Қазақстанның мұнай-газ саласының хабаршысыҚазақстанның мұнай-газ саласының хабаршысы2707-42262957-806XKMG Engineering10899410.54859/kjogi108994Исследование применения наноматериалов для улучшения характеристик цементных смесей в процессе капитального ремонта скважинХасеновАсхат Галимович<p>Председатель Правления</p>a.khassenov@kmg.kzhttps://orcid.org/0009-0009-7933-4321МардановАлтынбек Сүлейменұлыa.mardanov@kmge.kzhttps://orcid.org/0000-0002-8342-3046АбдрахмановДінмұхаммед Русланұлы<p>Инженер-технолог</p>dimash.26.05.2015@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0004-6449-6241СабировБолатхан Файзуллаевичb.sabirov@kmge.kzhttps://orcid.org/0009-0006-2206-8542ШагилбаевАдил Жолдасовичa.shagilbayev@kmge.kzhttps://orcid.org/0009-0009-3653-7882УмралиевБ. Т.<p>докт. техн. наук</p>b.umraliyev@kmge.kzhttps://orcid.org/0009-0000-9083-5308АО "НК "КазМунайГаз"Атырауский филиал ТОО «КМГ Инжиниринг»Атырауский филиал КМГ ИнжинирингКМГ Инжиниринг1405202629062026Copyright © , Абдрахманов Д.Р., Сабиров Б.Ф., Умралиев Б.Т.<p class="my-2 [+p]:mt-4 [_strong:has(+br)]:inline-block [_strong:has(+br)]:pb-2">Провести комплексный анализ рецептур цементных растворов, применяемых при цементировании скважин УС-1 (месторождение Уаз Северный) и Г-1 (месторождение Западная Прорва), выявить их ключевые технологические недостатки и обосновать целесообразность введения нанокомпозитов (наночастицы SiO₂, Al₂O₃ и углеродные нанотрубки) для повышения надёжности зональной изоляции в условиях зрелых месторождений Западного Казахстана.</p> <p class="my-2 [+p]:mt-4 [_strong:has(+br)]:inline-block [_strong:has(+br)]:pb-2">Использованы данные трёх реальных программ цементирования; лабораторные испытания цементных растворов проводились в соответствии с требованиями ISO 10426-2 (определение прочности на сжатие, водоотдачи, свободной воды, растекаемости, времени загустевания). Гидродинамическое моделирование процесса цементирования скважины Г-1 выполнено в программном комплексе iCem (Halliburton) в 2D и 3D режимах с расчётом динамического профиля температуры и ЭПД.</p> <p class="my-2 [+p]:mt-4 [_strong:has(+br)]:inline-block [_strong:has(+br)]:pb-2">Установлено, что прочность лёгкого цементного раствора скважины УС-1 составила 10,2 МПа (после 24 ч при 34°C), что ниже минимального норматива ISO 10426-2 (13,8 МПа); водоотдача достигла критического значения 110 мл/30 мин при ВЦО = 0,82. Для скважины Г-1 выявлен риск ретроградной деградации прочности цементного камня на 20–30% в течение первых 5 лет при температуре 72°C. Показано, что введение гибридного нанокомпозита SiO₂/Al₂O₃ (2:1) в концентрации 2,5% bwoc теоретически обеспечивает прочность 14,8–15,8 МПа, снижение водоотдачи до 35–45 мл/30 мин и уменьшение ВЦО до 0,65–0,70.</p> <p class="my-2 [+p]:mt-4 [_strong:has(+br)]:inline-block [_strong:has(+br)]:pb-2">Применение наночастиц SiO₂, Al₂O₃ и углеродных нанотрубок в цементных растворах является перспективным направлением для устранения выявленных недостатков стандартных рецептур и обеспечения долгосрочной зональной изоляции на месторождениях Западного Казахстана. Результаты рекомендованы для лабораторной верификации в условиях, моделирующих пластовые параметры рассматриваемых месторождений.</p>Cement slurry, well cementing, nanomaterials, nanocomposites, SiO₂, Al₂O₃, cement stone strength, fluid loss, two-stage cementing, zonal isolationТампонаждық ерітінді, ұңғыманы цементтеу, наноматериалдар, нанокомпозиттер, SiO₂, Al₂O₃, цемент тасының беріктігі, сұйықтық сіңіруі, екі сатылы цементтеу, зоналық оқшаулауЦементный раствор, цементирование скважин, наноматериалы, нанокомпозиты, SiO₂, Al₂O₃, прочность цементного камня, водоотдача, двухступенчатое цементирование, зональная изоляция1.168,3 мм қаптама тізбегін цементтеу бағдарламасы, №УС-1 ұңғымасы, «Уаз Солтүстік» кен орны. — MCF Services ЖШС, Munai Service LTD ЖШС, 30.05.2025.2.3.177,80 мм өндірістік қаптаманың 1-ші сатысын цементтеу бағдарламасы, Б.Прорва Г-1 ұңғымасы. — ҚМГ-Бұрғылау / Halliburton International GmbH, 2.0 нұсқасы, 09.09.2025.4.5.177,80 мм өндірістік қаптаманың 2-ші сатысын цементтеу бағдарламасы, Б.Прорва Г-1 ұңғымасы. — ҚМГ-Бұрғылау / Halliburton International GmbH, 1.0 нұсқасы, 10.09.2025.6.7.Нельсон Э.Б., Гийо Д. Ұңғымаларды цементтеу. — Schlumberger Educational Services, 2-ші басылым, 2006. — 773 б.8.9.Сантра А.К., Боул П., Панг Х. Наноматериалдардың мұнай ұңғымасы цементінің гидратациясы мен механикалық қасиеттеріне әсері // SPE-163814-MS. — 2012.10.11.Силвейра Б., Моралес Р., Алмутайри А. Нано-кремнеземнің G сыныпты цементтің механикалық және физика-химиялық қасиеттеріне әсері // Journal of Petroleum Science and Engineering. — 2018. — Т. 162. — Б. 66–76. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2017.12.02312.13.Халифе М., Осен А. Ұңғымаларды тұрақты бітеу және жою технологиясына кіріспе. — Springer, 2020. — 338 б.14.15.Рахимов М.М., Абдрахманов Д.Н. Батыс Қазақстан кен орындарында ұңғымаларды күрделі жөндеу кезінде цемент ерітінділерінде арматуралаушы қоспаларды қолдану // Мұнай өнеркәсібі. — 2024. — №3. — Б. 45–52.16.17.ISO 10426-1:2009. Мұнай және газ өнеркәсібі — Ұңғымаларды цементтеуге арналған цементтер мен материалдар — 1-бөлім: Техникалық талаптар. — ISO, 2009.18.19.Беликов В.Г., Нацепинское А.М. Наноқұрылымды қоспалары бар цемент ерітінділері: зертханалық және өндірістік сынақтар // Бұрғылау және мұнай. — 2020. — №11. — Б. 28–33.20.21.Ли Х., Сяо Х.Г., Юань Дж., Оу Дж. Нанобөлшектері бар цемент ерітіндісінің микроқұрылымы // Composites Part B: Engineering. — 2004. — Т. 35. — Б. 185–189.22.23.Сюй З., Чжоу З., Ду П., Чэн Х. Нано-алюминий оксидінің цементке негізделген материалдардың қасиеттеріне әсері // Journal of Materials in Civil Engineering. — 2019. — Т. 31(8). — 04019157.24.25.Конста-Гдутос М.С., Метакса З.С., Шах С.П. Көміртекті нанотүтікшелермен армирленген жоғары дисперсті цементке негізделген материалдар // Cement and Concrete Research. — 2010. — Т. 40. — Б. 1052–1059.