Результаты исследований макетов скважин при изменении температуры в период ОЗЦ

Так как в скважинных условиях загустевание, схватывание и твердение тампонажных растворов происходят в основном при переменной температуре, с целью изучения влияния ее изменений на состояние контактов цементного кольца с ко­лонной были проведены временные термоакустические ис­следования макетов зацементированных скважин с измене­ниями температуры в период ОЗЦ, по результатам которых сделаны следующие выводы [32].

Периодическое повышение температуры на протяжении всего времени ОЗЦ вызывает ослабление контакта цементно­го кольца с обсадной трубой (увеличение А^ _отн) тем более, чем ниже в момент повышения температуры прочность там­понажного камня (рис. 92). Поэтому максимальное увеличе­ние Ад _отн (наибольшее ослабление контакта цементного коль­ца с обсадной трубой) происходит при повышении темпера­туры в период от начала до конца схватывания тампонажно­го раствора.

227

20

15

10

Рис. 92. Влияние изменений температурН в период ОЗЦ на состояние (в значениях А_{к отн}) контакта цементного кольца с обсадной трубой макета скважины:

1,11,111 — кривые изменения соответственно температурН t, прочности а_изг и А,^ _отн цемента

В интервалах времени ОЗЦ до начала схватывания тампо-нажного раствора и после начала его твердения повышение температурй практически не вызывает увеличения Д^ _отн, и, следовательно, не влияет на состояние контакта цементного кольца с обсадной трубой (см. рис. 92).

Ослабление контакта цементного кольца с обсадной тру­бой (увеличение AJ находится в прямой зависимости от ин­тенсивности повышения температуры в период схватывания тампонажного раствора между цементным кольцом и обсад­ной трубой и достигает максимального значения (вплоть до образования зазора между цементным кольцом и обсадной трубой) при цементировании макета скважины облегченными тампонажными растворами (рис. 93).

Снижение температуры в период ОЗЦ также может ухуд­шить состояние контакта цементного кольца с обсадной тру­бой, о чем свидетельствуют результаты исследований макета

228

о

Рис. 93. Изменения состояния (в значениях А_{к (1ТН}) контакта с обсадной тру­бой цементного кольца из разных тампонажных материалов при повыше­нии в период схватывания цемента температуры с интенсивностью:

$ — OUT у = 1,46 г/см³; ■ — УЦГ-1 у = 2,03 г/см³;, — гельцемент 5:1 у = 1,6 г/см, „ — портландцемент у = 1,82 г/см³; 1 — до 8 °С/ч; 2 — около 3 °С/ч; 3 — при постоянной температуре

скважины, представленные на рис. 94. Из рассмотрения кри­вых следует, что снижение температуры с интенсивностью до 5 °С/ч в начальный период ОЗЦ зацементированного ОЦГ макета скважины повышает значения А_к, т.е. ослабляет кон­такт цементного камня с обсадной трубой.

Ухудшение состояния контакта цементного камня, осо­бенно облегченного, с колонной при изменении температуры в течение ОЗЦ обусловлено значительно большим коэффици­ентом теплового расширения тампонажного раствора в пери-

229

Рис. 94. Кривые изменения в период ОЗЦ состояния (в значениях А_котн) кон­такта цементного кольца пз ОЦГ (у = 1500 г/м³) с обсадной трубой макета скважины:

1 — при t = const; 2 — при снижении t; 3 — при изменении t

од схватывания, чем металла обсадной трубы, а также замед­ленными сроками формирования и низкой прочностью об­легченного цементного камня.