авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Разработка композиционных тампонажных составов повышенной сопротивляемости динамическим воздействиям для сохранения герметичности крепи скважин

-- [ Страница 3 ] --

Также установлено, что цементные растворы, содержащие от 1 до 5% стеклонита и 3% асбеста при В/Ц= 0,5, непригодны для крепления скважин из-за низкой подвижности растворов.

Оценка эластичности (минимального значения модуля упругости) цементного камня с волокнистыми наполнителями, проведенная по схеме трехточечного нагружения образцов, показала, что модуль Юнга у цементных образцов с добавкой асбеста равен 120-350 МПа, с добавкой стеклонита – 590-600 МПа, а у бездобавочных – 900-920 МПа. При этом наименьший модуль Юнга соответствует концентрациям: асбеста – 0,1% и 1%, стеклонита – 0,5%.

При сравнении установлено, что образцы цементного камня с добавкой асбеста обладают меньшим модулем Юнга, т.е. являются более эластичными, чем образцы цементного камня со стеклонитом при одинаковых концентрациях рассматриваемых добавок.

Часть результатов данных экспериментов приведена на рисунке 5.

Дополнительная оценка деформационных свойств образцов цементного камня по величине предельного относительного растяжения на изгиб подтвердила правильность полученных выводов относительно эластичности исследуемых образцов.

Испытания на газопрорыв образцов цементного камня с добавками показали, что при давлении 10,0 МПа до приложения динамической нагрузки все модели крепи скважины оставались герметичными. После приложения динамического воздействия отдельные образцы цементного камня оказались разрушенными, причем наиболее сильное нарушение сплошности наблюдалось в моделях без наполнителей. В моделях с добавками стеклонита и асбеста наблюдалось незначительное разрушение цементного камня в каждой третьей модели. Тем не менее, модели с наполнителями, даже будучи частично нарушенными, превосходят образцы без добавок по сопротивлению на газопрорыв, характеризуя более высокую герметичность. Сравнение моделей с асбестом и со стеклонитом, в том числе и облегченного цемента, показало, что более герметичными являются образцы цементного камня с асбестом.

Часть результатов данных экспериментов приведена на рисунке 6.

Рисунок 6

Изменение герметичности цементного камня после приложения динамической нагрузки (добавка асбест в различной концентрации)

Для подтверждения полученных выводов о степени герметичности образцов цементного камня проведена оценка ширины трещин в теле исследуемых моделей, возникших в результате воздействия динамической нагрузки, показавшая, что трещины развиваются свободно только в образцах цементного камня без добавок, о чем свидетельствует их повышенная проницаемость. В образцах с наполнителями наблюдается замедление роста образовавшихся трещин и, как следствие, понижение их проницаемости. Причем максимальное замедление роста трещин и соответственно минимальная проницаемость присущи образцам цементного камня с концентрацией стеклонита 0,5% и концентрацией асбеста 0,5% и 1%.

Сравнение удельной ударной вязкости у 7- и 28-суточных образцов цементного камня показало, что у 7-суточных образцов удароустойчивость выше, чем у 28-суточных, и эти образцы являются более пластичными и успешней сопротивляются динамическим и ударным воздействиям.

Однако испытания показали, что добавка стеклонита в концентрации 1 и 3% к цементному раствору приводит к увеличению удароустойчивости 28-суточного цементного камня, которая соизмерима по величине с удароустойчивостью 7-суточных образцов. Ввод же 5% стеклонита приводит к повышению удароустойчивости 28-суточных образцов цементного камня в сравнении с удароустойчивостью 7-суточных образцов.

Построение паспорта прочности исследуемых образцов цементного камня показало, что у образцов цементного камня с концентрацией 0,01 и 0,1% стеклонита на протяжении всех сроков твердения прослеживалась низкая удароустойчивость, а с концентрацией 0,5%, 1%, 3% и 5% стеклонита – повышенная удароустойчивость к динамическим нагрузкам.

У образцов цементного камня с концентрацией 0,1%, 0,5% и 1% асбеста на протяжении всех сроков твердения наблюдалась повышенная удароустойчивость к динамическим воздействиям.

Основная сложность в использовании цементного камня с добавкой 1-5% стеклонита заключается в снижении растекаемости содержащих данные добавки цементных растворов, что практически исключает их использование для цементирования скважин.

Основные выводы

  1. На основании теоретического анализа состояния герметичности крепи скважин в зависимости от вида проводимых в скважине работ и практической оценки напряжений, возникающих в процессе различных динамических воздействий на обсадную колонну и цементный камень, установлено, что в наибольшей степени нарушению целостности крепи способствуют кумулятивная перфорация, ГРП, опрессовка обсадных колонн и механическое бурение роторным способом.
  2. Разработана методика и произведен расчет напряжений, возникающих в обсадной колонне и цементном кольце при выполнении в скважине различных технологических операций, которые имеют динамический или ударный характер.
  3. Показана принципиальная возможность оценки напряжений, возникающих в крепи скважины под воздействием динамических нагрузок, путем построения паспорта прочности цементного камня, что позволяет определить наиболее благоприятные сроки проведения различных технологических операций в стволе скважины.
  4. Установлено, что, для ускорения и упрощения исследований по определению основных механических характеристик цементного камня без потери информативности возможно использование фрактально-синергетической концепции механического поведения твердых тел.
  5. Показано, что для повышения удароустойчивости цементного камня и сохранения его целостности необходимо вводить в цементный раствор в качестве армирующих добавок волокнистые материалы, в частности, асбест и стеклонит, оптимальная концентрация которых составляет соответственно 0,1-1% и 0,1-0,5%.
  6. Получено, что предел прочности на изгиб 7-суточного цементного камня с добавкой стеклонита повышается на 3-8%, с добавкой асбеста – на 34-38% по сравнению с таким же показателем камня без добавок, а 28-суточного – со стеклонитом на 3-5%, с асбестом на 34-42% в зависимости от концентрации наполнителя.
  7. Установлено, что добавление в цементный раствор волокнистых наполнителей приводит к повышению его эластичности, причем с волокнами стеклонита на 35%, а асбеста – на 62%. Это способствует повышению удароустойчивости цементного камня в 2,5-6,2 раза.

Список публикаций по теме диссертации

Содержание работы опубликовано в 17 научных трудах, из которых статьи под №16 и №17 опубликованы в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и науки РФ.

  1. Самсыкин А.В. Повышение прочности к ударным нагрузкам тампонажных материалов, применяемых в строительстве нефтяных и газовых скважин [Текст] / А.В. Самсыкин: материалы VII международной научно-технической конференции. «Проблемы строительного комплекса России». – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. – С. 108.
  2. Самсыкин А.В. Повышение прочности тампонажных материалов к ударным нагрузкам в строительстве нефтяных и газовых скважин [Текст] / А.В. Самсыкин, А.В. Трофимова: материалы межрегиональной молодежной конференции. «Севергеоэкотех-2003». – Ухта: Изд-во УГТУ, 2003. – С. 487.
  3. Самсыкин А.В. Повышение сопротивляемости тампонажных цементов к ударным нагрузкам в строительстве нефтяных и газовых скважин [Текст] / А.В. Самсыкин, А.В. Самсыкина: материалы 55-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. – С. 17.
  4. Самсыкина А.В. Повышение прочностных свойств тампонажных материалов к ударным нагрузкам в строительстве нефтяных и газовых скважин [Текст] / А.В. Самсыкина, А.В. Самсыкин: материалы 55-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. – С. 24.
  5. Агзамов Ф.А. Проблема обеспечения надежности крепи скважины при динамических нагрузках [Текст] / Ф.А. Агзамов, А.В. Самсыкин: материалы 55-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. – С. 22-23.
  6. Самсыкин А.В. Проблема создания и обеспечения надежности крепи скважины при различных динамических нагрузках [Текст] / А.В. Самсыкин: материалы VIII Международного научного симпозиума им. академика М.А.Усова студентов и молодых ученых. «Проблемы геологии и освоения недр». – Томск: Изд-во ТПУ, 2004. – С. 556-558.
  7. Шерекин А.С. Повышение сопротивляемости тампонажного камня динамическим нагрузкам [Текст] / А.С. Шерекин, А.В. Самсыкин: материалы 1-й научно-практической конференции. «Передовые технологии строительства и ремонта скважин». – Пермь: Недра, 2004. – С. 323-324.
  8. Самсыкин А.В. Влияние перфорации на напряжения в цементном камне за обсадной колонной [Текст] / А.В. Самсыкин, А.С. Шерекин: материалы 1-й научно-практической конференции. «Передовые технологии строительства и ремонта скважин». – Пермь: Недра, 2004. – С. 322-323.
  9. Самсыкин А.В. Методика расчета механических воздействий на обсадные трубы в процессе перфорации [Текст] / А.В. Самсыкин: материалы 56-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. – С. 31.
  10. Самсыкин А.В. Методика расчета механических воздействий на обсадные трубы и цементное кольцо в процессе перфорации [Текст] / А.В. Самсыкин, А.В. Самсыкина: материалы II межотраслевой научно-практической конференции. «Проблемы совершенствования дополнительного профессионального и социогуманитарного образования специалистов ТЭК». – Уфа: Монография, 2005. – С. 307-309.
  11. Самсыкин А.В. Методика расчета различных динамических нагрузок на обсадные трубы и цементное кольцо [Текст] / А.В. Самсыкин, А.С. Шерекин, А.В. Самсыкина: материалы IX международного научного симпозиума им. академика М.А. Усова студентов и молодых ученых. «Проблемы геологии и освоения недр». – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – С. 487-489.
  12. Шерекин А.С. Повышение сопротивляемости тампонажного камня динамическим нагрузкам [Текст] / А.С. Шерекин, А.В. Самсыкин, А.В. Самсыкина: материалы IX международного научного симпозиума им. академика М.А. Усова студентов и молодых ученых. «Проблемы геологии и освоения недр». – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – С. 490-492.
  13. Самсыкина А.В. Анализ влияния напряжений в процессе различных МУН на обсадную колонну и цементное кольцо [Текст] / А.В. Самсыкина, А.В. Самсыкин, А.С. Шерекин: сборник научных трудов: международная научно-техническая конференция, посвященная памяти Мавлютова М.Р. «Повышение качества строительства скважин». – Уфа: Монография, 2005. – С. 254-256.
  14. Чехов А.А. Влияние кумулятивной перфорации на крепь скважин [Текст] / А.А. Чехов, А.В. Самсыкин, А.С. Шерекин: сборник научных трудов: международная научно-техническая конференция, посвященная памяти Мавлютова М.Р. «Повышение качества строительства скважин». – Уфа: Монография, 2005. – С. 256-258.
  15. Чехов А.А. Преимущества и недостатки сверлящей перфорации перед другими способами вторичного вскрытия продуктивных горизонтов [Текст] / А.А. Чехов, А.В. Самсыкин, А.С. Шерекин: сборник научных трудов: международная научно-техническая конференция, посвященная памяти Мавлютова М.Р. «Повышение качества строительства скважин». – Уфа: Монография, 2005. – С. 250-253.
  16. Самсыкин А.В. Применение армирующих добавок при повышении герметизирующей способности цементного камня в крепи скважин [Текст] / А.В. Самсыкин, Ф.А. Агзамов, А.С. Шерекин // НТЖ. «Бурение и нефть». – №2, 2007. – C. 36-38.
  17. Самсыкин А.В. Методика расчета различных динамических нагрузок на крепь скважины [Текст] / А.В. Самсыкин, Ф.А. Агзамов, А.С. Шерекин, В.П. Васильев // НТЖ. «Нефтегазовое дело». – №1, 2007. – С.46-51.

Соискатель Самсыкин А.В.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.