§. Махсус портландцементлар
Тампонаж портландцементлар
Хозирги кунда юзлаб ва минглаб нефть ҳамда газ кудуқ- лари кавланмокда. Купинча бу кудукдарнинг чукурлиги бир неча минг метрга етади. Кудукни ураб олган айланасимон бушлиқ деворларининг баъзи кисми сув қатлами ёки буш ғовакли жинслар, ҳатто горлардан иборат булади. Бу эса нефть ва газ ишлаб чиқаришни қийинлаштиради. Чунки газ ва нефть шу ғовак ва Fop орқали катта масофаларга ёйилиб кетиши мумкин. Шунинг учун бу бушлиқ, яъни кувур орқаси билан кудуқ ички деворлари уртаси сув ва газ утказмайдиган масса билан тулдирилади, яъни там- понланади. Шунинг учун х,ар бир газ нефть кудукдарини разведка, эксплуатация ҳамда капитал таъмирлашда портландцемент турларидан бири тампонаж цементлари ишлатилади.
Бу кудукдарни цементлашдан мақсад сувли ёки бошқа нефть ва газ цатламларидан асосий мах,сулотни ажратиб олишдир. Мураккаб бургулаш жараёнида цементлаш иш- лари жуда масъулиятли вазифадир. Сифатли утказилган цементлаш ишлари купинча кудукдар эксплуатациясини яхшилайди.
Хисобланган чукурликка туширилган ва тегишлича осиб куйилган пулат кувурлар колоннаси оркали цементлашдан олдин кудукдарни ювиш учун суюқ лой аталаси юбо- рилади. Кудуқ ювиб булингандан сунг колоннага усти шиша пластинка билан крпланган, марказида тешиги булган пастки тиқин туширилади. Тиқин кувур деворларига зич тақалган ҳолда жойлашади.
Сунгра колоннага туширилган тикин устига тезлик билан цементловчи афегатлар ёрдамида олдиндан ҳисоб- ланган х,ажмда цемент коришмаси юборилади ва у ерга юқориги берк (тешиксиз) тикин туширилади. Ниҳоят, юкориги берк тикин устига катта босим остида лойнинг суюк аталаси юборилади. Натижада пастки ва юкори ги тиқинлар орасида қолган суюк цемент коришмаси пастга қараб х,аракат кила бошлайди. Пастки тикин обсадкали (мустаҳкамловчи кувур тизими) кувурларда олдиндан урна- тилган тиралиш хдпкасига бориб етганда бир оз босим ортади ва пастки тикин шишаси эзилиб синади, х,осил булган тешик оркали цемент коришмаси забой ва кувур оркасидаги х,алкасимон бушликка утаётганда бургулашдан Колган лой навбатида сидирилиб сурилиб бушликка утиб кетади.
Юкориги тикин пастки тикин устига тушганда суюк лой аталасини бериш тухтатилади, буни куцуколдига урна- тилган монометрдаги босимнинг кескин ортишидан билса булади. Кувур оркасидаги бушликка утаётган цемент кориш,- масининг кутарилиши маълум тезлик (камида 1,5 м/с) билан котиши керак. Бунинг аҳамияти каттадир. Бу эса кудук деворларини лой пустлогидан яхшилаб тозалаш ва чидам- лирок цемент хдлкасини ҳосил килишни таъминлайди.
Цементлаш даврида цемент коришмасининг ҳажми ва колоннага итариб юбориладиган суюклик микдори аник кузатилиб турилади. Цемент экзотермияси бу босимнинг усишига сабаб булади.
Цемент коришмасининг кувур оркасидаги бушликда цанчалик кутарилгани аникдангач, цемент бутунлай котиб Колиши учун КУДУК тахминан 18, баъзан 48 соат давомида тинч колдирилади. Кудук деворлари ва обсадка кувурнинг ташки диаметри уртасидаги цемент коришмаси билан тулди- рилган оралик тахминан 15—50 м га тенг. Цемент коришмасининг белгиланган котиш даври тугаши билан обсадка колоннасининг герметиклиги синалади. Бу ҳолда босимни ҳар 30 минутда 0,5 МПа гача камайтиришга рухсат этилади. Бу ишлар тугагандан сунг ва цемент зарур мустаҳкамликка эга булгач маҳсулотларнинг нефть ва газ цатлами очилади. Тешик очиш забойдаги цементтошни яна бургулаш ёки уриб тушириш оркали амалга оширилади. Бу тешикдан кудук ичига нефть ёки газ отилиб чика бошлайди.
Кувур деворлари ва унга ёндашган цементтош порохли ёки торпеда перфоратор ёрдамида тешилади. Перфорация натижасида цементтошда тешик хрсил булади, бу тешик оркали коллонага нефть (ёки газ) катлами босимидан паст босимда, кудукдаги суюкдик юзаси пасайгандан сунг нефть (ёки газ) кира бошлайди.
Кудукдардаги тампонаж цементларнинг махсус ша- роитлардаги хизмати нимадан иборатлигини куриб ута- миз. Кудукни куриш ва унинг ҳолатини аниқ текшириб туриш бутунлай мумкин эмас. Нефть ва газ кУДУКлари- нинг чукурлиги ортиб бориши билан уларда температура ва босим ҳам орта бошлайди. Бу эса албатта, цементтош жараёнига ва ҳосил буладиган цементтошнинг сифатига таъсир курсатади. Сув, газ ва нефтлар сикишининг орти- ши ҳам кудукдардаги босимни орттиришга харакат килади. Бу эса юкори температурада цемент коришмасининг тишлашиш муддати ва цементтошнинг шаклланишига таъсир килади.
Кудуклардаги цементтошнинг котиш шароити жуда мураккаб. Жинс катламлари турли говақ ёрик ва ковак- ликка эга.
Синаш вактида ювадиган суюкдик устуни хосил кил- ган ортикча гидростатик босим катлам жинсларида таби- ий ёрикларни купайтириши ва кУДУКларни цементлайди- ган лойни, сунгра цемент коришмасини йуколиб кети- шига сабаб булиши мумкин. Кдтламларнинг гидравлик узилиши деб аталадиган ҳолатлари ҳам булиб катлам сув- ларининг юкоридан пастки бошка сув горизонтларига окиб утиши кузатилади. Купинча ғовакли катлам жинсларининг сувни ютиб олиш хусусияти туфайли цемент коришмасининг сувсизланиши содир булади.
Бир канча конларнинг катлам сувлари турли тузлар- нинг юкори концентрациясига эга. Мисол учун Узбекистан, Туркманистон ва Волга буйи районлари конларининг катлам сувларида хлоркальцийли, хлормагнийли, сульфат- натрийли, шунингдеқ сульфатли тузлар учрайди. Бу туз- лар айникса юкори босим ва температура шароитида се- зиларли даражада цементгошни емириши мумкин. Бунинг устига цемент ҳалкасининг сув утказувчанлигини ҳам на- зарга олиш керак. Газ кудукдарининг ишлаш шароитлари яна ҳам мураккаб. чунки цементлаш ишлари тугагандан сунг қатламдан кудук ичига кдраб газ диффузияланиши, яъни газнинг отилиб чиқиши ва фонтанланиши мумкин. Кувур орқасидаги бушлизда итарилиб ва сурилиб кираёт- ган цемент крришмасига лой аталаси аралашса бу х,олат цементтошнинг котишига салбий таъсир курсатади.
Кудукдаги цементтош мустаҳкамлигига перфорация жараёни салбий таъсир курсатиб, унинг мустаҳкамлигини куп факторларга ва айниқса, перфорация турига борлиқ хрлда камайтиради. Портландцемент крришмаси ёрдамида нефть кдтламларини сувли катламлардан ажратиб ту- риш учун обсадка кувурларини мустаҳкамлаш буйича биринчи тажрибалар 1907—1908 йилларда утказилган булиб, улар чуқур булмаган кудукдарда ижобий натижа берди. У вактдаги портландцемент нисбатан секин тишланиш муд- дати, паст мустаҳкамлик ва дагал туйилиши каби хосса- лари билан характерланар эди. Шунинг учун цементтош керакли мустаҳкамликни туплаб олгунча кутиш зарур булган. Шунинг учун цементнинг котиш жараёнларини тезлатиш зарурати тугилади. Бунга эса цементни майдалаб туйиш ҳисобига эришилар эди, чунки керакли кимёвий ва минералогик таркибли цементни ҳосил қилиш учун зарур маълумот берувчи богловчи материаллар кимёси тугрисидаги фан ҳали унчалик ривожланмаган эди. Куп йиллик илмий-тадкикрт ишлари ва нефть конларини эксплуатация қилишда тупланган тажрибалар сифатли цемент олиш зарур булган энг муҳим талабларни аникдашга им- кон берди. Улар, асосан куйидагилардан иборат:
кувур коллонасига цемент коришмасини тезлик билан босим остида хдйдаб киргизиш учун, у етарли даражада окувчан булиши ва кувур оркдсидаги бушлизда итарилиб утиши керак. Цементлаш ишларида крришма уз окувчан- лигини маълум вақтгача йукртмай туриши лозим. Бунга сув ва цемент нисбатини 0,4—0,5 га тенглаштирганда эри- шилади. Кудук. температураси га кдраб цементнинг тишла- шиш муддатлари узгартирилиб туради.
Тампонаж цементлари биринчи икки сутка давомида керакли қотиш мустаҳкамлигига эришиши керак. Кисқа вакт ичида цемент крришмаси эришган мустаҳкамлик кудуқ стволидаги колоннани маркам бириктириб, кдйта 6ypFy- лаш хамда перфорация даврида ва сингдирувчан жинс- лардан барқарор равишда х,имоя килинишни таъминлаши лозим. Санаб утилган барча талабларни кдноатлантириш учун цементтошнинг сиқилишга нисбатан мустаҳкамли- гини кднчага тенг булиши кераклиги мураккаб масаладир. Мустах,камлик киймати 2—3 га тенг захира коэффициента билан бирга камида 3,5 МПа булиши керак деб тахмин килинади.
Цемент қоришмасининг ковушкокдиги жуда муҳим курсаткич булиб,цементнинг окувчанлигини характерлай- ди. Бу курсаткич цементдан яхши окувчан коришма олиш- ни ва маълум чукурликдаги тегишли температура ва бо- симда қоришмани кувурга юборишга *амда кувур оркаси- даги бушликла итариб киритишга имкон берадиган вакт ичида кузгалувчан ва окувчан булиб туришини таъмин- лаш керак. Кудукда цемент қоришмаси юборилгач, кисқа вақт ичида, у тегишли мустаҳкамликка эришиш ва шу кудукда уни узоқ вақт давомида сакдаб қолиш керак.
Цементтош агрессив кдтлам сувларига нисбатан тургун булиши ва маҳсулдор нефть катламларини кдтлам сувла- ридан *амда куп микдордаги турли тузлар, купинча эса олтингугурт водороди бор емирувчи суюкдикларнинг обсадка колоннасига сингиб киришидан сакдашни таъмин- ловчи, яъни сув сингдирмайдиган булиши керак. Дастлаб- ки кртиш даврида цемент-тош етарлича пластик булиши керак. Чунки кудукдарни перфорация қилаётганда унда ёрикдар ҳосил булмаслиги ва шу билан бирга, юкори температура ва босим шароитида узоқ вактга чидаши лозим.
Цемент коришмасининг сув берувчанлигини, албатга эътиборга олиш керак. Чунки цемент коришмасидан кудукда учрайдиган шимувчан жинс кдтламларининг сувни шимиб олиш хавфи бор. Бу эса сув-цемент нисбатини сези- ларли даражада пасайтириб юборади, цементнинг ковуш- кокдиги ва тишлашиш муддатларига таъсир курсатади. Бундан ташкдри, айникса, газ кудукдарида цемент-тош- нинг газ утказувчанлиги муҳим аҳамиятга эга.
Цементнинг турли шароитларда ишлатилиши унга куйи- ладиган талабларнинг ҳаммасига тула жавоб бера олмайди. Цемент саноатида, асосан икки хил тампонаж цемент ишлаб чикдрилади. Унинг бир тури «совук.» кудукдарга, иккинчи тури эса «иссик» кудукдар учун мулжалланган. Булардан ташкдри, бошқа махсус тампонаж цементлар ишлаб чиҳариш усуллари ҳам узлаштирилмокда.
«Совуқ» ва «иссик» кудуклар учун мулжалланган це- ментларга жуда жиддий талаблар куйилади. Тампонаж це- ментлар ишлаб чикаришда бир мунча кийинчиликлар бор. «Совуқ» кудуклар учун мулжалланган тампонаж цемент- ларда C3S ва С3А минералларининг йигиндиси 60 % га тенг, у портландцементни ута майда туйиш (солиштирма сирти 300—350 м2/кг га тенглашгунча) оркали олинади. Ундаги гипс микдори 3 %, «иссик» кУДУМар учун мулжалланган тампонаж цементнинг тишлашиш муддатини се- кинлатиш учун унга кам алюминатли портландцемент кушилади. Бундай цемент тахминан 75°С иссикликда ишлатилади.
Турли мураккаб шароитлардаги нефть ва газ кудукла- рини бургулашда бу стандарт цементлар цементлаш иш- ларини доимо сифатли олиб боришга имкон беравермай- ди. Бундай шароитдаги кудукларни цементлаш учун ювув- чи лой аталасининг солиштирма огирлигидан цемент коришмасининг солиштирма огйрлигининг ортикрок булиши таъминланиши керак. Бошка шароитларда эса аксин- ча, цемент коришмасини жуда катта баландликка кута- риш учун унинг солиштирма огирлиги кам булиши лозим. Юкорида айтиб утилганидек тампонаж ишлари олиб бо- рилаётган кудукларнинг чукурлигига караб, унинг темпе- ратураси узгариб боради: «совук КУДУК» деб аталувчи КУДУК- ларда температура 40°С дан ошмайди. Чу кур кудукларда (2500 м) тампонаж ишларини юкори температура (90°С гача) ва жуда хдм чукур (4500 метрдан ортик) КУДУКларда 100°Сдан ортик температурада олиб бориш керак. Бундай температурада олиб борилаётган тампонаж ишларида турли хил цементларни ишлатишга туфи келади.
Ёрик жинслардан утувчи кУДУКяар учун толали (асбест Кушимчали), деворлардан газ чикадиган кУДУКлар учун кенгаювчи, чукурлиги 5—7 км булган иссик кудуклар учун тишлашиш муддатлари секинлаштирилган огир ва енгил тампонаж цементлар ишлатилади.
Кудукларда температуранинг яна ҳам кутарилиши натижасида цемент таркибидаги минераллар сув билан ре- акцияга тез киришади ва унинг тишлашиш муддати кис- Каради, цементнинг мутаҳкамлиги ортади.
Шундай махсус шароитларда цементларни ишлатиш учун махсус цементлар ишлаб чикарилган, уларнинг
самарадорлиги тажрибада синалган, аммо улар махсус буюртма асосидагина кам микдорда ишлаб чикарилади.
Хозирги кунда турли чукурликда булган газ ва нефть кудуклари учун йилига бир неча юз минг тонна тампонаж цементи Кувасой цемент комбинатида ишлаб чикдрил- моҳда.
Узбекистан Фанлар академиясининг академиги К. С. Ахмедов ва техника фанлари доктори У. Д. Мамажонов раҳ- барлигида оддий тампонаж цементларига турли тузлар ва уларнинг аралашмасини ҳамда юкори молекуляр полимер- ларни кушиб Урта Осиёдаги жуда чукур газ кудукутарида ишлатиш мумкинлиги асослаб берилди. Натижада цемент- лар хоссаси маълум даражада узгарди.
Махсус тампонаж цементлар турларини х,ар хил сано- ат чикиндилари асосида купайтириш ва уларнинг котиш назарияларини ривожлантириш ишлари Республикамиз- нинг мустакиллик йилларида яна ҳам ривожланмокда.
Do'stlaringiz bilan baham: |
