СТО Газпром РД 2.1-148-2005

 

Главная       Учебники - Газпром      СТО Газпром РД 2.1-148-2005

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СТО Газпром РД 2.1-148-2005

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО “ГАЗПРОМ”


 


СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ


ТАМПОНАЖНЫЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТЫ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ


СТО Газпром РД 2.1-148-2005


Издание официальное



 


ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО “ГАЗПРОМ”


Общество с ограниченной ответственностью “ТюменНИИгипрогаз”


Общество с ограниченной ответственностью “Информационно-рекламный центр газовой промышленности”


Москва 2005

Предисловие


  1. РАЗРАБОТАН


  2. ВНЕСЕН


  3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ


  4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Обществом с ограниченной ответственностью «ТюменНИИгипрогаз»


Управлением по бурению газовых и газоконденсатных скважин Департамента по добыче газа, газового конденсата, нефти ОАО «Газпром»


Распоряжением ОАО «Газпром» от 10 февраля 2005 г. № 22 с 20 июня 2005 г.



© ОАО «Газпром», 2005

© Разработка ООО «ТюменНИИгипрогаз», 2004

© Оформление ООО «ИРЦ Газпром», 2005


Распространение настоящего стандарта осуществляется в соответствии с действующим законодательством и с соблюдением правил, установленных ОАО «Газпром»

Содержание

Введение IV

  1. Область применения 1

  2. Нормативные ссылки 1

  3. Термины, определения, обозначения и сокращения 2

  4. Классификация 4

  5. Технические требования 4

  6. Методы контроля (испытаний) 4

  7. Правила приемки 7

  8. Требования безопасности 8

  9. Требования к упаковке, транспортированию и хранению 8

  10. Указания по утилизации 9

  11. Рекомендации по применению тампонажных портландцементов в составе тампонажных растворов для крепления скважин 9

    1. Особенности применения 9

    2. Классификация тампонажных растворов для крепления скважин 10

    3. Особенности испытаний тампонажных растворов 10

    4. Показатели характеристик тампонажных растворов 14

Приложение А (рекомендуемое) Форма протокола испытаний 16

Приложение Б (рекомендуемое) Форма выдачи результатов испытаний

рецептуры тампонажного раствора 17

Приложение В (справочное) Требования к тампонажным растворам

и тампонажному камню для условий цементирования обсадных колонн

скважин на месторождениях севера Тюменской области 18

Приложение Г (справочное) Требования к тампонажным растворам

и тампонажному камню для условий цементирования обсадных колонн

скважин на Астраханском газоконденсатном месторождении 20

Приложение Д (справочное) Требования к тампонажным растворам и тампонажному камню для условий цементирования обсадных

колонн скважин на Оренбургском нефтегазоконденсатном месторождении 22

Приложение Ж (справочное) Требования к тампонажным растворам

и тампонажному камню для условий цементирования обсадных колонн

скважин на месторождениях ООО «Кубаньгазпром» 23

Библиография 25

 

Введение


В настоящее время основным документом, устанавливающим требования к показателям характеристик поставляемых тампонажных портландцементов и приготовленных на их основе растворов и сформированного камня, является ГОСТ 1581. Данный стандарт периодически пересматривается с целью ужесточения и введения новых требований к показателям характеристик тампонажных портландцементов и приближения методов испытаний к реальным условиям применения при цементировании скважин. Несмотря на это, тампонажные портландцементы, изготовленные различными заводами, существенно отличаются по качеству и даже при соответствии требованиям стандарта не исключается возникновение осложнений при креплении скважин. Полученные на стадии входного контроля результаты испытаний не позволяют объективно оценить качество тампонажного портландцемента как базового изоляционного материала и степень безопасности выполнения работ по цементированию скважин.

Разработка настоящего стандарта связана с необходимостью проведения сертификационных исследований и исключения поставок тампонажных портландцементов, применение которых снижает эффективность работ при креплении скважин.

Стандарт подготовлен с учетом практического опыта использования тампонажных портландцементов в составе тампонажных растворов для цементирования газовых и газоконденсатных скважин, результатов лабораторных исследований и сведений о технических характеристиках цементов отечественного и зарубежного производства.

В справочном порядке в стандарте приводятся требования к показателям характеристик тампонажных растворов для цементирования обсадных колонн различного назначения на основных месторождениях, разрабатываемых ОАО «Газпром».

СТАНДАРТ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА

“ГАЗПРОМ”


image


ТАМПОНАЖНЫЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТЫ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ


image


Дата введения 2005-06-20


  1. Область применения

    1. Настоящий стандарт распространяется на тампонажные портландцементы, используемые при строительстве газовых и газоконденсатных скважин, а также скважин для подземных хранилищ газа.

    2. Настоящий стандарт устанавливает технические требования к тампонажным портландцементам для крепления скважин, методы контроля (испытаний) и не противоречит требованиям ГОСТ 1581.

    3. Настоящий стандарт предназначен для разработки проектно-сметной документации (технических проектов) строительства скважин и проведения сертификационных испытаний тампонажных портландцементов.

    4. Настоящий стандарт может быть применен при проведении входного контроля тампонажных портландцементов.

  2. Нормативные ссылки

    В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы: ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Клас-

    сификация и общие требования безопасности

    ГОСТ 310.2-82 Цементы. Методы определения тонкости помола

    ГОСТ 310.4-82 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии

    ГОСТ 1581-96 Портландцементы тампонажные. Технические условия

    ГОСТ 2226-88 (ИСО 6590-1-83, ИСО 7023-83) Мешки бумажные. Технические условия


    image


    Издание официальное

    ГОСТ 9078-84 Поддоны плоские. Общие технические условия ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия

    ГОСТ 15846-2002 Продукция, отправляемая в районы Крайнего Севера и приравненные к ним местности. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение

    ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

    ГОСТ 26598-85 Контейнеры и средства пакетирования в строительстве ГОСТ 26798.1-96 Цементы тампонажные. Методы испытаний

    ГОСТ 26798.2-96 Цементы тампонажные типов I-G и I-H. Методы испытаний ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффек-

    тивной активности естественных радионуклеидов

    ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия

    ГОСТ Р 52108-2003 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Основные положения

  3. Термины, определения, обозначения и сокращения

    В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями, обозначения и сокращения:

    1. время загустевания цементного теста, приготовленного на основе ПЦТ I(II)-50(100)

      Тзаг, мин: Время от начала затворения цемента водой до момента достижения цементным тестом при непрерывном его перемешивании консистенции 30 Вс (единица консистенции

      Бердена) (по ГОСТ 26798.1).

    2. время загустевания цементного теста, приготовленного на основе ПЦТ I-G или ПЦТ

      I-Н Тзаг, мин: Время от начала режима испытания до момента достижения цементным тестом при непрерывном его перемещении консистенции 100 Вс (единица консистенции Бердена)

      (по ГОСТ 26798.2).

    3. время загустевания тампонажного раствора для цементирования скважин Т


      заг

      , мин:

      Время от начала режима испытания до момента достижения тампонажным раствором при непрерывном его перемешивании по заданному термобарическому режиму консистенции 30 Вс (или 30 условных единиц консистенции (УЕК) на консистометрах отечественного производства, выпускавшихся до 1986 г).

    4. испытательное оборудование: Средство испытаний, представляющее собой техническое устройство для воспроизведения условий испытаний.

    5. кондиционирование цементного теста: Дополнительное механическое перемешивание свежеприготовленного цементного теста при лабораторных испытаниях для определения показателей характеристик.

    6. консистенция цементного теста Кц, Вс: Характеристика, позволяющая оценить подвижность цементного теста при непрерывном перемешивании и возможность быть прокачанным при цементировании скважин без существенного повышения давления. Измеряется в условных единицах Бердена (Вс) (или в условных единицах консистенции (УЕК) на консистометрах отечественного производства).

    7. консистенция тампонажного раствора Ктр, Вс: Характеристика, позволяющая оценить подвижность тампонажного раствора при непрерывном перемешивании и возможность быть прокачанным при цементировании скважин без существенного повышения давления. Измеряется в условных единицах Бердена (Вс) (или в условных единицах консистенции (УЕК) на консистометрах отечественного производства).

    8. контрольные испытания цемента: Испытания, проводимые для контроля качества цемента с целью определения его соответствия установленным требованиям.

    9. единица консистенции Бердена, Вс: Условная величина, характеризующая консистенцию цементного теста на основе тампонажного портландцемента. За единицу консистенции Бердена принята консистенция цементного теста, создающая на лопастном устройстве консистометра момент силы 20,02 гс· см (0,196 Н·см) [1].

    10. условная единица консистенции, УЕК: Условная величина, характеризующая консистенцию тампонажного раствора для цементирования скважин. За условную единицу консистенции принята консистенция тампонажного раствора, создающего на лопастном устройстве консистометра момент силы 20 гс·см (0,196 Н·см) [2].

    11. протокол испытаний: Документ, содержащий необходимые сведения об объекте испытаний, применяемых методах, средствах и условиях испытаний, результаты испытаний, а также заключение по результатам испытаний, оформленные в установленном порядке.

    12. режим испытаний: Заданные термобарические условия создания и поддержания количественных параметров температуры и давления при определении времени загустевания цементного теста (тампонажного раствора) и формирования образцов цементного камня для определения прочностных и других характеристик.

    13. портландцемент: Цемент, полученный на основе портландцементного клинкера.

    14. тампонажный портландцемент, ПЦТ: Разновидность портландцемента, предназначенного для цементирования нефтяных, газовых и других скважин.

    15. ПЦТ I(II)-50(100), ПЦТ I-G, ПЦТ I-Н: Марки тампонажных портландцементов по классификации ГОСТ 1581.

    16. тампонажный раствор: Однородная пластичная смесь тампонажного портландцемента с водой для цементирования скважин.

    17. цементное тесто: Однородная пластичная смесь цемента (в т.ч. тампонажного портландцемента) с водой для проведения лабораторных испытаний.

  4. Классификация

    1. Классификация тампонажных портландцементов по вещественному составу, плотности, температуре применения, сульфатостойкости и условные обозначения по ГОСТ 1581 (раздел 4).

    2. Тампонажные портландцементы применяются как основной вяжущий компонент для приготовления различных по плотности и назначению композиций тампонажных растворов, применяемых для качественного разобщения вскрытых при бурении продуктивных пластов и надежного крепления обсадных колонн в скважинах.

    3. Температурный интервал применения тампонажных портландцементов без специальных, повышающих термостойкость добавок, должен соответствовать требованиям ГОСТ 1581 (подраздел 4.3).

  5. Технические требования

    1. Тампонажные портландцементы для крепления скважин по показателям характеристик должны соответствовать техническим требованиям ГОСТ 1581 (раздел 5) и дополнительным требованиям к показателям характеристик настоящего стандарта.

    2. Дополнительные технические требования к показателям характеристик тампонажных портландцементов, условия испытаний и требования к точности определений показателей приведены в таблице 5.1.

  6. Методы контроля (испытаний)

    1. При проведении испытаний тампонажных портландцементов на стадии входного контроля следует применять ГОСТ 30515, ГОСТ 26798.1, ГОСТ 26798.2 и ГОСТ 1581.

    2. Для проведения сертификационных испытаний тампонажных портландцементов в составе тампонажных растворов для цементирования скважин следует применять настоящий стандарт и использовать испытательное оборудование по ГОСТ 30515, ГОСТ 26798.1, ГОСТ 26798.2 и ГОСТ 1581.


      СТО Газпром РД 2.1-148-2005

      5

      Таблица 5.1 – Дополнительные требования к показателям характеристик тампонажных портландцементов и условия испытаний



      image

      Окончание таблицы 5.1


      image

      1. Цементы типов ПЦТ I-50 (ПЦТ II-50) и ПЦТ I-100 (ПЦТ II-100) для испытания затворяют по ГОСТ 26798.1 на водопроводной воде. Цементы типов ПЦТ I-G и ПЦТ I-H для испытания затворяют на дистиллированной воде по методике и нормированном водоцементном отношении, предусмотренных ГОСТ 26798.2.

      2. Для определения дополнительных показателей характеристик согласно настоящему стандарту цементное тесто после приготовления кондиционируют в течение 30 мин при условиях и по термобарическим режимам, приведенным в таблице 5.1.

      3. Цементное тесто кондиционируют перемешивающим устройством консистометра или лабораторной мешалкой, снабженной подобным перемешивающим устройством и терморегулирующей рубашкой. Частоту вращения стакана консистометра (контейнера с цементным тестом) или лопастей мешалки при кондиционировании поддерживают (150±15) мин-1.

      4. По окончании кондиционирования цементного теста, приготовленного из ПЦТ I-50 (ПЦТ II-50), ПЦТ I-100 (ПЦТ II-100), не позднее чем через 1 мин определяют растекаемость и водоотделение.

      5. Для цементного теста, приготовленного из ПЦТ I-50 (ПЦТ II-50), ПЦТ I-G и ПЦТ I-H, после кондиционирования дополнительно определяют прочность цементного камня при изгибе и сжатии через 24 и 48 ч твердения по режиму, приведенному в таблице 5.1.

      6. При определении времени загустевания цементного теста по ГОСТ 26798.1 и ГОСТ 26798.2 дополнительно определяют консистенцию теста через 1 и 30 мин перемешивания.

  7. Правила приемки

    1. Приемка тампонажного портландцемента производится по ГОСТ 30515 и ГОСТ 1581.

    2. На тампонажный портландцемент должны быть представлены паспорт качества по ГОСТ 1581 и санитарно-эпидемиологическое заключение о радиационной безопасности.

    3. Обязательным условием при приемке тампонажных портландцементов является проведение входного контроля качества в испытательных лабораториях предприятий-потребителей.

    4. При входном контроле проверяется соответствие свойств тампонажного портландцемента требованиям ГОСТ 1581 и настоящего стандарта.

      Испытание цементного теста и цементного камня в соответствии с требованиями настоящего стандарта выполняется при условии соответствия показателей характеристик тампонажного портландцемента требованиям ГОСТ 1581.

    5. При проведении сертификационных испытаний тампонажных портландцементов требования настоящего стандарта являются обязательными, а при проведении входного контроля – рекомендуемыми.

    6. Сертификационные испытания тампонажных портландцементов выполняются в испытательных центрах (лабораториях), аккредитованных в установленном порядке. Результаты испытаний оформляются протоколом установленной формы (приложение А).

  8. Требования безопасности

    1. Экологическая безопасность применения тампонажных портландцементов должна быть подтверждена санитарно-эпидемиологическим заключением в соответствии с требованиями СП 2.6.1.799-99 [3].

    2. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в тампонажном портландцементе, определяемая по ГОСТ 30108, не должна быть более 740 Бк/кг.

  9. Требования к упаковке, транспортированию и хранению

    1. Упаковка и маркировка тампонажных цементов проводится по ГОСТ 30515, для районов Крайнего Севера и приравненных к ним местностям – по ГОСТ 15846.

    2. Для упаковки тампонажного портландцемента используют бумажные мешки по ГОСТ 2226 с применением полиэтиленовой пленки по ГОСТ 10354, уложенные на поддоны по ГОСТ 9078 или мягкие контейнеры с водонепроницаемым вкладышем по ГОСТ 26598. Масса одного упаковочного места для бумажного мешка с тампонажным портландцементом должна составлять (50±0,5) кг, для мягкого контейнера – (1000±50) кг.

    3. Запрещается упаковывать цемент в бумажные мешки при перевозке водным транспортом и многократных перевалках.

    4. Гарантированный срок хранения тампонажных портландцементов – не менее 60 суток после отгрузки.

    5. Мешки с цементом хранят в закрытых, сухих и хорошо проветриваемых складских помещениях, под навесом, уложенные на деревянные решетки, настилы или поддоны, обеспечивающих сохранность бумажной упаковки и защиту цемента от воздействия атмосферных осадков, почвенной влаги, источников тепла. Допустимая высота штабеля не должна превышать 1,8 м (10–12 рядов из стандартных мешков). Проход между штабелями не менее 2 м.

    6. Для предотвращения примерзания мягких контейнеров их укладывают на поддоны в штабеля высотой не более трех ярусов.

    7. Пробы цементов, предназначенные для испытаний, хранят в упакованных герметичных полиэтиленовых пакетах в сухом помещении с относительной влажностью не более 80 %.

    8. Запрещается совместное хранение цементов различных типов, их смешение, а также загрязнение посторонними примесями.

  10. Указания по утилизации

    Остатки цемента и тампонажного раствора, не пригодные к дальнейшему использованию по прямому назначению, утилизируются по технологиям, предусмотренным техническим проектом строительства скважин. При утилизации отходов необходимо соблюдать требования ГОСТ Р 52108.

  11. Рекомендации по применению тампонажных портландцементов в составе тампонажных растворов для крепления скважин

    1. Особенности применения

      1. Применение тампонажных растворов при строительстве скважин в районах Крайнего Севера осложнено наличием многолетнемерзлых пород с температурой нейтрального слоя в верхних интервалах до минус 6 оС, поэтому необходимо применять противоморозные добавки. Температура пород с глубиной увеличивается и для сеноманских продуктивных отложений может составлять от 30 оС до 40 оС, для валанжинских отложений от 70 оС до 85 оС и для ачимовских и юрских от 105 оС до 130 оС, что требует использования пластифицирующих и замедляющих добавок. Продуктивные пласты сеноманского горизонта характеризуются низкими градиентами гидроразрыва пород, поэтому необходимо применять при цементировании верхней части обсадных колонн в скважинах облегченные тампонажные растворы, а в нижней продуктивной части – нормальной плотности.

      2. Применение тампонажных растворов при строительстве скважин на Астраханском газоконденсатном месторождении осложнено наличием аномально высоких давлений и соленосных отложений, создающих дополнительные сжимающие нагрузки на тампонажный камень, наличием сероводорода в пластах.

      3. Применение тампонажных растворов при строительстве скважин на Оренбургском нефтегазоконденсатном месторождении осложнено наличием сероводорода в пластах, в связи с чем необходимо применять рецептуры, стойкие к сероводородной агрессии.

      4. Применение тампонажных растворов при строительстве скважин на месторождениях ООО «Кубаньгазпром» осложнено наличием высоких пластовых давлений и высоких температур.

    1. Классификация тампонажных растворов для крепления скважин

      1. По температуре применения тампонажные растворы для крепления скважин различают:

        • для отрицательных и низких положительных температур от минус 5 С до плюс 15 С;

        • нормальных температур – от 15 С до 50 С;

        • умеренных температур – от 50 С до 100 С;

        • повышенных температур – от 100 С до 150 С;

        • высоких температур – от 150 С до 250 С;

        • сверхвысоких температур – более 250 С;

        • циклически меняющихся температур.

      2. По стойкости к агрессивному воздействию на сформированный цементный камень пластовых сред тампонажные растворы делятся на стойкие:

        • к сульфатным средам;

        • кислым (углекислая, сероводородная) средам;

        • магнезиальным средам.

      3. По величине показателей усадки или расширения сформированного камня при твердении в различной среде тампонажные растворы делятся:

        • на безусадочные (показатель усадки после 2 сут твердения при температуре плюс (20± 2) С не более 0,1%);

        • расширяющиеся в водной среде (показатель расширения после 2 сут твердения в водной среде при температуре (20 ± 2) С и атмосферном давлении не менее 0,5 %);

        • расширяющиеся без подвода дополнительной воды (показатель расширения после 2 сут твердения при температуре плюс (20 ± 2) С и атмосферном давлении в условиях замкнутого пространства без подвода дополнительной воды не менее 0,5 %).

      4. По плотности тампонажные растворы различают:

  • на супероблегченные – от 0,9 до 1,35 г/см3;

  • облегченные – от 1,35 до 1,65 г/см3;

  • нормальные – от 1,65 до 1,95 г/см3;

  • утяжеленные – от 1,95 до 2,35 г/см3;

  • тяжелые – более 2,35 г/см3.

    1. Особенности испытаний тампонажных растворов

      1. Перед использованием тампонажного цемента следует проводить приемку цемента по ГОСТ 30515 (раздел 8) и ГОСТ 1581. При контроле качества цемента следует соблюдать порядок отбора проб и применять методы контроля по ГОСТ 30315 (разделы 7 и 9).

      2. При входном контроле в лаборатории проверяют соответствие свойств тампонажного портландцемента требованиям, предъявляемым ГОСТ 1581, и требованиям настоящего стандарта.

        П р и м е ч а н и е – Испытания согласно настоящему стандарту выполняют при условии соответствия показателей характеристик тампонажного портландцемента требованиям ГОСТ 1581.

      3. Испытания проводят в помещениях с температурой плюс (22±2) оС при отно-

        сительной влажности воздуха от 50 % до 80 % и атмосферном давлении от 90 до 105 кПа (от 675 до 787 мм рт.ст.).

      4. Испытание тампонажных растворов производят с использованием отечественного или импортного оборудования, применяемого при стандартных испытаниях цементов по ГОСТ 26798.1 и ГОСТ 26798.2, с учетом дополнительных требований Инструкции [2].

      5. Испытание тампонажных растворов, предназначенных для цементирования обсадных колонн в интервалах многолетнемерзлых пород, осуществляют дополнительно в соответствии с Методическими указаниями [4].

        1. Для приготовления тампонажного раствора применяют противоморозные добавки (ускорители твердения), а также другие добавки, повышающие технологические характеристики по стойкости цементного камня к внешним пластовым воздействиям.

        2. Для условий многолетнемерзлых пород дополнительно готовят растворы из охлажденного цемента (смеси) и подогретой жидкости затворения. При этом температура приготовленного раствора должна быть не более 25 оС. Перед затворением цемента обязательно определяют плотность жидкости затворения с помощью денсиметров с точностью до 0,002 г/см3.

      1. При использовании добавок в составе тампонажного раствора испытывают их совместимость и стойкость к внешнему воздействию пластовых условий (температуры, давления и среды), характерных для конкретных месторождений, а также совместимость приготовленного тампонажного раствора с буферной и продавочной жидкостями.

      2. Приготовление тампонажного раствора для лабораторных испытаний при подборе рецептур производят по ГОСТ 26798.1 (подраздел 3.13) или по ГОСТ 26798.2 (подраздел 3.8).

П р и м е ч а н и е – Приготовление проб тампонажных растворов по ГОСТ 26798.2 осуществляют только в случае применения цементировочного оборудования зарубежных сервисных компаний и технологий на основе тампонажных материалов импортного производства.

11.3.7.1 Приготовленные растворы дополнительно кондиционируют во времени по

термобарическому режиму, имитирующему процесс цементирования конкретных обсадных

колонн, затем определяют показатели основных характеристик в соответствии с требованиями [2].

      1. Плотность тампонажного раствора определяют с использованием ареометров для буровых растворов, рычажных весов или пикнометров с точностью до 0,02 г/см3 (20 кг/м3).

      2. Определение растекаемости тампонажного раствора выполняют с точностью до 1 мм по ГОСТ 26798.1 (раздел 5) и требований настоящего стандарта. Рекомендуется дополнительно определять растекаемость после 5 мин выдерживания теста в форме-конусе при температуре (22 ± 2) С, а также после кондиционирования. Растекаемость тампонажного раствора после 5 мин выдерживания в покое должна быть не менее (180 ± 5) мм.

      3. Реологические свойства (динамическая вязкость, динамическое напряжение сдвигу, пластическая вязкость, коэффициенты неньютоновского поведения и консистенции, статическое напряжение сдвигу после 5 с и 10 мин покоя) измеряют на вискозиметрах. Порядок измерений приведен в Инструкции [2]. При использовании реометра М 7400 фирмы «CHANDLER ENGINEERING» измерения выполняют по Методике [5].

      4. Водоотдачу тампонажного раствора определяют в сантиметрах кубических за 30 мин с точностью не менее 4,5 % с использованием фильтр-прессов отечественного или импортного производства при моделируемых динамических условиях цементирования (по температуре и перепаду давления). Перед определением водоотдачи тампонажный раствор кондиционируют в течение 30 мин при динамической температуре. Расчет динамической температуры в цементируемом интервале производится согласно [2]. При использовании тестера М 7120 фирмы «CHANDLER ENGINEERING» определяют водоотдачу по Методике [6].

11.3.11.1 Фильтрат, отобранный после определения водоотдачи, выдерживают в термостате при температуре (20 ± 0,5) С и определяют пикнометром или денсиметром плотность жидкости с точностью до 0,002 г/см3.

      1. Водоотделение тампонажного раствора определяют с точностью до 0,2 мл после кондиционирования раствора перемешивающим устройством консистометра в течение 30 мин при динамической температуре и дальнейшего выдерживания в мерном цилиндре вместимостью 250 мл при температуре (22 ± 2) С.

        П р и м е ч а н и е – Разрешается определять водоотделение в мерном цилиндре вместимостью 100 мл в процентах к залитому объему.

      2. Время загустевания тампонажного раствора определяют на консистометрах,

        обеспечивающих выполнение испытания по режиму, имитирующему процесс цементирования обсадных колонн по температуре и давлению, в соответствии с Инструкцией [2] (приложение 3, пункт 2.4). Режим испытания устанавливают на основании расчета времени цемен-

        тирования обсадной колонны. На консистометре М 7025 A10 фирмы «CHANDLER ENGINEERING» определяют время загустевания по Методике [7]. Одновременно определяют консистенцию тампонажного раствора через 1 и 30 мин перемешивания.

        П р и м е ч а н и е – Согласно Инструкции [2], время загустевания тампонажного раствора при динамической температуре и давлении в цементируемом интервале должно быть на 25 % больше расчетного времени цементирования, но не менее чем на 30 и не более чем на 90 мин.

      3. Для определения времени начала формирования цементного камня рекомен-

        дуется использовать установки для определения сроков схватывания, обеспечивающие выполнение испытаний по режиму, имитирующему по температуре и давлению процесс ожидания затвердевания тампонажного раствора в условиях скважины согласно Инструкции [2]. При использовании ультразвукового анализатора SGSA 5265 фирмы «CHANDLER ENGINEERING» выполнение испытаний проводят согласно Методике [9]. Тампонажный раствор предварительно кондиционируют по режиму, имитирующему процесс цементирования скважины по динамической температуре.

      4. Показатели объемных изменений тампонажного камня (усадки, расширение), прочности на сцепление с металлом, водостойкости, морозостойкости, коррозионной стойкости и других характеристик тампонажного камня определяют по методам, рекомендуемым в Инструкции [2] и Методических указаниях [4], а также по специальным методикам. Образцы выдерживают в условиях, имитирующих пластовые температуры и давления в нижней и верхней частях интервала цементирования. Тампонажный раствор предварительно кондиционируют по режиму, имитирующему процесс цементирования скважины по динамической температуре.

        П р и м е ч а н и е – В особых случаях формирование образцов тампонажного камня осуществляют в контакте с пластовыми флюидами и горными породами (условия открытого заколонного пространства), а также в контакте с металлом трубы без доступа дополнительной воды и других пластовых флюидов (условия межколонного пространства).

      5. С целью оценки водо-, морозои коррозионной стойкости камня предусмат-

        ривают длительное воздействие на образцы агрессивных сред и деформирующих нагрузок. Тампонажный камень после воздействий не должен разрушаться и снижать прочностные показатели. Определение показателей этих характеристик тампонажных растворов проводят при исследовательских испытаниях.

      6. Прочностные характеристики тампонажного камня при изгибе и сжатии определяют с использованием испытательного оборудования по ГОСТ 26798.1 и с учетом дополнительных требований Инструкции [2]. Испытания проводят после хранения образцов в

        воде и в условиях, имитирующих пластовые температуры и давления в нижней и верхней частях интервала цементирования открытого ствола скважины. При использовании гидравлического пресса М 4207 фирмы «CHANDLER ENGINEERING» измерения выполняют по Методике [8]. Тампонажный раствор следует предварительно кондиционировать по режиму, имитирующему процесс цементирования скважины по динамической температуре. Формируют и выдерживают образцы в водной среде в формах, которые помещают в автоклавы, обеспечивающие режимы создания и поддержания температуры и давления согласно требований ГОСТ 26798.1.

        П р и м е ч а н и я:

        1. Допускается определение прочностных характеристик тампонажного раствора и камня после хранения в имитируемых скважинных условиях с помощью ультразвуковых приборов (типа анализатора SGSA 5265 фирмы «CHANDLER ENGINEERING») по корреляционной зависимости «скорость прохождения ультразвукового сигнала – прочность камня при изгибе или сжатии», полученной для испытываемого типа тампонажного цемента.

        2. При наличии ультразвукового анализатора SGSA 5265 фирмы «CHANDLER ENGINEERING» проводят анализ кинетики затвердевания и определяют время достижения прочности 25 и 575 Па в процессе затвердения тампонажного раствора, а также время набора прочности камня при сжатии значений R сж = 2 МПа и R сж = 5 МПа по Методике [9].

      7. Испытание тампонажного раствора и камня, предназначенного для цементи-

        рования обсадных колонн в интервалах многолетнемерзлых пород, дополнительно осуществляют при температуре (5 ± 2) оС.

      8. Лаборатория бурового предприятия определяет основные показатели характеристик тампонажного раствора по приведенным пунктам, осуществляет проверку эффективности действия добавок на полученную партию цемента и испытывает рецептуры, рекомендуемые техническим проектом строительства скважин для цементирования обсадных колонн.

      9. Результаты лабораторных испытаний рецептуры тампонажного раствора для конкретной обсадной колонны лаборатория выдает по форме, приведенной в приложении Б настоящего стандарта.

    1. Показатели характеристик тампонажных растворов

      1. Показатели основных технологических характеристик тампонажных растворов для цементирования обсадных колонн в газовых и газоконденсатных скважинах должны удовлетворять требованиям настоящего стандарта, Инструкции [2] и Правил безопасности [10].

      2. Плотность тампонажных растворов должна обеспечивать подъем на проектную высоту без гидроразрыва пород под воздействием гидродинамического давления в процессе цементирования и надежного крепления обсадных колонн в скважинах в соответствии с правилами безопасности [10].

      3. Требования к показателям технологических характеристик тампонажного раствора и камня для цементирования обсадных колонн скважин на месторождениях севера Тюменской области приведены в приложении В, на Астраханском газоконденсатном месторождении – в приложении Г, на Оренбургском нефтегазоконденсатном месторождении – в приложении Д и на месторождениях ООО «Кубаньгазпром» – в приложении Ж.

Приложение А (рекомендуемое)


Форма протокола испытаний

Название испытательной лаборатории Номер аттестата аккредитации Юридический адрес


П Р О Т О К О Л

испытания проб (образцов)

Заказчик Наименование пробы (образца) Дата выработки Величина партии Дата получения пробы Дата и место отбора проб Регистрационный номер пробы (образца) Дата проведения испытаний Дополнительная информация Проба испытана на соответствие (наименование НД) Результаты испытаний:


Наименование показателей

Результат испытаний

Нормируемые показатели

Методы испытаний


Заключение

Руководитель организации (предприятия) Руководитель испытательной лаборатории Дата

Приложение Б (рекомендуемое)

Форма выдачи результатов испытаний рецептуры тампонажного раствора



image


СТО Газпром РД 2.1-148-2005

18

Приложение В (справочное)

Таблица В.1 – Требования к тампонажным растворам и тампонажному камню для условий цементирования обсадных колонн скважин на месторождениях севера Тюменской области


image

Окончание таблицы В.1


image


СТО Газпром РД 2.1-148-2005

20

Приложение Г (справочное)

Таблица Г. 1 – Требования к тампонажным растворам и тампонажному камню для условий цементирования обсадных колонн скважин на Астраханском газоконденсатном месторождении


image

Окончание таблицы Г.1


image


СТО Газпром РД 2.1-148-2005

22

Приложение Д (справочное)


Таблица Д. 1 – Требования к тампонажным растворам и тампонажному камню для условий цементирования обсадных колонн скважин на Оренбургском нефтегазоконденсатном месторождении


image


Приложение Ж (справочное)


СТО Газпром РД 2.1-148-2005

23

Таблица Ж. 1 – Требования к тампонажным растворам и тампонажному камню для условий цементирования обсадных колонн скважин на месторождениях ООО «Кубаньгазпром»


image

Окончание таблицы Ж.1


image

Библиография


[1] Международный стандарт Американского нефтяного института. Стандарт API.

[2] Руководящий документ

РД 39-00147001-767-2000


[3] Государственные санитарноэпидемиологические правила и нормативы СП 2.6.1.799-99


[4] Руководящий документ

РД 8510-72-86


[5] Нормативный документ

НД 00158758-257-2004


[6] Нормативный документ

НД 00158758-256-2004


[7] Нормативный документ

НД 00158758-253-2004

Specification 10 for Materials and Testing for Well cements. Latest Edition; American Petroleum Institute-Dallas, Texas, 1991. – 231 с.

Инструкция по креплению нефтяных и газовых скважин: утв. ОАО «Газпром» 25.07.2000 г.: ввод в действие с 01.08.2000. – Москва, 2000 г. – 278 с.

Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99): утв. главным государственным врачом Российской Федерации 27 декабря 1999 г.

Методические указания по испытанию тампонажных материалов для низкотемпературных скважин. – Тюмень, 1986. – 10 с.

Тампонажные растворы. Методика выполнения измерений реологических параметров (динамического напряжения сдвига, эффективной вязкости) на реометре № 7400 фирмы

«CHANDLER ENGINEERING» (США): утв.

ОАО «Газпром». – Тюмень, 2004. – 20 с.


Тампонажные растворы. Методика выполнения измерений водоотдачи тампонажного раствора с использованием тестера М 7120 фирмы

«CHANDLER ENGINEERING» (США): утв.

ОАО «Газпром». – Тюмень, 2004. – 17 с.


Тампонажные растворы: Методика выполнения измерений времени загустевания тампонажных растворов на герметизированном консистометре высокого давления № 7025-А10, фирмы «CHANDLER ENGINEERING» (США): утв. ООО «Тюмен-

НИИгипрогаз». – Тюмень, 2003. – 28 с.

[8] Нормативный документ

НД 00158758-254-2004


[9] Нормативный документ

НД 00158758-255-2004


[10] Нормативные документы по безопасности, надзорной и разрешительной деятельности в нефтяной и газовой

промышленности

Тампонажные растворы. Методика выполнения измерений прочности тампонажного камня на сжатие на автоматическом электроприводном гидравлическом прессе № 4207 фирмы «CHANDLER ENGINEERING» (США):

утв. ООО «ТюменНИИгипрогаз». – Тюмень, 2003. – 20 с.

Тампонажные растворы. Методика выполнения измерений прочности тампонажного камня на сжатие ультразвуковым методом на анализаторе № 5265 фирмы «CHANDLER ENGINEERING» (США): утв. ООО «Тюмен-

НИИгипрогаз». – Тюмень, 2004. – 22 с.


Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности ПБ 08–624 –2003. Серия 08.

Выпуск 4. – Москва, 2003. – 312 с.


image


ОКС 91.100.10 ОКП 57 3230, 57 3234


Ключевые слова: тампонажные портландцементы, методы испытаний, цементное тесто, тампонажные растворы, кондиционирование, показатели характеристик тампонажных портландцементов, растекаемость, водоотделение, время загустевания, прочность цементного камня, стандарт, водоотдача, цементирование скважин, рецептура, динамическая температура


image



Корректоры А.В. Казакова, В.И. Кортикова

Компьютерная верстка Н.П. Архиповой


image


ИД № 01886. Подписано в печать 08.11.2005 г. Формат 60х84/8. Гарнитура “Ньютон”.

Усл. печ. л. 3,72. Уч.-изд. л. 3,2. Тираж 100 экз. Заказ 6.


image

ООО “ИРЦ Газпром” 117630, Москва, ул. Обручева, д. 27, корп. 2. Тел. (095) 719-64-75, факс (095) 411-58-30


Отпечатано в ЗАО “Издательский Дом Полиграфия”