Изучение влияния наружных покрытий обсадных труб на качество сцепления цементного камня с обсадной колонной

Abstract

Актуальность. Одной из важнейших задач при строительстве нефтяных и газовых скважин является обеспечение герметичности контактных зон «обсадная колонна - формируемый цементный камень - порода», которая определяет качество разобщения разбуриваемых коллекторов. Качественную изоляцию продуктивных горизонтов часто связывают со сцеплением твердеющего тампонажного раствора с наружной поверхностью стальных обсадных труб. На сегодняшний день предложено большое количество способов, направленных на повышение герметичности затрубного пространства обсадных колонн, один из относительно новых способов - применение защитных лакокрасочных покрытий со специальными свойствами. Имеется мнение, что данные наружные покрытия обсадных труб могут влиять на результаты геофизических работ при оценке качества цементирования и дальнейший мониторинг состояния скважины. Следовательно, появление нового граничного слоя - наружного лакокрасочного покрытия, будет влиять на точность результатов геофизических операций. Цель. Исследование взаимодействия обсадной трубы с наружным лакокрасочным покрытием и цементного камня в контактной зоне «обсадная колонна - цементный камень», оценка влияния граничного лакокрасочного слоя на результаты скважинных геофизических операций. Методы. Определение адгезионного взаимодействия (сцепления) цементного камня с наружной поверхностью обсадных труб методом сдвига и акустического импеданса методом ультразвуковой цементометрии. Результаты и выводы. Показано, что опробованная процедура оценки сцепления цементного камня с наружной поверхностью обсадной трубы методом сдвига является эффективной при определении адгезионного взаимодействия, что позволяет ранжировать данную величину для разных видов поверхностей. «Выявлено, что величина адгезионного взаимодействия цементного камня зависит не только от рельефа поверхности трубы, но и от природы лакокрасочного покрытия, а более высокие значения адгезии для образцов с рельефными покрытиями обусловлены большей удельной площадью поверхности при контакте с тампонажным составом. Установлено, что защитные лакокрасочные покрытия наружной поверхности обсадных труб не влияют на результаты и не затрудняют проведение скважинных геофизических операций при мониторинге состояния скважины и пластов, при этом обеспечивают защиту труб от коррозии

Relevance. One of the most important tasks in oil and gas well site construction is to ensure the integrity of contact zones «casing string - formed set cement - rock», which determines the isolation quality of drilled out reservoirs. Highquality isolation of production intervals is often associated with the adhesion of hardening cement slurry to external surface of steel casing pipes. Currently, a large number of methods have been proposed to increase the integrity of casing-formation annulus; one of the respectively new methods is using of protective paint coatings with special properties. It is believed that these external coatings of casing pipes can affect the geophysical work results during diagnostic of cementation quality and further monitoring the well condition. Thus, appearance of new boundary layer - external paint coating - can affect the accuracy of geophysical operations results. Aim. To study the interaction of casing pipes with external paint coatings and set cement in contact zone «casing string - set cement», to assess boundary paint layer impact on geophysical operations quality. Methods. Determination of adhesive interaction (adhesion) of set cement with casing pipes external surface by shear method and acoustic impedance by ultrasonic cementometry. Results and conclusions. It was shown that the given procedure for assessing the adhesion of set cement to casing pipes external surface by shear method is effective in determining the adhesive interaction, which makes possible to grade this value for different types of surfaces. It was revealed that the adhesive interaction value depends not only on pipe surface relief, but also on coatings characteristics. It was found that higher adhesion values for samples with relief coatings are explained by a larger specific surface area of their contact with cement slurry. It was established that protective paint coatings on casing pipes external surface do not affect the results and do not complicate geophysical operations for monitoring the well condition and provide protection of pipes from corrosion