- §. Tamponaj sementlar - Silikat materiallar va nodir, kamyob metallar texnologiyasi

6- §. Tamponaj sementlar.
Hozirgi kunda yuzlab va minglab neft hamda gaz quduqlari qovlanmokda.
Ko‘pincha bu quduqlarning chuqurligi bir necha ming metrga etadi. Quduqni o‘rab
olgan aylanasimon bo‘shlik devorlarining ba’zi qismi suv qatlami yoki bo‘sh g‘ovakli
jinslar, hatto g‘orlardan iborat bo‘ladi. Bu esa neft va gaz ishlab chiqarishni
qiyinlashtiradi. Chunki gaz va neft shu g‘ovak va g‘or orkali katta masofalarga
yoyilib ketishi mumkin. Shuning uchun bu bo‘shlik, ya’ni quvur orqasi bilan quruq
ichki devorlari o‘rtasida suv va gaz o‘tkazmaydigan massa bilan to‘ldiriladi, ya’ni
tamponlanadi (gaz mustahkam berkitilgan po‘lat quvurlar yordamida osonlikcha
chiqarib olinadi). Shuning uchun har bir gaz neft quduqlarini razvedka va
ekspluatatsiya hamda kapital remont qilishda portlandsement turlaridan biri bo‘lgan
tamponaj sementlari ishlatiladi.
Bu quduqlarni sementlashdan maqsad suvli yoki boshqa qatlamlardan neft va
gaz mahsulotlarini ajratib olishdir. Murakkab burg‘ulash jarayonida sementlash
ishlari juda ma’suliyatli vazifadir. Sifatli o‘tkazilgan sementlash ishlari ko‘pincha
quduqlar ekspluatatsiyasini yaxshilaydi.
297
Hisoblangan chuqurlikka tushirilgan va tegishlicha osib qo‘yilgan po‘lat
quvurlar kolonkasi orqali sementlashdan oldin quduqlarni yuvish uchun suyuq loy
atalasi yuboriladi. Quduq yuvib bo‘lingandan so‘ng kolonnaga usti shisha plastinka
bilan qoplangan, markazida teshigi bo‘lgan pastki tiqin tushiriladi. Tiqin quvur
devorlariga zich taqalgan holda joylashadi.
So‘ngra kolonnaga tushirilgan tiqin ustiga tezlik bilan sementlovchi agregatlar
yordamida oldindan hisoblangan hajmda sement qorishmasi yuboriladi va u erga
yuqorigi berk (teshiksiz) tiqin tushiriladi. Natijada pastki va yuqorigi tiqinlar orasida
qolgan suyuq sement qorishmasi pastga qarab harakat qila boshlaydi. Pastki tiqin
obsadkali quvurlarda oldindan o‘rnatilgan tiralish halqasiga borib etganda bir oz
bosim ortadi va pastki tiqin shishasi ezilib sinadi, hosil bo‘lgan teshik orqali sement
qorishmasi zaboy va quvur orqasidagi halqasimon bo‘shliqqa o‘tayotganda
burg‘ulashdan qolgan loy o‘z navbatida sindirilib surilib bo‘shliqqa o‘tib ketadi.
Yuqorigi tiqin pastki tiqin ustiga kelib utirganda suyuq loy atalasi berish
to‘htatiladi, buni quduq oldiga o‘rnatilgan monometrdagi bosimning keskin
ortishidan bilsa bo‘ladi. Quvur orqasidagi bo‘shliqqa o‘tayotgan sement
qorishmasining ko‘tarilishi ma’lum tezlik (kamida 1,5m/s) bilan ketishi kerak.
Buning ahamiyati kattadir. Bu esa quduq devorlarini loy pustlogidan yaxshilab
tozalash va chidamliroq sement halqasini hosil qilishni ta’minlaydi.
Sementlash davrida sement qorishmasining xajmi va kolonnaga itarib
yuboriladigan suyuqlik miqdori aniq kuzatilib turiladi. Sement ekzotermiyasi bu
bosimning o‘sishi sabab bo‘ladi.
Sement qorishmasining quvur orqasidagi bo‘shliqda qanchalik ko‘tarilgani
aniqlangach, sement butunlay qotib olishi uchun quduq taxminan 18, ba’zan 48 soat
davomida tinch qoldiriladi. Quduq devorlari va obsadka quvurning tashqi diametri
o‘rtasidagi sement qorishmasi bilan to‘ldirilgan oraliq taxminan 15…50 m ga teng.
Sement qorishmasining belgilangan qotish davri tugashi bilan obsadka kolonnasining
germetikligi sinaladi. Bu xolda bosimni xar 30 minutda 0,5 MPa gacha kamaytirishga
ruhsat etiladi. Bu ishlar tugagandan so‘ng va sement zarur mustahkamlikka ega
298
bo‘lgan maxsulotlarning neft va gaz qatlami ochiladi. Teshik ochish zaboydagi
sementtoshni yana burgulash yoki urib tushurish orqali amalga oshiriladi. Bu
teshikdan quduq ichiga neft yoki gaz otilib chiqa boshlaydi.
Quvur devorlari va unga yondoshgan sementtosh poroxli yoki torpeda
perforator yordamida teshiladi. Perforatsiya natijasida sementtoshda teshik hosil
bo‘ladi, bu teshik orqali kollonaga neft (yoki gaz) katlamining bosimidan past
bosimda, quduq dagi suyuqlik yuzasi pasaygandan so‘ng neft (yoki gaz) kira
boshlaydi.
Quduqlardagi tamponaj sementlarning mahsus sharoitlardagi hizmati nimadan
iboratligini ko‘rib o‘tamiz. Quduqni ko‘rish va uning xolatini aniq tekshirib turish
butunlay mumkin emas. Neft va gaz quduqlarining chuqurligi ortib borishi bilan
ularda temperatura va bosim ham orta boshlaydi. Bu esa albatta sementtosh
jarayoniga va hosil bo‘ladigan sementtoshning sifatiga ta’sir ko‘rsatadi. Suv, gaz va
neftlar siqishining ortishi ham quduqlardagi bosimni orttirishga harakat qiladi. Bu esa
yuqori temperaturada sement qorishmasining tishlashish muddati va sementtoshning
shakllanishiga ta’sir qiladi. Quduqlardagi sementtoshning qotish sharoiti juda
murakkab. Jins qatlamlari turli g‘ovak, yorik va kavaklikka ega.
Sinish vaqtidagi yuvadigan suyuqlik ustini hosil qilgan ortiqcha gidrostatik
bosim qatlam jinslarida tabiiy yoriqlarni ko‘paytirishi va quduqlarni sementlaydigan
loyni, so‘ngra sement qorishmasini yo‘qolib ketishiga sabab bo‘lishi mumkin.
Qatlamlarning gidravlik uzilishi deb ataladigan holatlari ham bo‘lib, qatlam
suvlarining yuqoridan pastki suv boshqa gorizontlariga oqib o‘tishi kuzatiladi.
Ko‘pincha g‘ovakli qatlam jinslarining suvni yutib olish xususiyati tufayli sement
qorishmasining suvsizlanishi sodir bo‘ladi.
Bir qancha konlarning qatlam suvlari turli tuzlarning yuqori konsentratsiyasiga
ega. Misol uchun O‘zbekiston, Turkmaniston va Volga bo‘yi rayonlari konlarining
qatlam suvlarida xlorkalsiyli, xlormagniyli, sulfatnatriyli shuningdek, sulfatli tuzlar
uchraydi. Bu tuzlar ayniqsa yuqori bosim va temperatura sharoitda sezilarli darajada
sementtoshni
emirishi
mumkin.
Buning
ustiga
sement
halkasining
suv
299
o‘tkazuvchanligini ham nazarga olish kerak. Gaz quduqlarining ishlash sharoitlari
yana ham murakkab, chunki sementlash ishlari tugagandan so‘ng qatlamdan quduq
ichiga qarab gaz diffuziyalanishi, ya’ni gazning otilib chiqishi va fontanlanishi
mumkin. Quvur orqasidagi bo‘shlikka itarilib so‘rilib kirayotgan sement
qorishmasiga loy atalasi aralashsa bu xol sementtoshning qotishiga salbiy ta’sir
ko‘rsatadi.
Quduqdagi sementtosh mustahkamligiga perforatsiya jarayoni salbiy ta’sir
ko‘rsatib, uning mustahkamligini ko‘p faktorlariga va ayniqsa, perforatsiya turiga
(o‘qli va torpedali) bog‘liq holda kamaytiradi. Portlandsement qorishmasi yordamida
neft qatlamlarini suvli katlamlardan ajratib turish uchun osadka quvurlarini
mustahkamlash bo‘yicha birinchi tajribalar 1907-1908 yillarda o‘tkazilgan. Ular
unchalik chuqur bo‘lmagan quduqlarda ijobiy natija berib, u vaqtdagi portlandsement
nisbatan sekin tishlanish muddati, past mustahkamlik va dag‘al tuyilish kabi xossalari
bilan xarakterlanar edi. Shuning uchun sementtosh kerakli mustahkamlikni to‘plab
olguncha kutish zarur bo‘lgan.
Shuning uchun sementning qotish jarayonlarini tezlatish zarurati tug‘iladi.
Bunga esa sementni maydalab tuyish hisobiga erishilar edi, chunki kerakli kimyoviy
va mineralogik tarkibi sementni hosil qilish uchun zarur ma’lumot beruvchi
bog‘lovchi materiallar kimyosi to‘g‘risidagi fan hali unchalik rivojlanmagan edi.
Ko‘p yillik ilmiy-tadqiqot ishlari va neft konlarini ekspluatatsiya qilishda to‘plangan
tajribalar sifatli sement olish zarur bo‘lgan eng muhim talablarni aniqlashga imkon
beradi. Ular asosan quyidagilardan iborat: Qovur kollonasiga sement qorishmasini
tezlik bilan bosim ostida haydab kirgizish uchun u etarli darajada okuvchan bo‘lishi
lozim, so‘ngra esa quvur orqasidagi bo‘shlikka itarilib o‘tishi kerak. Sementlash
ishlari ketayotgan ma’lum vaqtgacha qorishma oquvchanligini yo‘qotmay turishi
lozim. Bunga suv sement nisbati 0,4…0,5 ga tenglashganda erishiladi. Quduq
temperaturasiga qarab sementning tishlashish muddatlari o‘zgarib turadi.
Tamponaj sementlari birinchi ikki sutka davomida kerakli qotish
mustahkamligiga erishish kerak. Qisqa vaqt ichida sement qorishmasining erishgan
300
mustahkamligi quduq stvolidagi kolonnani maxkam biriktirilib va natijada qayta
burg‘ulash hamda perforatsiya davrida va singdiruvchan jinslardan barqaror ravishda
himoya qilinishni ta’minlash lozim. Sanab o‘tilgan barcha talablarni qanoatlantirish
uchun sementtoshning siqilishga bo‘lgan mustahkamligini qanchaga teng bo‘lishi
kerakligi murakkab masaladir. Mustahkamlik qiymati 2…3 ga teng zapas
koeffitsienti bilan birga kamida 3,5 MPa bo‘lishi kerak deb taxmin qilindi.
Sement qorishmasining qovushqoqligi juda muxim ko‘rsatkich bo‘lib,
sementning oquvchanligini xarakterlaydi. Bu esa ko‘rsatkich sementdan yaxshi
oquvchan qorishma olishni va ma’lum chuqurlikdagi tegishli temperatura va bosimda
qorishmani quvurga yuborishga hamda quvur orqasidagi bo‘shlikka itarib kiritishga
imkon beradigan vaqt ichida qo‘zg‘aluvchan bo‘lib turishini ta’minlash kerak.
Quduqqa sement qorishmasi yuborilgach, qisqa vaqt ichida, u tegishli
mustahkamlikka erishishi va shu quduqda uni uzoq vaqt davomida saqlab qolish
kerak.
Sementtosh agressiv qatlam suvlariga nisbatan turg‘un bulishi va maxsuldor
neft qatlamlarini qatlam suvlaridan hamda ko‘p miqdoridagi turli tuzlar, ko‘pincha
esa oltingugurt vodorodi bor emiruvchi suyuqliklarning obsadka kolonnasiga singib
kirishidan saqlashini ta’minlovchi, ya’ni suv singdirmaydigan bo‘lishi kerak.
Dastlabki qotish davrida sementtosh etarlicha plastik bo‘lishi kerak. Chunki
quduqlarni perforatsiya qilayotganda unda yoriqlar hosil bo‘lmasligi va shu bilan
birga, yuqori temperatura va bosim sharoitida uzoq vaqtga chidashi lozim.
Sement qorishmasining suv beruvchanligini albatta e’tiborda tutish kerak.
Crunki sement qorishmasidan quduqda uchraydigan shimuvchan (singdiruvchan) jins
qatlamlari suvni shimib olish xavfi bor. Bu esa suv-sement nisbatini sezilarli darajada
pasaytirib yuboradi, sementning qovushoqligi va tishlashish muddatlariga ta’sir
ko‘rsatadi. Bundan tashqari ayniqsa, gaz quduqlarida sementtoshning gaz
o‘tkazuvchanligi muhim ahamiyatga ega. Sementning turli sharoitlarda ishlatilishi
unga qo‘yiladigan talablarning hammasiga, to‘la javob bera olmaydi. Sement sanoati
asosan ikki xil tamponaj sementi ishlab chiqaradi. Uning bir turi «sovuq» quduqlarga,
301
ikkinchi turi esa «issiq» quduqlar uchun mo‘ljallangan. Bulardan tashqari, boshqa
maxsus tamponaj sementlar ishlab chiqarish usullari ham o‘zlashtirilmoqda.
«Sovuq» va «issiq» quduqlar uchun mo‘ljallangan sementlarga qo‘yiladigan
talablar juda jiddiy. Tamponaj sementlar ishlab chiqarish bir muncha qiyinchiliklar
bilan ham bog‘liq. «Sovuq» quduqlar uchun mo‘ljallangan tamponaj sementlarda C
3
S
va S
3
A minerallarining yig‘indisi 60% ga teng, u portlandsementni o‘ta mayda tuyish
(solishtirma sirti 300-350 m
2
/kg ga tenglanguncha) orqali olinadi. Undagi gips
miqdori 3%, «issiq» quduqlar uchun mo‘ljallangan tamponaj sementning tishlashish
muddatini sekinlatish uchun unga kam alyuminatli portlandsement qo‘shiladi.
Bunday sement taxminan 75
0
C temperatura issiqlikda ishlatiladi.
Turli murakkab sharoitlardagi neft va gaz quduqlarini burgalashda bu standart
sementlar doim sifatli sementlash ishlarini olib borishga imkon beravermaydi.
Bunday sharoitdagi quduqlarni sementlash uchun yuvuvchi loy atalasining
solishtirma og‘irligidan sement qorishmasining solishtirma og‘irligini ortiqroq
bo‘lishini ta’minlash kerak. Boshqa sharoitlarda esa aksincha, sement qorishmasini
juda kam katta balandlikka ko‘tarish uchun uning solishtirma og‘irligi kam bo‘lishi
lozim. Yuqorida aytib o‘tilganidek, tamponaj ishlari olib borilayotgan quduqlarning
chuqurligiga qarab, uning temperaturasi o‘zgarib boradi: «sovuq» quduq deb
ataluvchi quduqlarda temperatura 40
0
C dan oshmaydi. Chuqur quduqlarda (2500m)
tamponaj ishlarini yuqori temperatura (90
0
C gacha) va juda ham chuqur (4500 m
ortiq) quduqlarda 100
0
C dan ortiq temperaturada olib borish kerak. Bunday
temperaturada olib borilayotgan tamponaj ishlarida turli sementlarni ishlatishga
to‘g‘ri keladi. Yoriq jinslardan o‘tuvchi quduqlar uchun tolali (asbest qo‘shimchali)
devorlaridan gaz chiqadigan quduqlar uchun kengayuvchi, chuqurligi 5…7km
bo‘lgan issiq quduqlar uchun (bu erda temperatura 200…300
0
C ga, bosim bir necha
o‘n MPa ga etadi) tishlashish muddatlari sekinlashtirilgan og‘ir va engil tamponaj
sementlar ishlatiladi.
Quduqlarda temperaturaning yana ham ko‘tarilishi natijasida sement
tarkibidagi minerallar suv bilan reaksiyaga tez kirishadi va uning tishlashish muddati
302
qisqaradi hamda sementning mustahkamligi ortadi. Shunday maxsus sharoitlarda
sementlarni ishlatish uchun maxsus sementlar ishlab chiqarilgan, ularning effektivligi
tajribada sinalgan, ammo ular maxsus buyurtma asosida kam miqdorda ishlab
chiqariladi. Hozirgi kunda turli chuqurlikda bo‘lgan gaz va neft quduqlari uchun
yiliga birnecha 100 ming tonna tamponaj sementlari Quvasoy sement kombinatida
ishlab chiqarilmoqda.
O‘zbekiston Fanlar Akademiyasining akademigi K.S. Axmedov va texnika
fanlar doktori U.D. Mamajanov rahbarligida oddiy tamponaj sementlarni ularga turli
tuzlar va ularning aralashmasi hamda yuqori molekulyar polimerlar qo‘shib juda
chuqur bo‘lgan O‘rta Osiyo gaz quduqlarida ishlatish mumkinligini asoslab berdilar.
Natijada sementlar xossasi ma’lum darajada o‘zgaradi Maxsus tamponaj sementlar
turlarini har xil sanoat chiqindilari asosida ko‘paytirish, ularning qotish nazariyasini
rivojlantirish kabi ilmiy ishlar respublikamiz mustaqil bo‘lgandan keyin kun sayin
rivojlanmoqda.
|