Strength properties and microstructure of Portland slag cement for well casings under the influence of high temperatures

Abstract

Thermobaric conditions in oil and gas wells require the use of backfill materials with special physical and chemical properties. Cement composites are subject to the requirements of fluidity (to ensure uninterrupted delivery to the cementing site), timely formation of the necessary mechanical strength (to prevent the interaction between the cement glass and reservoir fluids), corrosion resistance, impermeability and durability. Therefore, the composition of the cement slurry should be selected based on the mining and geological characteristics of the well.Wellbores wall are reinforced with protective pipes, which are attached to the well with cement or cement slurry. It is needed to protect wellbores wall from rock falls, gas, oil and water shows and to isolate productive formations. If this operation is carried out qualitatively, then the outer part of the casing string will be protected from the impact of the formation fluid. Otherwise, pipe corrosion may occur, which can lead to the destruction of the cement stone and, as a result, to accidents.

About the authors

V. P. Ovchinnikov

Industrial University of Tyumen

O. V. Rozhkova

Industrial University of Tyumen

Email: rozhkovaov@tyuiu.ru

D. S. Rozhkova

Industrial University of Tyumen

M. V. Listak

Industrial University of Tyumen

References

  1. Доменные шлаки — тампонажное вяжущее для крепления глубоких скважин / А. И. Булатов, А. А. Говоров, Д. Ф. Новохатский, Н. А. Обраменко ; АН УССР. Ин-т коллоидной химии и химии воды. – Киев : Наукова думка, 1971. – 104 с. – Текст : непосредственный.
  2. Тампонажный материал с добавлением доменного шлака / В. П. Овчинников, О. В. Рожкова, П. В. Овчинников, М. В. Листак. – Текст : непосредственный // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. – 2022. – № 2. – С. 34–37.
  3. Самсоненко, Н. В. Пути повышения качества крепления скважин / Н. В. Самсоненко. – Текст : непосредственный // Булатовские чтения. – 2020. – Т. 3. – С. 331–335.
  4. Мачинский, Е. К. О деформационной способности тампонажных растворов, затвердевших при повышенной температуре / Е. К. Мачинский, В. Ю. Зобс, Г. Н. Волошко. – Текст : непосредственный // Труды СевКавНИИ. – 1967. Вып. 1. – С. 39–44.
  5. Агзамов, Ф. А. Теоретические основы и практика получения тампонажных материалов для крепления паронагнетательных скважин / Ф. А. Агзамов, И. Н. Каримов, Р. С. Мяжитов. – Текст : непосредственный // Территория Нефтегаз. – 2016. – № 9. – С. 26–33.
  6. Смирнова, О. М. Гибридные цементы на основе гранулированных доменных шлаков: основные направления исследований / О. М. Смирнова, Л. Ф. Казанская. – doi: 10.51608/26867818_2022_3_59. – Текст : непосредственный // Эксперт : теория и практика. – 2022. – № 3 (18). – С. 59–65.
  7. Композиционные утяжеленные тампонажные растворы / В. П. Овчинников, А. В. Мелехов, П. В. Овчинников, О. В. Рожкова. – Текст : непосредственный // Бурение и нефть. – 2020. – № 4. – С. 18–21.
  8. Овчинников, В. П. Тепловыделения при гидратации тампонажного шлакопортландцемента / В. П. Овчинников, О. В. Рожкова. – Текст : непосредственный // Материалы Международной научно-практической конференции им. Д. И. Менделеева, посвященной 90-летию профессора Р. З. Магарила / Отв. ред. А. Н. Халин. – Тюмень : ТИУ, 2022. – Том 3. Бурение нефтяных и газовых скважин. Биотехнические системы и технологии. Физическая культура и спорт : основа популяционной стратегии здоровьесбережения. – С. 45–47.
  9. Доменные гранулированные шлаки при производстве многокомпонентных цементных систем : технология производства и особенности применения / И. Л. Ципурский, А. А. Коконова, Е. Д. Данилова. – doi: 10.15862/18SATS118. – Текст : электронный // Сетевое издание «Транспортные сооружения». – 2018. – Т 5, № 1. – URL: https://doi.org/10.15862/18SATS118.
  10. Штрипов, И. К. Влияние ввода гранулированного шлака на тепловыделение цемента при его гидратации / И. К. Штрипов, Д. В. Корниенко, А. С. Ряполов. – Текст : электронный // Сетевое издание «Международный студенческий научный вестник». – 2015. – № 6. – URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=13842. – Дата публикации: 16.07.2015.
  11. Лотов, В. А. О взаимодействии частиц цемента с водой или вариант механизма процессов гидратации и твердения цемента / В. А. Лотов. – Текст : непосредственный // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2018. – Т. 329, № 1. – С. 99–110.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).