Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тампонажный цемент какая марка

Тампонажный цемент какая марка

Тампонажным цементом называется портландцемент (обыкновенный или его разновидность), пригодный для цементации нефтяных скважин.

Он имеет состав обычного портландцемента, как показывает следующая выдержка, взятая из стандарта 10-А Американского нефтяного института на тампонажный цемент:

«Определение. Цемент, соответствующий настоящим техническим условиям, представляет собой продукт помола клинкера, состоящего в основном из гидравлических силикатов кальция, к которому не разрешается добавлять при помоле или после него никаких веществ, кроме соответствующих добавок для регулирования схватывания.

Добавкой, регулирующей схватывание, может быть вещество, не оказывающее вредного действия на долговечность цемента и не вызывающее падения прочности после первого дня твердения».

Тампонажные цементы делятся на два вида:
1) цементы нормального схватывания и 2) цементы замедленного схватывания. К первому виду относятся три класса цементов, охватываемых стандартом АСТМ С-150—55:

Класс А. В основном стандартный портландцемент типа I, который может применяться для тампонирования нефтяных скважин глубиной не больше 1800 м, где от него не требуется никаких специальных свойств.

Класс В. В основном стандартный портландцемент типа II, который может применяться для тампонирования нефтяных скважин глубиной не больше 1800 м в условиях умеренной сульфатной агрессии.

Класс С. В основном стандартный портландцемент типа III , который может применяться для тампонирования нефтяных скважин глубиной не больше 1800 м в тех случаях, когда требуется высокая прочность в ранние сроки твердения.

Однако, поскольку эти портландцемента применяются в необычных условиях, к ним предъявляются несколько отличные от стандартных требования в отношении физических свойств, в частности, е отношении прочности и сроков загустевания.

Тампонажные цементы медленного схватывания отличаются от обыкновенных цементов тем, что в них содержатся специальные замедлители, добавляемые, помимо гипса (или вместо гипса), при помоле или после него. Назначение этих добавок состоит в том, чтобы замедлить гидратацию цемента и таким образом удлинить сроки схватывания при тампонировании скважин глубиной от 1800 до 4800 м. В таких глубоких скважинах температура и давление на дне столь высоки, что обычный портландцементный раствор схватился бы и затвердел раньше, чем его удалось бы накачать до требуемой глубины.

Тампонажный цемент применяется в виде жидкого теста или пульпы, содержащей 40—50% воды (по весу цемента), и накачивается в скважину насосом. Время, по истечении которого тесто становится слишком густым (или вязким) и не может накачиваться насосом, называется сроком загустевания тампонажного цемента. Срок загустевания зависит от таких факторов, как вид цемента, водо-цементное отношение, давление и температура на дне скважины. Он определяется в лаборатории и характеризуется временем, необходимым для того, чтобы вязкость теста достигла 100 пуазов (или иной заданной величины) при испытании на стандартном приборе, называемом консистометром и специально сконструированном для данной цели.

Согласно стандарту 10-А Американского нефтяного института (1952 г.), тампонажные цементы замедленного схватывания делятся на три класса: D, Е и F и предназначаются для цементации нефтяных скважин глубиной соответственно 3600, 4200 и 4800 м. С дальнейшим улучшением качества замедлителей и цементов число этих классов можно будет сократить до двух и даже до одного. Вместе с тем по мере углубления скважин до 5400 и 6000 м и усложнения условий бурения может возникнуть необходимость в создании цемента нового класса.

История бурения

Бурение нефтяных скважин в США началось в 1859 г. Однако-до 1907—1908 гг. тампонирование скважин не производилось. К этому периоду относится первая удачная попытка уплотнения обсадных труб портландцементным тестом для защиты нефтяных слоев от проникания воды. Эти первые опыты, хотя они и проводились с помощью весьма примитивного оборудования, подтвердили пригодность портландцемента для этих целей и открыли новую область для его применения. С момента этих опытов началось развитие специальных тампонажных цементов.

Вначале для тампонирования нефтяных скважин применялся обыкновенный портландцемент, который в те времена не имел нормированного минералогического состава и характеризовался довольно грубым помолом — до величины удельной поверхности 1200—1300 см2/г (по Вагнеру). Портландцемент грубого помола отличался медленным схватыванием, особенно при тех температурах и давлениях, которые наблюдались в сравнительно неглубоких скважинах того времени. Таким образом, пуск скважины в эксплуатацию зачастую задерживался до тех пор, пока цемент не схватывался и не приобретал необходимую прочность. Эта задержка носила название «выжидательного срока» и в наше время стала отрицательной величиной, так как при современных сложных методах бурения цемент успевает приобрести необходимую прочность еще до окончания буровых работ.

В связи с «выжидательным сроком» нефтяники видвинули требование, чтобы цемент для тампонирования скважин имел более высокую тонкость помола, а следовательно, быстрее схватывался и набирал заданную прочность. Поэтому многие тампонажные цементы в первое время представляли собой просто стандартные портландцементы, измолотые до удельной поверхности 1800— 2000 см2)г (по Вагнеру) и продававшиеся по более дорогой цене из-за дополнительных расходов на помол. Постепенно тонкость помола тампонажных цементов повышалась, и современный цемент класса С в этом отношении приближается к быстротвердею-щему портландцементу типа III .

Читайте так же:
Растворы цементные марка 300 технические характеристики

Но углубление нефтяных скважин, сопровождающееся повышением температуры и давления, вызвало значительное ускорение гидратации цемента. В результате оказалось, что тонкомолотые тампонажные цементы схватываются слишком быстро и не успевают достигнуть нижних слоев скважины. В связи с этим наметилась тенденция к постепенному понижению тонкости помола и к введению в цемент добавок, замедляющих схватывание.

Химический состав

Начало применению специальных замедлителей положила фирма Халлибартон, занимавшаяся бурением глубоких нефтяных скважин. Она использовала для замедления схватывания цемента при тампонировании смесь гуммиарабика и борной кислоты, которая усиливала замедляющее действие гипса, добавляемого при помоле. С тех пор было найдено много других замедлителей, как, например, казеин, различные соединения лигнина и т. д. Однако ни один из применяемых ныне замедлителей не является эффективным на глубине 4800 м и больше.

Исходя из того, что причиной быстрого схватывания и твердения цемента, особенно в условиях повышенных температур и давлений, является присутствие трехкальциевого алюмината, Суэйзе из фирмы Лоун Стар изготовил специальный клинкер с нулевым содержанием СзА. Будучи сравнительно крупно измолот, этот клинкер дал цемент, который сохранял в течение очень долгого времени способность к накачиванию (т. е. подвижность). Безалю-минатный клинкер был получен путем введения в сырьевую смесь такого количества железа, которое связало весь глинозем в форме C4AF и частично — C2F. Безалюминатный или малоалюминат-ный цемент до сих пор производится на нескольких заводах в США и Мексике.

Хотя в стандарте предусматривается минимальная прочность для медленно схватывающегося тампонажного цемента класса Е, на практике этот показатель не играет существенной роли. Например, Фаррис показал, что минимальная прочность на растяжение должна составлять 0,56 кг/см2, а время, необходимое для получения этой прочности, в 3 раза больше того, которое требуется для придания цементному шламу вязкости в 100 паузов. Для тампо-нажного цемента достаточна такая прочность, которая предохраняет его от разрушения при удалении цементной пробки или при спуске давления в обсадной трубе.

Решающим показателем при испытании медленно схватывающихся тампонажных цементов является время загустевания. Для этого испытания созданы различные приборы: консистометр Калифорния Стандард (КС), консистометр Халлибартон и консистометр Станолинд. Первые два предназначены для определения загустевания цементной пульпы (40% воды к весу цемента) только в условиях повышенного давления. Консистометр Станолинд позволяет измерять загустевание при повышенных давлениях и температурах, что делает его более эффективным в условиях прохождения глубоких скважин.

Тампонажные цементы предназначаются для заполнения частично или полностью свободного пространства между обсадной трубой и стенками скважины, чтобы предупредить просачивание воды в нефтеносный слой и выбросы нефти и газов, защитить обсадные трубы от разъедающего действия агрессивных вод и закрепить обсадку, уменьшив тем самым напряжение на стальные трубы.

Помимо того, тампонажные цементы применяются для прекращения доступа воды в скважину, для уменьшения перемешивания газа и нефти путем закупорки трещин и пор в породе, а также для корректировки ошибок при перфорации обсадных труб на различном уровне. Они могут быть использованы и для таких целей, как заливка скважины для уменьшения ее глубины, создание защитных слоев на нижней части обсадной трубы и заделка повреждений в обсадных трубах.

Термостойкие тампонажные цементы

Важнейшее условие термостойкости тампонажного цемента – образование в процессе его затвердевания термодинамически устойчивых соединений с хорошими структурообразующими свойствами, без чего нельзя получить высокую прочность и низкую проницаемость образующегося цементного камня. Хорошие структурообразующие свойства имеют кристаллические новообразования с высокой степенью дисперсности и анизотропией формы. Желательно, чтобы эти устойчивые соединения образовывались сразу же на первых стадиях процесса твердения, так как каждый процесс перекристаллизации в уже сформировавшейся структуре цементного камня сопровождается ее разупрочнением.

Поэтому при выборе состава термостойких цементов ориентируются на получение главным образом низкоосновных гидросиликатов: тоберморита или подобных ему ксонотлита, гиролита, трускоттита. Для этого к высокоосновным силикатным вяжущим веществам добавляют оксид кремния.

Если температура в скважине более 120 °С, то используют смеси портландцемента с различными видами оксида кремния. Портландцемент в качестве базового вяжущего материала целесообразно применять в некоторых случаях и до 160 °С. При больших температурах целесообразно использовать менее активные вяжущие вещества, содержащие двухкальциевый силикат. В качестве кальцийсодержащего компонента в этом случае успешно используются промышленные отходы – шлаки доменного и специальных чугунов, шлак флюсового феррохрома, нефелиновый шлам и др. Цементы из этих материалов наиболее экономичны и термостойки.

Дополнительное условие получения температуроустойчивого цементного камня – выбор вещественного состава и физического состояния компонентов в соответствии с условиями применения. Для получения наибольшей устойчивости гидратных новообразований следует выбирать вещественный состав и физическое состояние компонентов смеси такими, чтобы они имели наименьшую химическую активность. В этом случае стабильность структуры оказывается наилучшей. Наибольшие стабильность и конечная прочность наблюдаются при твердении смесей с добавками молотого кварцевого песка, когда уже к первым суткам твердения при 300 °С не наблюдается промежуточных фаз.

Читайте так же:
Fuji plus стоматологический цемент

Цементно-кремнеземистые смеси. Термостойкий тампонажный цемент впервые получили путем добавки тонкоизмельченного (до полного прохождения через сито с размером ячейки 0,074 мм) кварцевого песка к обычному тампонажному цементу. В США до настоящего времени цементно-песчаные смеси – наиболее применяемые термостойкие цементы. Рекомендуется смешивать измельченный кварцевый песок с цементом в соотношении от 1 : 3 до 1 : 1. Измельченный кварцевый песок – добавка, которая хорошо сочетается с большинством цементов и почти не влияет на другие свойства цементного раствора. Для сохранения седиментационной устойчивости при неизменном водосодержании и быстрого химического взаимодействия кварца с продуктами гидратации цемента необходима высокая степень дисперсности песка.

Цементно-песчаные смеси при невысоких температурах характеризуются замедленными по сравнению с обычным цементным раствором загустеванием и схватыванием. При высоких температурах наблюдается лишь небольшое замедление загустевания по сравнению с раствором из портландцемента без добавки.

В США измельченный кварц вводят в цемент обычно на месте приготовления раствора. В России в заводских условиях изготовляют тампонажный песчанистый портландцемент совместного помола, содержащий 30-40 % кварцевого песка. Длительное гидротермальное воздействие, характерное для условий применения тампонажных цементов, делает возможным использование мелкого кварцевого песка без измельчения. Несмотря на то, что он неполностью вступает в химическую реакцию, повышенная скорость его поверхностного растворения при высоких температурах обеспечивает значительное повышение термостойкости при увеличении содержания по сравнению с молотым песком. Характерная особенность растворов с немолотым кварцевым песком – седиментационная неустойчивость. При добавке пластификаторов увеличивается опасность выпадения песка.

Шлакопесчаные цементы. При больших температурах скорость гидратации портландцемента излишне высока и требует применения замедлителей, поэтому поиски низкоактивных вяжущих веществ прежде всего предполагали получение медленносхватывающихся тампонажных цементов. Из числа низкоактивных вяжущих веществ для цементирования скважин в России наиболее широко используются доменные шлаки, в США – известковопуццолановые вяжущие.

Доменные шлаки содержат в основном те же оксиды, что и портландцементный клинкер. Но в них содержится значительно меньше оксида кальция и больше оксидов кремния и алюминия. Если шлак быстро охладить, что достигается при грануляции, то он застывает в стекловидном состоянии. Гидратационная активность при этом значительно повышается. Гранулированные доменные шлаки при затворении на воде и введении небольшого количества химических возбудителей (оксида кальция, портландцемента, сульфатов) способны медленно затвердевать. Гидратационная активность шлаков увеличивается при повышении температуры. В этом случае проявляют способность к твердению и закристаллизованные (отвальные) шлаки. Эта способность была использована при применении молотых доменных (гранулированных и отвальных) шлаков, как основы для получения медленносхватывающихся и термостойких тампонажных цементов. Скорость схватывания суспензий измельченных шлаков не намного меньше, чем портландцемента, однако схватывание значительно замедляется при их смешении с кварцевым песком, особенно молотым. При исследовании свойств шлаковых растворов выяснилось, что в условиях повышенных температур (выше 100 °С) они образуют к двум суткам твердения более прочный цементный камень, чем портландцементные растворы. При более высоких температурах термостойким является только шлакопесчаный цемент. Неблагоприятная особенность растворов на шлаковой основе – быстрое загустевание в присутствии небольших примесей портландцемента. Другой недостаток – широкие пределы колебания состава шлаков и свойств цемента в различных партиях.

Белито-кремнеземистый цемент (БКЦ). Нестабильность свойств шлакопесчаных цементов связана с разнообразием их минералогического состава. Между тем известны малоактивные вяжущие вещества, имеющие менее сложный состав. К их числу относятся нефелиновые шламы (отход производства глинозема из нефелиновых пород), которые состоят в основном из 2CaO × SiО2. Этот силикат кальция – один из компонентов портландцементного клинкера, он отличается медленным твердением при невысоких температурах и значительным ускорением твердения в гидротермальных условиях. Рояк С.М. и Дмитриев А.М. предложили использовать смесь нефелинового шлама с измельченным кварцем в качестве тампонажного цемента, названного ими белито-кремнеземистым цементом (БКЦ). БКЦ содержит нефелиновый шлам и кварц в отношении от 3 : 1 до 1 : 1. От шлакопесчаных цементов он отличается замедленным схватыванием при высоких температурах и замедленным начальным твердением. Высокая термостойкость, стабильность состава и свойств, благоприятная реакция на химическую обработку делают БКЦ одним из лучших цементов для высокотемпературных скважин. Аналог этого цемента выпускается цементной промышленностью США на основе специального клинкера, силикатная часть которого представлена только 2CaO × SiО2. Цемент относится к классу J и имеет марку HTS. Существует разновидность БКЦ, в которой нефелиновый шлам заменен саморассыпающимся шлаком ферросплавного производства, состоящим на 70-80 % из g-2CaO × SiО2. При охлаждении расплава этих шлаков сначала кристаллизуется b-2CaO × SiО2, однако при медленном охлаждении он переходит в g-форму, что сопровождается увеличением удельного объема кристаллической фазы и самопроизвольном рассыпанием шлака в тонкий порошок, называемый ферропылью.

Читайте так же:
Дозаторы для цемента своими руками

Двухкальциевый силикат в g-форме при температурах, обычных для поверхности земли, реагирует с водой очень медленно, однако при высоких температурах (выше 120 °С) его водные суспензии приобретают способность достаточно быстро схватываться, а при добавке 30-50 % песка образуют цементный камень высокой термостойкости.

Известково-кремнеземистые цементы. При реакции гидроксида кальция (суспензия готовится, как правило, на основе гашеной извести-пушенки) с оксидом кремния образуются гидросиликаты кальция: nCa(OH)2 + SiO2 + mH2O = nCaO × SiO2 × mH2O.

При температурах ниже 40 °С реакция синтеза гидросиликата из Ca(OH)3 и SiO2 идет очень медленно, даже если оксид кремния брать в высокоактивной форме в виде диатомита или силикагеля. Применение ускорителей схватывания и твердения при этом неэффективно. В температурном интервале 40-80 °С следует применять смеси гашеной извести-пушенки с диатомитом, трепелом или пылевидной золой каменных углей. При этом получаются седиментационно-устойчивые суспензии с высоким водосодержанием, быстротвердеющие, особенно при добавках фторидов натрия, кальция, алюминия, но нуждающиеся в замедлении схватывания. Эффективными замедлителями являются соли винной, фосфорной и борной кислот. Суспензии извести и кристаллического кремнезема достаточно быстро затвердевают при температурах выше 120 °С, при этом без добавки замедлителя схватывания время сохранения прокачиваемости незначительно. При температурах выше 120 °С прочность цементного камня из известково-кремнеземистых тампонажных растворов посте­пенно снижается и повышается проницаемость. Поэтому наиболее благоприятная область применения этих материалов от 40 до 120 °С в составе тампонажных растворов пониженной плотности. При использовании известково-зольных смесей плотностью 1600-1700 кг/м 3 при В/Ц = 0,55-0,6 прочность образующегося камня выше, чем камня из других тампонажных растворов такой плотности.

Лекция № 8. Общая характеристика применения ТР. Классификация ТМ. Тампонажный портландцемент, клинкер, добавки, вводимые при помоле цемента.

Тампонажные материалы представляют собой специальные материалы или составы, используемые для тампонирования — заполнения скважин или отдельных ее интервалов.

Тампонажные составы со временем могут затвердевать с образованием тампонажного камня, либо загустевать или упрочняться, оставаясь вязкой или вязко-пластичной системой.

Поскольку разнообразны цели и методы применения ТМ, постольку различны и требования к ним. Важную роль играют горно-геологические условия строительства скважин. Эти условия усложняются по мере увеличения глубин и совершенствования технологии строительства скважин. В связи с этим предусмотреть все случаи и условия использования ТМ невозможно, поэтому главным требованием к ТМ является возможность регулирования их свойств в широких пределах.

В зависимости от назначения тампонирования ТМ выполняют различные функции. Рассмотрим их.

1. Изоляция интервалов залегания пластов с различными свойствами.

2. Защита обсадных труб от коррозии и повышение их устойчивостик нагрузкам. Пластовые воды часто имеют высокую минерализацию и поэтому обсадные трубы активно корродируют. Изоляция затрубного пространства исключает коррозию обсадных труб и повышает их устойчивость к различным нагрузкам.

3. Закрепление обсадных колонн производится для предупреждения обвалов стенок

скважин и для изоляции каверн и крупных трещин.

4. Ликвидация поглощения БР и водопроявления.

5. Ликвидация скважины. Производится после завершения бурения разведочных скважин.

Выбор и регулирование свойств ТМ определяются в основном условиями строительства скважины, изменяющимися в процессе строительства и эксплуатации в широких пределах по степени воздействия на ТР и ТК.

К наиболее важным факторам, определяющим выбор ТМ., следует отнести температуру, перепад температур между верхней и нижней отметками глубины расположения ТР.

Температура ОС определяет в основном выбор того или иного ТМ а перепад температур – выбор рецептуры ТР, т.к. рецептура постоянного состава, выбранная для одной операции и ориентированная в основном на максимальную статическую температуру, приводит к тому, что ТР затвердевает не в одно и то же время, а верхние участки его могут не схватиться. Осложняющим фактором является колебания температуры, вызывающие фазовые переходы в поровой среде – кристаллизацию из раствора, замерзание воды, вскипание поровой жидкости.

Важное значение как для технологии Т. работ, так и для твердения камня из раствора имеет давление. Встречаются пласты, когда давление флюидов превышает обычное в 1.3 – 2 раза. Такое давление называют аномально высоким пластовым давлением (АВПД). В случае АВПД жидкость или газ в поровом пространстве пород пласта находится частично под действием горного давления. На величину АВПД влияет также повышение температуры окружающих пород.

Очень часто при тампонажных работах встречаются пласты с пониженным давлением. На процесс твердения и долговечность ТМ значительно влияет перепад давления между отдельными частями скважины, вызывающий движение ТМ, а также вдоль поверхности контакта его с ОС или другими частями скважины. Фильтрация жидкостей или газов через малопрочный ТМ при водит к его размыву, а в прочном тампонажном камне может вызвать коррозионные процессы, способствующие проникновению вглубь его растворенных агрессивных компонентов.

Читайте так же:
Как удалить засохший цементный раствор

Одним из важнейших факторов, определяющих выбор вида и состава ТМ, является химический состав ОС, особенно наличие в ней воды, хорошо растворимых солей и кислых газов. Это главный фактор, влияющий на долговечность ТМ.

В настоящее время в качестве ТМ широко применяются различные вещества, обеспечивающие твердение, например, минеральные вяжущие вещества, образующие при смешении или так называемом затворении с водой или водными растворами солей нерасслаивающиеся суспензии, способные к затвердеванию. Природа твердения таких суспензий сложна и многообразна и связана с химической реакцией между частицами порошка (твердой фазы суспензии) и жидкостью затворения.

Химические вещества, обеспечивающие затвердение ТР, называются базовыми ТМили базовыми ТЦ. Вещества, вводимые для регулирования свойств ТР или образующегося затвердевающего ТМ, называют добавками. ТМ, содержащие добавки, называются модифицированными. Модифицированные добавки можно вводить в порошкообразный ТМ, в жидкость затворения или в приготовленный ТР.

Классификация ТМ.

Тампонажные цементы (ТЦ) классифицируют по следующим при­знакам:

  • виду клинкера и составу основных компонентов,
  • температуре применения,
  • средней плотности тампопажного цементного теста,
  • устойчивости к воздействию агрессивных пластовых вод,
  • объемным деформациям при твердении.

По виду клинкера и составу основных компонентов тампо­нажные цементы подразделяют па:

  • тампонажные цементы па основе портландцементного клин­кера,
  • тампонажные цементы на основе глиноземистого клинкера,
  • тампонажные цементы бесклинкерные.

Тампонажные цементы на основе портландцементного клин­кера по вещественному составу в зависимости от содержания и вида добавок подразделяют на:

  • тампонажный портландцемент бездобавочный;
  • тампонажный портландцемент с минеральными добавками;
  • тампонажный портландцемент со специальными добавками, регулирующими свойства цемента. Перед наименованием тако­го цемента добавляется наименование добавки.

По температуре применения (°С) тампонажные цементы подразделяют на цементы для:

  • низких температур — ниже 15,
  • нормальных температур — от 15 до 50,
  • умеренных температур — от 50 до 100,
  • повышенных температур — от 100 до 150,
  • высоких температур — от 150 до 250,
  • сверхвысоких температур — выше 250,
  • циклически меняющихся температур.

По средней плотности тампонажного цементного теста (г/см 3 ) цементы подразделяют на:

  • легкие — ниже 1,40,
  • облегченные — от 1,40 до 1,65,
  • нормальные – от 1,65 до 1,95,
  • утяжеленные —от 1,95 до 2,30,
  • тяжелые — выше 2,30.

По устойчивости тампонажного камня к воздействию агрес­сивных пластовых вод тампонажные цементы подразделяют на:

  • цементы, к которым не предъявляюттребований по устой­чивости тампонажного камня к агрессивности пластовых вод,
  • устойчивые к сульфатным пластовым водам,
  • устойчивые к кислым (углекислым, сероводородным) плас­товым водам,
  • устойчивые к магнезиальным пластовым водам,
  • устойчивые к полиминеральным пластовым водам.

По объемным деформациям тампонажного камня при твер­дении в водной среде в 3-суточном возрасте цементы подраз­деляют на:

  • цементы, к которым требования ну предъявляют,
  • безусадочные с расширением не более 0,1%,
  • расширяющиеся с расширением более 0,1%.

В зависимости от жидкости затворения тампонажные рас­творы могут быть разделены на водные, водоэмульсионные, нефтецементные (дизельное топливо, керосин, нефти и др.)

По роду добавок-наполнителей тампонажные цементы раз­деляются на песчаные, волокнистые, гельцементные, пуццолановые, перлитовые, гематито-магнетитовые, бентонитовые и др.

Различают тампонажные растворы обычные и с пониженной водоотдачей.

По срокам схватывания тампонажные растворы могут быть разделены на быстросхватывающиеся с началом схватывания раньше 0 ч 40 мин, ускоренно схватывающиеся с началом схва­тывания 0 ч 40 мин – 1 ч 20 мин, нормально схватывающиеся с началом схватывания более 4 ч 30 мин.

Цементы могут быть выделены по прочности камня и вре­мени ее достижения: с высокой начальной прочностью и обычные.

В США выпускаются цементы семи классов, применяющие­ся для цементирования скважин различной глубины с высокой и низкой забойными температурами. К некоторым цементам предъявляются требования высокой начальной прочности, по­вышенной сульфатостойкости и т. д. Цементы всех классов имеют основой портландцемент и поэтому для применения при высоких температурах и давлениях требуют введения замедли­телей сроков схватывания. Кроме основных цементов, выпускае­мых промышленностью США, соответствующие фирмы сов­местно с научно-исследовательскими организациями произво­дят в небольших количествах как модифицированные (с раз­личными добавками и наполнителями), так и бесклинкерные цементы применительно к конкретным условиям.

Тампонажный цемент

Тампонажный цемент – специализированное сырье с особыми свойствами. Его редко используют в строительных целях, а вот при разработке нефтяных скважин он просто незаменим, ведь позволяет оценить количество нефти и даже изолировать ее от других ископаемых. Такие цементные растворы используются в промышленности не первый год: они действительно эффективны и уже имеют несколько подвидов с разными составами и функциональными особенностями.

Особенности и характеристики

Тампонажный цемент – уникальный материал, который характеризуется особым составом. При помоле в такую смесь вводят не только гипс, но и:

  • Доменный шлак гранулированного или электротермофосфорного типа – около 20%;
  • Минеральные добавки, к примеру, кварцевый песок, — 10-12% от общей массы;
  • Известняк или кварцевый песок – 8-10%.

Последний компонент просто незаменим, когда раствор используется в сверхглубоких нефтяных скважинах, ведь если температура выходит за рамки 100 по Цельсию – прочность цементного камня значительно снижается. Исправить ситуацию помогает именно кварцевый песок: в тандеме с небольшим количеством С3S и C3A, он создает специфическую пульпу, которую заливают в скважину с помощью насоса.

Читайте так же:
Стекло с цементом от мышей

Тампонажный цемент характеризуется средней скоростью схватывания, начало – через 2 часа, окончание – через 10-12, иногда 20 часов. Предел прочности тоже имеет разные значения, в зависимости от типа смеси и особенностей скважины. Так, в холодных скважинах предел должен быть не менее 2,5-2,7 МПа, в горячих – около 3,5 МПа и более.

Виды тампонажного цемента

Несмотря на узкое применение тампонажной цементной смеси, эта разновидность портладцемента имеет несколько подвидов, а именно:

  • Песчанистый, стандартный, с вкраплениями гипса и кварцевого песка;
  • Солестойкий, с кварцевым песком особого, тонкодиперсного типа. Он препятствует возникновению коррозии, если в грунтовых водах наблюдается повышенное содержание солей;
  • Низкогигроскопический, в состав которого, помимо гипса и клинкера, входит триэтаноламин, препятствующий быстрому схватыванию и формирующий более пористую структуру при застывании;
  • Утяжеленный, с добавками железорудных материалов.

Часто производители используют более простую классификацию и предлагают клиентам тампонажный цемент для «холодных» и «горячих» скважин. В первых, неглубоких, температура не превышает 40 градусов по Цельсию. Во вторых, температура нередко доходит до 90 С. Существуют еще и сверхглубокие скважины: тут температура часто превышает 100С. Тампонирование скважины возможно в каждом из случаев, главное – правильно подобрать цементную смесь.

Особенности использования

Тампонажный цемент – незаменимый материал для цементирования нефтяных скважин. Такая процедура проводится при разведочном бурении, а также при ремонте скважин, когда необходимо отделить слой нефти от воды или других составляющих.

Использование такого специализированного цемента при разведочных работах позволяет оценить количество запасов нефти и процент эффективности эксплуатации скважины в общем.

Процесс цементирования включает в себя механический замес раствора и его подачу в скважину с помощью насосной установки. Заливка чаще всего выполняется прямым способом, при этом специалисты строго контролируют:

  • Скорость подъема цементного раствора, ведь от этого зависит стойкость созданного цементного кольца;
  • Объемы смеси, которые обычно просчитываются заранее.

Качественный тампонажный цемент должен быть достаточно подвижным и текучим, особенно на начальных этапах цементирования. Такое свойство дает возможность быстро закачать его в колонну, а затем продавить в затрубное пространство.

Тампонажный цемент

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

  • Тампонаж
  • Тамралипти

Смотреть что такое «Тампонажный цемент» в других словарях:

ТАМПОНАЖНЫЙ ЦЕМЕНТ — разновидность портландцемента; предназначен главным образом для цементирования (тампонирования) нефтяных и газовых скважин. Изготовляется совместным тонким помолом клинкера и гипса (иногда со специальными добавками) … Большой Энциклопедический словарь

тампонажный цемент — разновидность портландцемента; предназначен главным образом для цементирования (тампонирования) нефтяных и газовых скважин. Изготовляется совместным тонким помолом клинкера и гипса (иногда со специальными добавками). * * * ТАМПОНАЖНЫЙ ЦЕМЕНТ… … Энциклопедический словарь

тампонажный цемент — tamponavimo cementas statusas T sritis chemija apibrėžtis Portlandcemenčio klinkerio ir gipso bei specialių priedų mišinys gręžiniams sandarinti. atitikmenys: angl. oil well cement rus. тампонажный цемент … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

ТАМПОНАЖНЫЙ ЦЕМЕНТ — разновидность портландцемента; предназначен для цементирования (тампонирования) нефт. и газовых скважин. Т. ц. изготовляют совместным тонким измельчением клинкера и гипса. В СССР выпускают Т. ц. двух типов (для т. н. холодных и горячих скважин).… … Большой энциклопедический политехнический словарь

тампонажный цемент для глубоких и горячих скважин — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN Texcor … Справочник технического переводчика

тампонажный цемент с замедлителем — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN retarded oil well cement … Справочник технического переводчика

коррозионностойкий тампонажный цемент — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN corrosion resistant oil well cement … Справочник технического переводчика

тампонажный — ая, ое. tamponnage m. спец. Предназначенный, употребляемый для тампонажа. Тампонажный агрегат. Тампонажный цемент. БАС 1. Тампонажный цемент высокой механической прочности в первые сроки твердения, благодаря высокосиликатной искусственной смеси… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

Цемент волокнисто тампонажный — – этот цемент отличается от обычного тампонажного портландцемента тем, что в его составе содержатся 2 3% волокнистых добавок (асбест, отходы текстильной промышленности, отходы производства хлопкового мас­ла и др.). Цемент предназначен для… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Цемент тампонажный волокнистый — Цемент тампонажный волокнистый – этот цемент отличается от обычного тампонажного портландцемента тем, что в его составе содержатся 2 3% волокнистых добавок (асбест, отходы текстильной промышленности, отходы производства хлопкового мас­ла и … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector