплоизолирующей способности цементного камня, а также заданных реологических и технологических параметров тампонажного раствора в зависимости от типа используемой добавки и инженерно-геологических условий цементирования. При этом, тампонажный состав должна набирать не менее 80% от заданных прочностных параметров в течение 16 часов. Полное время ожидания затвердевания цемента не должно превышать 24 часа.Technically, the proposed method is implemented as follows. Cementation of the direction is carried out using standard technology. After lowering the casing string, the calculated volume of cement slurry is closed and pumped with direct squeezing in one stage. The content of the heat-insulating additive is selected in a given range based on ensuring the required heat-insulating capacity of the cement stone, as well as the specified rheological and technological parameters of the cement slurry depending on the type of additive used and the engineering and geological conditions of cementing. In this case, the cement composition must gain at least 80% of the specified strength parameters within 16 hours. The total waiting time for cement hardening should not exceed 24 hours.

Цементаж кондуктора может осуществляться двумя способами.Cementation of the conductor can be carried out in two ways.

Вариант 1. Цементаж осуществляют прямой продавкой в одну ступень с использованием тампонажного раствора, аналогично применяемому при цементировании направления. Этот вариант является безальтернативным, в случае, когда конструкция скважины предусматривает перекрытие интервалов криолитозоны только одной колонной.Option 1. Cementation is carried out by direct squeezing in one stage using a cementing solution, similar to that used for direction cementing. This option is the only one in the case when the well design provides for the overlap of cryolithozone intervals with only one column.

Вариант 2. Цементаж кондуктора осуществляют через бурильные трубы и рекомендуют к применению при креплении обсадных колонн диметром 324 мм и более. Цементаж через бурильные трубы позволяет эффективно контролировать скорость и объемы продавки, получить заданную плотность на выходе и минимизировать временные технологические потери. При цементировании через бурильные трубы башмак цементируемой колонны оснащают специальным устройством для герметизации.Option 2. Cementation of the conductor is carried out through drill pipes and is recommended for use when fastening casing columns with a diameter of 324 mm and more. Cementation through drill pipes allows for effective control of the speed and volume of squeezing, obtaining a specified density at the output and minimizing temporary process losses. When cementing through drill pipes, the shoe of the cemented column is equipped with a special device for sealing.

При использовании аэрированного тампонажного раствора устьевую часть направления оснащают устройством, обеспечивающим герметизацию кольцевого пространства между направлением и кондуктором кессоном. После спуска кондуктора, нагнетательный манифольд оснащают эжектором для ввода газовой фазы в тампонажный раствор на потоке. Требуемую степень аэрации определяют расчетным путем на основе результатов лабораторных исследований, а фактическую подбирают соотношением расходов аэрируемого тампонажного раствора и вводимой газовой фазы с учетом технологических параметров насосного и компрессорного оборудования, а также конструктивных особенностей применяемого эжектора. Закачку начинают с прокачивания приготовленной порции буферного неаэрированного тампонажного раствора объемом 0,5 м3, с последующим подключением компрессора для аэрации. По завершении закачки расчетного объема тампонажного состава, перед началом продавки кессон герметизируют и вытеснение бурового раствора осуществляют через отвод кессона. При появлении на выходе гельцемента (неарированного цементного раствора) затрубное пространство герметизируют, а дальнейшую продавку осуществляют с минимальной производительностью до получения момента «стоп». Последнюю порцию цемента в объеме 0,5-1 м3 также закачивают без аэрации. При этом строго контролируется давление в затрубном пространстве из условия недопущения возникновения гидроразрыва пород в цементируемом интервале. При достижении давления в заколонном пространстве цементируемой колонны 0,8Ррр (80% от величины давления гидроразрыва пород) производят стравливание через отвод кессона. Ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ) производят под давлением. Снижение величины давления в заколонном пространстве ниже требуемой репрессии не допускается и крайне желательно обеспечить на период ОЗЦ дифференциальный перепад на уровне, близком к пределу максимально возможных значений.When using an aerated cement slurry, the wellhead of the line is equipped with a device that ensures the sealing of the annular space between the line and the caisson conductor. After lowering the conductor, the injection manifold is equipped with an ejector for introducing the gas phase into the cement slurry on the flow. The required degree of aeration is determined by calculation based on the results of laboratory studies, and the actual one is selected by the ratio of the flow rates of the aerated cement slurry and the introduced gas phase, taking into account the process parameters of the pumping and compressor equipment, as well as the design features of the ejector used. Pumping begins with pumping a prepared portion of the buffer non-aerated cement slurry with a volume of 0.5 m 3 , followed by connecting the compressor for aeration. Upon completion of pumping the calculated volume of the cement slurry, before the start of squeezing, the caisson is sealed and the drilling fluid is displaced through the caisson branch. When gel cement (non-arid cement slurry) appears at the outlet, the annulus is sealed and further squeezing is carried out with minimum productivity until the "stop" moment is reached. The last portion of cement in the volume of 0.5-1 m3 is also pumped without aeration. In this case, the pressure in the annulus is strictly controlled to prevent the occurrence of hydraulic fracturing of rocks in the cemented interval. When the pressure in the annulus of the cemented column reaches 0.8Ppp (80% of the value of the hydraulic fracturing pressure of rocks), bleeding is carried out through the caisson branch. Waiting for cement hardening (WCH) is carried out under pressure. A decrease in the value of the annular pressure below the required repression is not allowed and it is highly desirable to provide a differential drop at a level close to the limit of the maximum possible values for the WCH period.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The proposed invention has the following advantages compared to the prototype and other known technical solutions:

- повышение качества крепления обсадных колонн в верхних интервалах криолитозоны;- improving the quality of fastening of casing columns in the upper intervals of the cryolithozone;

предупреждение возникновение заколонных перетоков и межколонных давлений;prevention of occurrence of behind-the-casing flows and inter-casing pressures;

создание термодинамического барьера предотвращающего растепление приустьевой части ствола скважины.creation of a thermodynamic barrier preventing thawing of the wellhead section.

Claims (22)

1. Способ цементирования скважин в интервалах многолетнемерзлых пород, включающий закачивание в трубное пространство расчетного объема тампонажного раствора и закачивание его с прямой продавкой в одну ступень, отличающийся тем, что цементаж осуществляют с использованием тампонажного состава, аналогичного применяемому при цементировании направления и/или кондуктора, причем сухую тампонажную смесь подготавливают на производстве последовательным смешением компонентов в смесительном агрегате в соответствии с технологической картой изготовителя, а жидкость затворения готовят непосредственно на буровой посредством ввода расчетного количества компонентов в техническую воду, ввод осуществляют при непрерывном перемешивании, сначала медленным темпом, во избежание комкообразования, вводят синтетический сульфированный сополимер и перемешивают до его полного растворения, затем с интервалом 10 мин добавляют поликарбоксилатный суперпластификатор, ускоритель схватывания и противоморозную добавку, после чего полученную смесь тщательно перемешивают в течение 10 мин, далее в приготовленную жидкость затворения вводят сухую тампонажную смесь заводской готовности, при этом тампонажный раствор имеет следующий компонентный состав, масс. %:1. A method for cementing wells in permafrost intervals, including pumping a calculated volume of cement slurry into the tubular space and pumping it with direct squeezing in one stage, characterized in that cementing is carried out using a cementing composition similar to that used in cementing the direction and/or conductor, wherein the dry cement slurry is prepared at the plant by sequentially mixing the components in a mixing unit in accordance with the manufacturer's process chart, and the mixing fluid is prepared directly at the drilling site by introducing the calculated amount of components into process water, the introduction is carried out with continuous mixing, first at a slow pace, in order to avoid lump formation, a synthetic sulfonated copolymer is introduced and mixed until it is completely dissolved, then a polycarboxylate superplasticizer, setting accelerator and antifreeze additive are added at 10-minute intervals, after which the resulting mixture is thoroughly mixed for 10 minutes, then dry factory-prepared cement mixture, where the cement slurry has the following component composition, mass %: - Полицем Гипс - Гипс Г-18 - вяжущее гипсовое высокопрочное сепарированное для тампонажных растворов - 38,37-45,35;- Politsem Gips - Gips G-18 - high-strength separated gypsum binder for cement slurries - 38.37-45.35; - Ультрацемент-5 - микронизированный тампонажный портландцемент - 6,98-17,44;- Ultracement-5 - micronized oil well portland cement - 6.98-17.44; - ПЦТ-1-50 - портландцемент тампонажный бездобавочный для низких и нормальных температур - 1,39-10,46;- PCT-1-50 - Portland cement without additives for low and normal temperatures - 1.39-10.46; - ДР-50 - расширяющая добавка - САБВ - сульфоалюминатное белитовое вяжущее - 4,88-6,98;- DR-50 - expanding additive - SABV - sulfoaluminate belite binder - 4.88-6.98; - полые стеклянные микросферы - теплоизолирующая добавка - газонаполненный стеклянный гранулят - 3,49-10,46;- hollow glass microspheres - heat-insulating additive - gas-filled glass granulate - 3.49-10.46; - Полицем Пласт-1 - поликарбоксилатный суперпластификатор - 0,14-0,7;- Politsem Plast-1 - polycarboxylate superplasticizer - 0.14-0.7; - Полицем Газблок - сульфированный синтетический сополимер - 0,007-0,014;- Policem Gasblock - sulphonated synthetic copolymer - 0.007-0.014; - моноэтиленгликоль - многоатомный спирт - 3,1-5,23;- monoethylene glycol - polyhydric alcohol - 3.1-5.23; - нитрит-нитрат-хлорид кальция - ННХК, или нитрит-нитрат кальция - ННК, или нитрат кальция - НК, или нитрит-нитрат кальция + муравьино-кислый кальций, не содержащий хлоридов и/или нейтрализующий их агрессивное действие ускоритель схватывания, ингибитор коррозии металла обсадных труб смешанного типа - 0,7-1,39;- calcium nitrite-nitrate-chloride - HNHK, or calcium nitrite-nitrate - HNK, or calcium nitrate - NK, or calcium nitrite-nitrate + calcium formate, a setting accelerator that does not contain chlorides and/or neutralizes their aggressive action, a mixed-type casing metal corrosion inhibitor - 0.7-1.39; - пресная техническая вода - водопроводная вода - остальное 23,72-28,25.- fresh industrial water - tap water - the rest 23.72-28.25. 2. Способ цементирования скважин в интервалах многолетнемерзлых пород и состав для цементирования по п. 1, отличающийся тем, что цементаж осуществляют через бурильные трубы при креплении обсадных колонн диаметром 324 мм и более, при этом башмак цементируемой колонны оснащают устройством для герметизации, причем сухую тампонажную смесь подготавливают на производстве последовательным смешением компонентов в смесительном агрегате в соответствии с технологической картой изготовителя, а жидкость затворения готовят непосредственно на буровой посредством ввода расчетного количества компонентов в техническую воду, ввод осуществляют при непрерывном перемешивании, сначала медленным темпом, во избежание комкообразования, вводят синтетический сульфированный сополимер и перемешивают до его полного растворения, затем с интервалом 10 мин добавляют поликарбоксилатный суперпластификатор, ускоритель схватывания и противоморозную добавку, после чего полученную смесь тщательно перемешивают в течение 10 мин, далее в приготовленную жидкость затворения вводят сухую тампонажную смесь заводской готовности, при этом тампонажный раствор имеет следующий компонентный состав, масс. %:2. A method for cementing wells in permafrost intervals and a cementing composition according to claim 1, characterized in that cementing is carried out through drill pipes when fastening casing columns with a diameter of 324 mm or more, while the shoe of the cemented column is equipped with a sealing device, and the dry cementing mixture is prepared at the plant by sequentially mixing the components in a mixing unit in accordance with the manufacturer's process chart, and the mixing fluid is prepared directly at the drilling site by introducing the calculated amount of components into industrial water, the introduction is carried out with continuous mixing, first at a slow pace, in order to avoid lump formation, a synthetic sulfonated copolymer is introduced and mixed until it is completely dissolved, then a polycarboxylate superplasticizer, a setting accelerator and an antifreeze additive are added at 10-minute intervals, after which the resulting mixture is thoroughly mixed for 10 minutes, then the dry cementing mixture is introduced into the prepared mixing fluid factory-prepared, while the cement slurry has the following component composition, mass %: - Полицем Гипс - Гипс Г-18 - вяжущее гипсовое высокопрочное сепарированное для тампонажных растворов - 38,37-45,35;- Politsem Gips - Gips G-18 - high-strength separated gypsum binder for cement slurries - 38.37-45.35; - Ультрацемент-5 - микронизированный тампонажный портландцемент - 6,98-17,44;- Ultracement-5 - micronized oil well portland cement - 6.98-17.44; - ПЦТ-1-50 - портландцемент тампонажный бездобавочный для низких и нормальных температур - 1,39-10,46;- PCT-1-50 - Portland cement without additives for low and normal temperatures - 1.39-10.46; - ДР-50 - расширяющая добавка - САБВ - сульфоалюминатное белитовое вяжущее - 4,88-6,98;- DR-50 - expanding additive - SABV - sulfoaluminate belite binder - 4.88-6.98; - полые стеклянные микросферы - теплоизолирующая добавка - газонаполненный стеклянный гранулят - 3,49-10,46;- hollow glass microspheres - heat-insulating additive - gas-filled glass granulate - 3.49-10.46; - Полицем Пласт-1 - поликарбоксилатный суперпластификатор - 0,14-0,7;- Politsem Plast-1 - polycarboxylate superplasticizer - 0.14-0.7; - Полицем Газблок - сульфированный синтетический сополимер - 0,007-0,014;- Policem Gasblock - sulphonated synthetic copolymer - 0.007-0.014; - моноэтиленгликоль - многоатомный спирт - 3,1-5,23;- monoethylene glycol - polyhydric alcohol - 3.1-5.23; - нитрит-нитрат-хлорид кальция - ННХК, или нитрит-нитрат кальция - ННК, или нитрат кальция - НК, или нитрит-нитрат кальция + муравьино-кислый кальций, не содержащий хлоридов и/или нейтрализующий их агрессивное действие ускоритель схватывания, ингибитор коррозии металла обсадных труб смешанного типа - 0,7-1,39;- calcium nitrite-nitrate-chloride - HNHK, or calcium nitrite-nitrate - HNK, or calcium nitrate - NK, or calcium nitrite-nitrate + calcium formate, a setting accelerator that does not contain chlorides and/or neutralizes their aggressive action, a mixed-type casing metal corrosion inhibitor - 0.7-1.39; - пресная техническая вода - водопроводная вода - остальное 23,72-28,25.- fresh industrial water - tap water - the rest 23.72-28.25.
RU2024121251A 2024-07-24 Method of cementing wells in permafrost intervals RU2841103C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2841103C1 true RU2841103C1 (en) 2025-06-02

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1763059A1 (en) * 1990-10-15 1992-09-23 С.В.Мочалов и С.М.Гриднев Method of cementing wells in perennially frozen rock zones
RU2281382C1 (en) * 2004-12-16 2006-08-10 Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" (ОАО "СевКавНИПИгаз" ОАО "Газпром") Cementing method for production string of gas well drilled in permafrost ground
US9228122B2 (en) * 2013-06-05 2016-01-05 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and cement compositions utilizing treated polyolefin fibers
RU2598945C2 (en) * 2010-04-21 2016-10-10 Басф Се Use of csh suspensions in cementing of wells
US10280358B2 (en) * 2011-03-01 2019-05-07 Bottom Line Industries, Inc. Non-invasive cement spacer fluid compositions, spacer fluid products, methods of well operation and well apparatus
RU2807721C1 (en) * 2023-02-09 2023-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" Cementing mixture

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1763059A1 (en) * 1990-10-15 1992-09-23 С.В.Мочалов и С.М.Гриднев Method of cementing wells in perennially frozen rock zones
RU2281382C1 (en) * 2004-12-16 2006-08-10 Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" (ОАО "СевКавНИПИгаз" ОАО "Газпром") Cementing method for production string of gas well drilled in permafrost ground
RU2598945C2 (en) * 2010-04-21 2016-10-10 Басф Се Use of csh suspensions in cementing of wells
US10280358B2 (en) * 2011-03-01 2019-05-07 Bottom Line Industries, Inc. Non-invasive cement spacer fluid compositions, spacer fluid products, methods of well operation and well apparatus
US9228122B2 (en) * 2013-06-05 2016-01-05 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and cement compositions utilizing treated polyolefin fibers
RU2807721C1 (en) * 2023-02-09 2023-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" Cementing mixture
RU2808074C1 (en) * 2023-03-27 2023-11-22 Дмитрий Владимирович Саморуков Method for preventing occurrence of inter-casing and inter-layer flows in well

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10106719B2 (en) Alkyl polyglycoside derivative as biodegradable foaming surfactant for cement
US7647970B2 (en) Self-sealing well cement composition
RU2442878C2 (en) Cements for use in formations containing gas hydrates
WO2023075946A1 (en) Methods of making and using a cementitious composition with ultra-low portland cement
US9441147B2 (en) Hybrid cement set-on-command compositions
RU2841103C1 (en) Method of cementing wells in permafrost intervals
US12406751B2 (en) Fluid loss requirement of a cement slurry using bulk blend materials
US8770291B2 (en) Hybrid cement set-on-command compositions and methods of use
US11577997B2 (en) Work method to design extended life slurries
US12338387B2 (en) Low carbon footprint expansive composition and methods of making and using same
US12291669B2 (en) Liquid salt activator and methods of making and using same
AU2020468351A1 (en) Fluid loss additive for low-portland or non-portland cements
WO2020027816A1 (en) Set time control for long column cement slurries
RU2281382C1 (en) Cementing method for production string of gas well drilled in permafrost ground
WO1993009332A1 (en) Cement slurries for deviated wells
Robertson Jr et al. The manufacture, chemistry and classification of oilwell cements and additives
MXPA04011814A (en) Well cementing compositions and methods.
OA17443A (en) Alkyl polyglycoside derivative as biodegradable foaming surfactant for cement.