Навчально-дослідницька лабораторія тампонажних розчинів функціонує на базі кафедри буріння свердловин Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. Лабораторію засновано у 2015 році за підтримки випускників кафедри, компанії «ДТЕК» та ТОВ «УкрСКС». Вона є сучасним науково-навчальним осередком, де студенти, аспіранти та фахівці нафтогазової галузі здобувають практичні навички цементування свердловин і проводять прикладні дослідження тампонажних матеріалів.
Лабораторія розташована у трьох функціональних приміщеннях головного корпусу університету (кабінети 0.103а та 0.103б) загальною площею 108 м². Перше приміщення площею 36 м² призначено для теоретичних занять і обладнано сучасною мультимедійною технікою з підключенням до мережі Інтернет. Друге — площею 54 м² — є основним простором для лабораторних досліджень із 11 робочими місцями та столом керівника. Третє приміщення площею 18 м² слугує методичним кабінетом, де зберігаються тампонажні матеріали та хімічні реагенти.
Напрямки діяльності
У своїй роботі лабораторія охоплює три ключові напрямки:
- Навчання та підвищення кваліфікації. Підготовка фахівців із необхідним рівнем знань для виконання робіт з цементування свердловин, проведення тренінгів, курсів і факультативів для персоналу нафтогазових підприємств.
- Стандартизовані випробування. Дослідження тампонажних цементів і матеріалів відповідно до вимог ДСТУ Б В.2.7.88-99, ДСТУ Б В.2.7.87-99, ДСТУ Б В.2.7.86-99 та міжнародного стандарту ISO 10426-2.
- Наукові дослідження. Розробка рецептур тампонажних розчинів для свердловин з аномально низькими та аномально високими тисками, з розширювальними властивостями каменю, для хемогенних порід і свердловин з підвищеними температурами; моніторинг технологічних властивостей розчинів безпосередньо під час цементування; виконання досліджень на замовлення підприємств.
Дослідження властивостей цементу та тампонажних матеріалів
Лабораторія проводить повний цикл досліджень — від характеристик вихідного цементу до властивостей затверділого каменю:
- Визначення густини, дисперсності та насипної маси цементу.
- Визначення уявної та істинної густини тампонажних розчинів, їх розтічності та консистенції за нормальних і термобаричних умов.
- Визначення водовіддачі та фільтрації з моделюванням умов вибою свердловини.
- Визначення реологічних властивостей і часу початку та кінця тужавіння.
- Формування цементних балочок за нормальних і термобаричних умов, визначення їх міцності на стиск і вигин, оцінка ступеня розширення каменю у процесі твердіння.
Обладнання лабораторії
Приготування тампонажного розчину
Мішалка SKS-1000 призначена для приготування тампонажних розчинів відповідно до вимог стандарту ДСТУ Б В.2.7.88-99. Забезпечує відтворювані умови змішування, необхідні для порівняльних випробувань.
Мішалка постійної швидкості OFITE Модель 20 застосовується для приготування тампонажних розчинів за вимогами ISO 10426-2 (розділ 5). Максимальна частота обертання — 12 000 об/хв, що дозволяє моделювати реальні умови замішування цементного розчину на свердловині.
Визначення густини
Ареометр АБР-1М та ваги важільні OFITE OFI Atmospheric використовуються для визначення уявної та істинної густини тампонажних розчинів за атмосферного тиску. Для вимірювань в умовах підвищеного тиску застосовуються ваги важільні OFITE OFI Pressurized — прилад, що забезпечує точне визначення густини розчинів з розчиненими газами або за умов нагнітання.
Визначення консистенції
Консистометр КЦ-5 призначений для визначення консистенції тампонажних розчинів при нормальному тиску та температурі до 90 °С. Прилад імітує умови перекачування розчину в обсадній колоні та дозволяє відстежувати початок тужавіння.
Консистометр КЦ-3 — прилад для дослідження консистенції при заданих термобаричних умовах: температура до 200 °С, тиск до 100 МПа. Це дозволяє моделювати реальні умови глибоких свердловин і розробляти рецептури для складних геологічних умов.
Консистометр SKS-5025 поєднує функції визначення консистенції при температурах до 95 °С та кондиціонування тампонажних розчинів перед проведенням інших видів досліджень.
Реологічні властивості
Віскозиметр OFITE 800 (API 13В) призначений для визначення реологічних властивостей тампонажних розчинів при кімнатній та підвищеній температурі до 90 °С. Прилад вимірює пластичну в’язкість, границю текучості та інші параметри, необхідні для гідравлічного розрахунку цементування.
Фільтраційні властивості
Фільтр-прес OFITE HT HP призначений для моделювання умов на вибої свердловини та визначення фільтраційних властивостей тампонажних розчинів відповідно до ISO 10426-2 (розділ 10). Температура випробувань може досягати 175 °С, що дозволяє точно відтворити термобаричне навантаження на розчин у процесі цементування.
Формування та випробування цементного каменю
Рідинна баня Labexpert 1016 призначена для формування зразків тампонажного каменю в гідротермальних умовах у діапазоні температур 5–100 °С. Забезпечує стабільне температурне середовище протягом усього процесу тужавіння цементу.
Прилад ПЦК-1 дозволяє формувати цементні балочки в термобаричних умовах і безпосередньо визначати їх міцність на стиск та вигин. Прилад відтворює умови твердіння цементу в реальній свердловині.
Прилад МИИ-100 призначений для визначення міцності цементних балочок на вигин — параметра, критичного для оцінки тривалої механічної стійкості тампонажного каменю в обсадженій свердловині.
Допоміжне обладнання
До складу лабораторії також входить сушильна шафа для видалення вологи з проб тампонажних матеріалів перед дослідженнями та pH-метр pHep для визначення концентрації іонів водню в тампонажному розчині — показника, що впливає на кінетику тужавіння і сумісність хімічних реагентів.
Наукова діяльність
На базі лабораторії виконуються науково-дослідні роботи на замовлення нафтогазових підприємств, розробляються спеціалізовані рецептури тампонажних розчинів для складних геологічних умов, а також здійснюється моніторинг технологічних властивостей розчинів безпосередньо в ході цементування свердловин. Методика досліджень і оснащення лабораторії відповідають вимогам українських і міжнародних стандартів, що забезпечує визнання результатів у галузевій спільноті.
Лабораторія є відкритою для партнерства з нафтогазовими компаніями, науковими установами та освітніми організаціями. Запрошуємо до співпраці у проведенні досліджень, підвищенні кваліфікації персоналу та реалізації спільних наукових проєктів.