Буровые тампонажные растворы

6.1. Общие сведения о тампонажных растворах. Функции

тампонажных растворов. Требования, предъявляемые к тампонажному раствору и тампонажному камню.

Понятие о тампонажном растворе как о гетерогенной полидисперсной системе. Состав дисперсной фазы и дисперсионной среды (жидкости затворения) тампонажного раствора. Понятие о тампонажном камне. Функциональное назначение химических реагентов, вводимых в жидкость затворения. Понятие о водоцементном отношении.

Функции тампонажных растворов: закрепление обсадных колонн и защита их от коррозионного воздействия пластовых флюидов; изоляция друг от друга и от дневной поверхности пластов с различными видами флюидов или с одним вид флюида, имеющим разные свойства; создание искусственных забоев и разделительных пробок в стволе скважины, ликвидация поглощений бурового раствора, закрепление стенок скважин в потенциально неустойчивых породах.

Требования к тампонажному раствору: легко транспортироваться в заданный интервал скважины, обладать минимальной фильтрацией; быть нетоксичным, седиментационно устойчивым и химически инертным; по окончании транспортирования в заданный интервал скважины максимально быстро превращаться в тампонажный камень, легко смываться с технологического оборудования.

Требования к тампонажному камню: быть трещинно-, коррозионно- и термостойким, практически непроницаемым для жидкостей и газов, достаточно прочным и в то же время легко разбуриваться; обладать хорошей сцепляемостью (адгезией) с металлом и горными породами, не давать усадки при твердении.

6.2. Краткая характеристика основных вяжущих веществ и добавок к ним

Назначение вяжущих веществ.

Портландцемент. Состав смеси для получения портландцемента. Понятие о клинкере и клинкерных минералах. Основные клинкерные минералы: четырехкальциевый алюмоферрит, трехкальциевый алюминат, двухкальциевый силикат, трехкальциевый силикат. Технология их получения. Краткая характеристика клинкерных минералов. Понятие об алите и белите, их главные свойства. Добавки, вводимые при помоле портландцементного клинкера.

Исходные компоненты для получения, достоинства, недостатки и область рационального использования в качестве вяжущих веществ глиноземистого цемента, цемента на основе металлургических (доменных) шлаков, известково-кремнеземистого цемента, гипса, магнезиального цемента, органических вяжущих веществ (синтетических смол).

Краткая характеристика добавок к вяжущим веществам. Химически активные добавки: природные (осадочные, вулканические) и искусственные. Инертные добавки: облегчающие утяжеляющие, закупоривающие.

6.3. Тампонажные цементы

Определение тампонажного цемента.

Классификация тампонажных цементов по температуре применения, плотности тампонажного раствора и устойчивости тампонажного камня к воздействию агрессивных пластовых вод.

ПТЦ – портландцемент тампонажный (ГОСТ 1581-96). Классификация ПЦТ по вещественному составу, плотности тампонажного раствора, температуре применения и сульфатостойкости. Технические требования к ПЦТ. Условные обозначения ПЦТ.

Состав, марки, технические требования, особенности и рациональная область применения серийно выпускаемых тампонажных цементов:

ОЦГ – облегченный цемент для горячих скважин (ТУ 39-01-08-469-79);

ЦТОК – цемент тампонажный облегченный повышенной коррозионной стойкости (ТУ 39-0147009-010-89);

ЦТО – цемент тампонажный облегченный (ТУ 39-0147009-018-89);

МТО – материал тампонажный облегченный (ТУ 39-08-217-85);

ЦТН – цемент тампонажный для низкотемпературных скважин (ТУ 113-08-565-85);

ПЦАТ – портландцемент алинитовый тампонажный (ТУ 21 УзССР-146-89);

ЦТПН – цемент тампонажный для паронагнетательных скважин (ТУ 39-1057-85);

цемент тампонажный сероводородостойкий (ТУ 21-20-64-85);

ШПЦС – шлакопесчаный цемент совместного помола (ОСТ 39-017-80);

УЦГ – утяжеленный тампонажный цемент (ТУ 39-01-08-535-80);

УШЦ – утяжеленный шлаковый цемент (ОСТ 39-014-80);

ЦТУК – цемент тампонажный утяжеленный коррозионностойкий (ТУ 39-995-85).

Тампонажные цементы для ликвидации поглощений бурового раствора.

6.4. Физико-химические основы регулирования свойств тампонажного раствора и тампонажного камня

Процессы, протекающие в тампонажном растворе и тампонажном камне.

Гидратация. Основные этапы гидратации алита и белита: частичное растворение поверхности клинкерных минералов, насыщение жидкости затворения продуктами растворения, возникновение зародышей новой кристаллической фазы (новообразований), свойства последних. Влияние на скорость растворения поверхности клинкерных минералов минералогического состава клинкера, степени дисперсности тампонажного цемента, водоцементного отношения, давления, температуры.

Структурообразование. Роль в образовании сетчатой (коагуляционной) тиксотропной структуры из зерен цемента и элементарных пакетов новообразований «стесненных» условий в тампонажном растворе, гидратных оболочек на поверхностях зерен цемента и элементарных пакетов новообразований и электрических зарядов, обусловленных ненасыщенными валентными связями на растворенных участках кристаллической решетки клинкерных минералов и несовершенством кристаллической решетки новообразований.

Схватывание. Причины, приводящие к преобразованию коагуляционной структуры в рыхлую кристаллизационную структуру: рост кристаллов новообразований и числа связей между частицами, появление контактов срастания новообразований, увеличение площади таких контактов и др.

Твердение как процесс окончательного формирования кристаллизационной структуры, имеющей высокую механическую прочность и упруго-хрупкие свойства.

Регулирование свойств тампонажного раствора и тампонажного камня с помощью химических реагентов. Назначение, область применения, механизм действия и краткая характеристика наиболее широко используемых ускорителей схватывания и твердения, замедлителей схватывания и твердения, пластификаторов (разжижителей) и понизителей фильтрации тампонажных растворов.

Влияние химических реагентов на свойства тампонажного камня.

6.5. Контроль качества тампонажного цемента, тампонажного

раствора и тампонажного камня

Виды контроля: входной контроль качества тампонажного цемента,

контроль при хранении тампонажного цемента, контроль при подборе (разработке) рецептуры тампонажного раствора, контроль при приготовлении тампонажного раствора на буровой.

Показатели, подлежащие измерению при входном контроле качества тампонажного цемента. Приборы и методика оценки тонкости помола и удельной поверхности тампонажного цемента, плотности и растекаемости тампонажного раствора, времени загустевания и сроков схватывания тампонажного раствора, предела прочности на изгиб и сжатие образцов тампонажного камня.

Регламент контроля пригодности тампонажного цемента к дальнейшему применению по назначению после истечения гарантийного срока хранения.

Регистрируемые данные и измеряемые показатели при подборе (разработке) рецептуры тампонажного раствора. Особенности измерения показателя фильтрации тампонажных растворов с помощью прибора ВМ-6.

Показатель, измеряемый при приготовлении тампонажного раствора на буровой.

Приборы и методика оценки показателей, характеризующих седиментационную устойчивость тампонажного раствора, проницаемость и коррозионную устойчивость тампонажного камня, прочность сцепления тампонажного камня с горными породами и обсадными трубами, происходящие в тампонажном камне объемные изменения и др.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: