Тампонажные материалы и химреагенты согласно классифи ции АРI
Для цементирования нефтяных и газовых скважин в США в качестве базового цемента используется портландцемент - чистый или с примесями [18].
Такие тампонажные материалы подразделяются на девять основных классов (А, В, С, D, Е, F, G, Н, I) по следующим признакам: приблизительный интервал глубин и оптимальные температуры использования, сульфатостойкость соответствующего класса.
Дополнительные требования в тампонажным раствора таковы:
- максимальная седиментация для цементов классов G и Н не
должна превышать 1, 4 %;
- прочность на сжатие камня из цемента класса I через
7 сут не должна быть ниже, чем через 1 сут твердения.
Время твердения растворов обусловлено продолжительностью процесса цементирования с запасом 25 %. Для цементов классов G и Н задается минимальное время затвердения, которое составляет 2 ч.
Давление при проведении измерений времени затвердения должно соответствовать гидростатическому давлению, которое создается цементным раствором с определенной плотностью.
Для цементирования скважин со сложными геолого-техническими условиями, которым не соответствуют портландцемент по классификации АРI, используются специальные цементы.
К специальным цементам относятся следующие:
1 Облегченные тампонажные материалы, в частности, пуцолановый цемент (изготавливается путем совместного помола портландцементного клинкера и пуццолана), цементно-зольные смеси, пуцоланово-известковый и зольно-известковый цементы.
Существуют также методы образования сверхлегких тампонажных растворов (р < 1250 кг/м3). Такая низкая плотность тампонажного раствора достигается путем насыщения его пустотными микросферами или сжатым азотом при предварительной его обработке ПАВ, стабилизирующим пену.
2 Утяжеленные тампонажные материалы, которые образуются двумя способами:
- введением примеси утяжелителя, в частности, песка, барита, ильменита, гематитовой руды;
- снижением водоцементного отношения с сохранением подвижности тампонажного раствора за счет введения в него пластификаторов.
3. Расширяющиеся цементы.
Расширение в специальных цементах, которые изготавливаются в США, обусловлено образованием в процессе гидратации гидросульфоаминатов типа эттрингита. Абсолютная величина расширения не должна превышать 0, 5 %.
Существует три основных типа расширяющихся цементов:
1) тип К - смесь портландцемента с сульфоаминатом кальция;
2) тип S - портландцемент (класс А) с повышенным содержанием С3А и примесью СаSO4 1/2Н2О;
3) тип М - портландцемент (класс А) с незначительной примесью кислотостойкого цемента.
К специальным цементам также относят:
- цементы с примесью латекса (латекс-цементы); они отличаются низкой водоотдачей, улучшенными реологическими параметрами, а цементный камень приобретает высокую упругость;
- портландцемента с примесью бентонита (8-25 %) и пластификаторов (лигносульфоната); такие составы имеют низкую водоотдачу и относятся к облегченным цементам;
- солевые гельцементы, которые изготавливаются из портландцемента, бентонита (12-16 %), соли (например, NаС1), лигносульфоната кальция (0, 1-1, 5 %); они отличаются пониженной вязкостью и используются для цементирования солевых отложений.
Для регулирования свойств тампонажных растворов используются:
- ускорители твердения: хлористый кальций, хлористый натрий, кремнекислый натрий и другие неорганические ускорители;
- замедлители твердения для низких температур: MRL-1, (3), (L); НR-4, (7), (6L); D-13 (81); R-5; WR-1, (2), (L1). для высоких и сверхвысоких температур MHR-8, (9), (L); HR-12, (15), (13L); D-28, (29); R-11, (15L); M-6; WR-6, (7); такие замедлители относятся к лигносульфонатам, органическим кислотам, производным целлюлозы, боратам и др.;
- пластификаторы МСD-3, (4) (L); TF-3, (4), (5); D-30, (31), (45), (65), (80), (31L); CFR-1, (2) и др.; пластификаторы марки CFR одновременно являются замедлителями твердения; большинство пластификаторов представляют собой модифицированные лигносульфонаты и низкомолекулярные водорастворимые смолы;
- вещества понижающие водоотдачу: MFL-4, (5), (7); Халад 9, (14); D-19, (22), (59), (60); CF-1, (2), R-6 и др.. В основном это производные целлюлозы.
Стандарты для тампонажных цементов
Для цементирования скважин следует применять тампонажные материалы (таблица 30), удовлетворяющие требованиям соответствующих стандартов.
Таблица 30 - Тампонажные цементы
| Цемент
| Обозначение
| Стандарт
| | Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые
| ГЦ
ВГЦ II
ВГЦ III
| ГОСТ 969-91
| | Шлакопортландцемент
| ШПЦ
| ГОСТ 10178-85
| | Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся
| ГЦР
| ГОСТ 11052-74
| | Цементы сульфатостойкие:
сульфатостойкий портландцемент
марка 400
сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (до 20%)
марка 400
марка 500
сульфатостойкий шлакопортландцемент
марка 300
марка 400
пуццолановый портландцемент
марка 300
марка 400
|
ССПЦ400
ССПЦ400-Д20
ССПЦ500-Д20
ССШПЦ300
ССШПЦ400
ППЦ300
ППЦ400
| ГОСТ 22266-94
| | Цемент тампонажный термосолестойкий
| ЦТТ-160
| ТУ 39-00147001-10-97
| | Цемент тампонажный термостойкий утяжеленный
| ЦТТУ-1-160
| ТУ 39-00147001-170-97
| | Цемент тампонажный термостойкий облегченный (ρ =1260 - 1450)
| ЦТТО-1-160
| ТУ 39-00147001-170-97
| | Цемент тампонажный термостойкий облегченный (ρ =1450 – 1550)
| ЦТТО-1-160
| ТУ 39-00147001-170-97
| | Цемент тампонажный для циклических меняющихся температур
| ЦТПН
| ТУ 39-0147001-081-92
|
Тампонажные материалы и добавки для цементирования скважин
Когда интервал цементирования включает несколько температурных зон, то добавляют химические реагенты, чтобы сроки схватывания и твердения верхней пачки тампонажного раствора существенно не отличались от нижней, т.е. время ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) должно быть одинаково по всему интервалу цементирования.
Для выполнения требований по успешной доставке тампонажного раствора в затрубное пространство скважины в заданные сроки и для предупреждения осложнений, связанных с седиментационными, контракционными и другими явлениями, обусловленные взаимодействием тампонажных растворов с породами, необходимо регулировать свойства растворов, соответствующими химическими добавками. Характеристика некоторых видов добавок представлена в приложении 4. В таблицах 31-40 приведены краткие характеристики тампонажных составов с различными добавками, используемых в практике бурения для регулирования физико-механических свойств раствора и камня для соответствующих геологических условий.
Таблица 31 – Утяжелители, применяемые в бурении
| Материал
| Плотность, кг/м3
| Материал
| Плотность, кг/м3
| | Барит кировобатский
|
| Гематит
| 5190-5600
| | Барит беловский
|
| Серый колчедан
| 4900-5200
| | Барит кутаисский
|
| Магнетитовые пески
| 4900-5200
| | Барит константиновский и ильский: 1 сорт
2 сорт
3 сорт
|
| Пиритовые агарки
| 3600-3800
| | Карбонат кальция
|
| |
| Сульфат стронция
|
| |
| Аморфный кремний
|
| | Барит качканарский ЖРК-1
| 4600-5000
| Сидеритовая руда
|
| | Барит качканарский ЖРК-1
| 3200-3600
| Мергель
|
| | Барит гурьевский КБ-5
|
| Ильменит
|
| | Галенит
| 7400-7600
| Таблица 32 - Рекомендуемые рецептуры тампонажного цемента для различных условий цементирования скважин
| Марка цемента
| Рекомендуемая температурная область приме6нения, 0С
| Плотность тампонажного раствора, кг/м3
| В/Ц
| Отложения в интервале цементироаания
| Вид флюида
| | -2¸ +15
| 15-40
| 40-100
| 100-160
| 160-250
| Галит
| Бишофит
| Сульфаты
| Минерализация < 400 мг/л
| Пресная вода
| Нефть
| Газ
| Газоконденсат
| | ПЦХ
|
| +
|
|
|
| 1800-1840
| 0, 50
| +
|
| +
|
| +
|
|
|
| | ПЦГ
|
|
| +
|
|
| 1801-1840
| 0, 50
| +
|
|
|
| +
| +
| +
| +
| | УПЦХ
|
| +
|
|
|
| 1950-2100
| 0, 36
| +
|
| +
|
| +
| +
| +
| +
| | УПЦГ
|
|
| +
|
|
| 1950-2100
| 0, 36
| +
|
|
|
| +
| +
| +
| +
| | ППЦХ
|
| +
|
|
|
| 1810-1484
| 0, 50
| +
|
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | ППЦГ
|
|
| +
|
|
| 1810-1484
| 0, 50
| +
|
|
| +
| +
| +
| +
| +
| | ССПЦХ
|
| +
|
|
|
| 1810-1484
| 0, 50
| +
|
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | ССПЦГ
|
|
| +
|
|
| 1810-1484
| 0, 50
| +
|
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | НПЦХ
|
| +
|
|
|
| 1810-1484
| 0, 50
| +
|
| +
|
| +
| +
| +
| +
| | НПЦГ
|
|
| +
|
|
| 1810-1484
| 0, 50
| +
|
| +
|
| +
| +
| +
| +
| | ОПЦХ
|
| +
|
|
|
| 1550-1650
| 0, 80
| +
|
| +
|
| +
| +
| +
| +
| | ОПЦГ
|
|
| +
|
|
| 1550-1650
| 0, 80
| +
|
| +
|
| +
|
|
|
| | ШПЦС-120
|
|
|
| +
|
| 1700-1820
| 0, 42
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | ШПЦС-200
|
|
|
|
| +
| 1780-1820
| 0, 40
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | УШЦ1-120
|
|
|
| +
|
| 2060-2160
| 0, 35
| +
|
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | УШЦ2-120
|
|
|
| +
|
| 2160-2300
| 0, 32
| +
|
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | УШЦ1-200
|
|
|
|
| +
| 2060-2160
| 0, 32
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | УШЦ2-200
|
|
|
|
| +
| 2160-2300
| 0, 32
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | УЦГ-1
|
|
| +
|
|
| 2060-2160
| 0, 32
| +
|
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | УЦГ-2
|
|
| +
|
|
| 2160-2300
| 0, 32
| +
|
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | ОЦГ
|
|
| +
| +
|
| 1400-1550
| 0, 95
| +
|
| +
|
| +
| +
| +
| +
| | ЦГС
|
|
|
| +
| +
| 1550-1700
| 0, 80
| +
|
|
| +
| +
| +
| +
| +
| | ИТБР
| +
|
|
|
|
|
| 0, 42
| +
|
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| | ОЦХ
| +
| +
|
|
|
| 1450-1550
| 0, 90
| +
|
|
| +
| +
| +
| +
| +
| | ЦСК
|
| +
|
|
|
| 1450-1850
| 0, 8-0, 8
| +
|
| +
| +
| +
| +
| +
| +
|
Окончание таблицы 32
| Марка цемента
| Концентрация реагентов, % (от массы цемента)
| Время загустевания раствора, мин, не более
| Время ОЗЦ, ч, не более
| | Замедлители схватывания R1
| Ускорители схватывания
| Понизители показателя фильтрации
| | СДБ
(ССБ)
| КМЦ
| Гипан
| БКК
(СБК)
| Хромпик
| СаС12
| NаС1
| Са2СО3
| КМЦ
| Гипан
| ПВС-ТР
| | ПЦХ
| -
| -
| -
| -
| -
| 1-3
| 1-3
| 1-3
| 0, 5-2
| 0, 5-2
| 0, 2-0, 6
|
|
| | ПЦГ
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-0, 8
| 0, 1-0, 8
| 0, 3-0, 5
| 0, 1-0, 5
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| 0, 5-2
| 0, 5-2, 0
|
|
| | УПЦХ
| -
| -
| -
| -
| -
| 1-3
| 1-3
| 1-3
| 0, 5-2
| -
| 0, 2-0, 6
|
|
| | УПЦГ
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-0, 8
| 0, 1-0, 8
| 0, 3-0, 5
| 0, 1-0, 5
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| -
| 0, 5-2, 0
|
|
| | ППЦХ
| -
| -
| -
| -
| -
| 1-3
| 1-3
| 1-3
| 0, 5-2
| 0, 2-1
| 0, 2-0, 6
|
|
| | ППЦГ
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-0, 8
| 0, 1-0, 8
| 0, 3-0, 5
| 0, 1-0, 5
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| 0, 2-1
| 0, 5-1, 0
|
|
| | ССПЦХ
| -
| -
| -
| -
| -
| 1-3
| 1-3
| 1-3
| 0, 5-2
| 0, 2-1
| -
|
|
| | ССПЦГ
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-0, 8
| 0, 1-0, 8
| 0, 3-0, 5
| 0, 1-0, 5
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| 0, 2-1
| -
|
|
| | НПЦХ
| -
| -
| -
| -
| -
| 1-3
| 1-3
| 1-3
| 0, 5-2
| 0, 2-1
| 0, 2-0, 6
|
|
| | НПЦГ
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-0, 8
| 0, 1-0, 8
| 0, 3-0, 5
| 0, 1-0, 5
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| 0, 2-1
| 0, 5-2, 0
|
|
| | ОПЦХ
| -
| -
| -
| -
| -
| 1-3
| 1-3
| 1-3
| 0, 5-2
| 0, 5-2
| 0, 5-0, 2
|
|
| | ОПЦГ
| 0, 1-0, 8
| 0, 1-0, 8
| 0, 1-0, 8
| 0, 3-0, 5
| 0, 1-0, 5
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| 0, 5-2
| 0, 5-0, 2
|
|
| | ШПЦС-120
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-1, 5
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 0
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| 0, 5-2
| -
|
|
| | ШПЦС-200
| 0, 1-0, 5
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 5
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 0
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| -
| -
|
|
| | УШЦ1-120
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-1, 5
| -
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 0
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| -
| -
|
|
| | УШЦ2-120
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-1, 5
| -
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 0
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| -
| -
|
|
| | УШЦ1-200
| 0, 1-0, 5
| 0, 4-1, 5
| -
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 0
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| -
|
|
|
| | УШЦ2-200
| 0, 1-0, 5
| 0, 4-1, 5
| -
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 0
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| -
|
|
|
| | УЦГ-1
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-1, 5
| -
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 0
| -
| -
| -
| 0, 5-2
|
| 0, 5-2
|
|
| | УЦГ-2
| 0, 1-0, 5
| 0, 1-1, 5
| -
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 0
| -
| -
| -
| 0, 5-2
|
| 0, 5-2
|
|
| | ОЦГ
| 0.3-0.8
| 0, 1-1, 5
| 0, 1-1, 5
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 0
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| 0, 5-2
| 0, 5-2
|
|
| | ЦГС
| 0, 3-0, 8
| 0, 1-1, 5
| 0, 4-1, 5
| 0, 4-1, 5
| 0, 1-1, 0
| -
| -
| -
| 0, 5-2
| 0, 5-2
| -
|
|
| | ИТБР
| -
| -
| -
| -
| -
| 1-3
| 1-3
| 1-3
| 0, 5-2
| 0, 5-2
| 0, 5-2
|
|
| | ОЦХ
| -
| -
| -
| -
| -
| 1-3
| 1-3
| 1-3
| 0, 5-2
| 0, 5-2
| 0, 5-2
|
|
| | ЦСК
| 0.1-0.5
| 0, 3-1, 0
| 0, 3-1, 0
| 0, 3-1, 0
| 0, 1-1, 5
| 1-3
| 1-3
| 1-3
| 0, 5-2
| 0, 5-2
| 0, 5-2
|
|
| | ПЦХ, ПЦГ – портландцемент для холодных и горячих скважин, УПЦХ, УПЦГ – утяжеленный портландцемент для холодных и горячих скважин; ППЦХ, ППЦГ – пуццолановый портландцемент для холодных и горячих скважин; ССПЦХ, ССПЦГ - сульфатостойкий портландцемент для холодных и горячих скважин; НПЦХ, НПЦГ – низкогигроскопичный портландцемент для холодных и горячих скважин; ОПЦХ, ОПЦГ – облегченный портландцемент для холодных и горячих скважин; ШПЦС-шлпкопесчаный цемент совместного помола; УШПЦС – утяжеленный шлпкопесчаный цемент совместного помола; УЦГ – утяжеленный цемент для горячих скважин; ОЦГ, ОЦХ – облегченный цемент для горячих и холодных скважин; ЦГС – цементно-глинистые составы; ЦСК - цементно-смоляная композиция.
|
Таблица 33 – Облегчающие добавки в тампонажные растворы и их характеристики.
| №
п/п
| Наименование
| Состав обл. раствора
| Показатели свойств раствора, камня
| Авторы, источник
| |
|
| 3
| 4
|
| |
| Палыгорскитовая глина
| ПЦТ-100; водная суспензия палыгорскита 5-7 %
| Максимальное снижение плотности до 1500 кг/м3
| Н.Я.Круглицкий,
В.С.Данюшевский,
В.М. Горский
| |
| Мелкогранулированный глиноматериал МГГМ
| ПЦТ 65-90 %; МГГМ 10-35 %
| Плотность раствора 1390-1600 кг/м3; прочность камня 2, 1 - 4, 4 МПа, при темпер. формирования 70 0С
| В.Р. Абдуллин
| |
| Облегченный раствор
| Модифицированный карбонат натрия, акриловый полимер М-14ВВ, модифицированный глинопорошок 5-20 %
| Плотность раствора 1460-1500 кг/м3; прочность камня 1, 7-2, 2 МПа, при темпер. формирования 70 0С
| В.И.Матицин
| |
| Седиминтационно устойчивый тампонажный раствор
| Цементомеловая смесь 6: 4 при В/Ц 0, 8 затворяется на водном растворе хлорида натрия 12-16 % и карбоната натрия 2-3 %
| Плотность 1500-1650 кг/м3; прочность камня 1, 01-1, 53 МПа, при темпер. формирования 70 0С, водоотделение при зенитном угле 0 до 1, 8 %; 20 0С. От 0, 1 до2, 2 %; при 45 0С от 0, 5 до 3, 1 %
| В.С. Пупков,
В.П. Гнездов
| |
| Облегченный раствор с увеличенной прочностью ц.к.
| Саморассыпающийся шлак 20-40 % (феррохром с оксидом кальция до 50 %)
| Плотность раствора1400-1540 кг/м3; прочность камня 0, 41-1, 6 МПа
| Н.Х. Каримов,
В.И. Петере
| |
| Раствор с асбестосодержащими добавками
| Асбестовое волокно 1, 75-3, 5 %; вяжущая добавка белитоалюминатный цемент (БАЦ).
| Устранение усадочных деформаций (0, 6-0, 9 %); плотность раствора1540-1600 кг/м3; прочность камня 0, 30-0, 94 МПа
| А.П. Тарнавский
|
Продолжение таблицы 33
|
|
|
|
|
| |
| Раствор с хрозитил-асбестовыми, ПАВ и полиэтиленовыми добавками
| Хрозитил-асбест коротковолокнистый (К-6-30) 8-18 %; полиэтилен низкого давления марки 270-76 (получаемого газофазным методом) 15-23 %; ПАВ 0, 24-0, 54 %
| Используется со шлако-песчанными цементами (ШПЦС-120). Снижение поверхностного натяжения на границе раздела фаз, образование стабильной системы; плотность раствора 1250-1400 кг/м3; прочность камня 1, 8-2, 6 МПа при темпер. формирования 140 0С; водоотделение 1-5, 5 %
| Е.П. Катенев
| |
| Раствор с применением изола
| ПЦТ; хризотил-асбестовый материал - отход производства асбеста
| Образование в поровой структуре про-ницаемых пор и образование малопро-ницаемого кольматационного экрана, плотность раствора 1520-1760 кг/м3; прочность 1, 6-3, 0 МПа
| М.Б.Хадыров
| |
| Раствор с применением асбоцементной пыли
| ПЦТ, асбоцементная пыль (преимущественно в виде хризотил-асбеста) отходы асбестового производства
| Плотность раствора 1630-1650 кг/м3; прочность камня 1, 8-3, 0 МПа
| Т.М. Бондарчук;
М.М. Дячишин
| |
| Раствор с применением перлита и его разновидностей
| Вспученный перлит; перлитовый песок с трепелом; перлитовый лег-ковес со шламом карналлитового хлоратора; фильтрованный перлит с глинистым минералом; фильтроперлит с меламинформальдегидной смолой
| Предотвращает оседание твердой фазы. Повышается седиментационная устойчивость. плотность раствора 1210-1700 кг/м3; проч-ность камня 0, 6-2, 96 МПа, выдерживает давления до 5, 9 МПа
| А.И. Булатов,
В.А. Яковлев,
А.А. Клюсов,
Н.А. Мариапольский,
И.Г. Верещак
| |
| Раствор с применением шлифовальной пыли и фильтрованным перлитом
| ШПЦС, отходы шлифовальных асбофрикционных изделий + фильтрованный перлит
| Крепление в условиях высоких температур. Плотность раствора 1210-1460 кг/м3; прочность камня 0, 91-2, 3 МПа
| А.И.Булатов
| |
| Раствор с добавлением костры, конопли, льна
| ПЦТ; отходы пенькопроизводства (целлюлоза, пентазан, лигнин) 10-20 %
| Крепление в условиях высоких температур. Облегчение раствора до 1560 кг/м3
| А.И.Булатов,
В.А.Левшин
|
Продолжение таблицы 33
|
|
|
|
|
| |
| Добавка резиновой и пенопластовой крошки
| ПЦТ; мелкопористая структура пе-нопластовой крошки 2-3 %; резиновая крошка вулканизированных отходов 5, 5-15 %
| Жесткость каркаса предотвращает попадания воды внутрь частицы обеспечивает надежность облегчающего эффекта. Резиновая крошка улучшает сцепление цементного камня. Плотность раствора 1410 1560 кг/м3
| А.Г.Казаков,
Ю.С.Зиновьев,
Н.Х.Каримов,
Т.К.Рахматуллин
| |
| Применение минерального органического порошка (МОП)
| ПЦТ; альгинатные растворы 5-7 %
| Увеличивает прочность контакта с металлом. Плотность раствора 1080-1990 кг/м3, объемная масса 200-231 кг/м3
| Н.А.Иванова,
П.Н.Иноземцев,
А.Т.Ковалев
| |
| Применение лигнина и шлам-лигнина
| ПЦТ; лигнин, шлам-лигнин 5-15 %, гидролизный лигнин 10-20 % (силиката натрия 2-7 %)
| Применяется при температурах от20 до 70 0С. Плотность раствора 1300-1400 кг/м3, водосодержание (В/Т) 0, 9-1, 4
| П.Я.Зельцер,
А.А.Клюсов
| |
| Смолы
| ПЦТ; сополимер стирола и дивинил бензола (КУ-2); фенолформальдегидная смола ТС ГКС 75-90; карбамидоформальдегидная смола; стиролбутадиеновый латекс; вермикулит
| Вермикулит предотвращает поглощения и ГРП, улучшает термодинамические условия эксплуатации 8-17 %; КУ-2, ТС ГКС 75 90 вводятся в кол-ве 8-13 % закупоривают трещеноватые и пористые породы, обладают низкой теплопроводностью, высокая термостойкость, высокая релаксирующая способность. Плотность раствора 1520-1760 кг/м3
| А.П.Тарнавский,
Н.А.Рябинин,
Г.Какаджанов,
Е.И.Карпенко,
Н.Ф.Пекарский,
Н.П.Маслеев,
Т.Х.Муксинов,
Ж.П.Сающкая
| |
| Применение углеродосодержащих материалов
| ПЦТ; торф размером не более 0, 08 мм в кол-ве 2-20%; В качестве ускорителей хлористый кальций и хлористый алюминий. Регуляторы процесса твердения совместно с торфом шлам карналлитового хлоратора (КС1 MgCL2 *6H2O)
| Улучшает облегчающие способности. Плотность раствора 1320-1660 кг/м3
| А.А.Клюсов,
А.Т.Горский,
Л.Т.Федорова
|
Продолжение таблицы 33
|
|
|
|
|
| |
| Применение сажи
ПМ-100; ПМ-75; Пм-50
| ПЦТ; сажа на углеродной основе
(10-20 %)
| Плотность раствора 1420-1760 кг/м3.
| А.А.Клюсов
| |
| Применение графита
| ПЦТ; графит в сочетании с реагентамикриолита, аморфного глинозема и углекислым калием (использование глинистых террикоников) 10-70 % от массы композиции ПЦТ +добавка
| Хорошая седиминтационная устойчивость, улучшение реологических показателей. Плотность раствора 1520-1720 кг/м3
| Р.П.Иванова
| |
| Использование керогена
| ПЦТ; порошкообразный кероген (органич. в-во горючего сланца) от 5-70 % от твердой смеси
| Обладает гидрофобными свойствами. Плотность раствора 1350 кг/см3. Позволяет работать при температурах от 10 до 200 0С
| А.И.Булатов
| |
| Добавка скоп
| ПЦТ; мелкое волокно целлюлозы (каолин, канифольный клей, крахмал) вводится 2, 5-3, 5 % от массы раствора
| Улучшает облегчающие способности. Плотность раствора 1480-1640 кг/м3
| В.Н.Розов,
М.П.Геранин,
В.И.Рябов
| |
| Применение алюми-ната натрия
| ПЦТ; хлорид кальция(5-6 %) + алюминат натрия либо магневые электролизы
| Улучшает облегчающие способности. Уд.вес 1580-1740 кг/м3
| А.А.Клюсов,
| |
| Применение тонкодисперсных кремнеземсодержащих материалов
| ПЦТ; зола(продукт сжигания каменного угля), пылевидная топливная зола совместно с саморассыпающимся шлаком вводится 10-30 % от общей массы
| Улучшает облегчающие способности тампонажного раствора
| И.М.Довыдов,
В.А.Евецкий,
Л.Я.Кизильштейн
| |
| Применение запеченной пыли электролитов
| ПЦТ; пыль низкотемпературного спекания (хлориды, сульфаты и карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов, глинит)
| Повышается солестойкость и водостойкость. Улучшает облегчающие способности тампонажного раствора
| А.А.Клюсов,
В.В.Минаков,
П.Г.Кожемякин
| |
| Применение пыли кремния
| ПЦТ; пыль электролитов совместно с кремниевой пылью (уловленной скрубберами отходы произв. кремния)-50-70 % аморфный кремнезем
| С повышением температуры растворимость кремнезема возрастает-обеспечивает более твердый камень при высоких температурах
| Уфимский нефтяной институт
|
Продолжение таблицы 33
|
|
|
|
|
| |
| Применение кремнезема совместно с фосфогипсом; с сульфатом натрия
| ПЦТ; кремнезем ТУ6-08-465-80 плотностью 1200кг/м3 (на 80% представлен оксидом кремния)
| Улучшает облегчающие способности тампонажного раствора
| А.И.Булатов,
В.Т.Филиппов,
В.В.Гольштейн,
Е.М.Левин
| |
| Применение отходов ферросилиция
| ПЦТ; ферросилиций(полые стеклянные шарики диаметром 0, 1 мкм. Насыпная плотность от 100 до
300 кг/м3
| Улучшает облегчающие способности тампонажного раствора
| А.А.Клюсов,
Ю.Т.Ивченко,
В.И.Урманчеев,
В.И.Батурин
| |
| Применение отходов карбида кальция
| ПЦТ; карбид кальция (кремне-зема до 60%, оксида алюминия до 13 %)
| Улучшает облегчающие способности тампонажного раствора
| Е.А.Ахметов,
И.А.Фирсов
| |
| Кеки скрубберных вод (КСВ)
| ПЦТ; КСВ(оксид кремния 75-80 %, карбонад кальция 9-11 %, хлорид натрия 6-9 %)
| Высокодисперсный SiO2 активизируется с хлористым натрием и последующий реакцией с цементным клинкером. Улучшает облегчающие способности тампонажного раствора плотность до 1200 кг/м3. Прочность 4, 5-18, 1 МПа
| О.К.Ангелопуло,
Х.А.Аль-Варди,
К.А.Джабаров,
Е.А.Коновалов
| |
| Применение цеоли-тизированного туфа гидрофобизированной породы, гидрофобизированного клиноптилолита
| ПЦТ; циолиты (клиноптилолит)
| Формируется структура цементного камня с высокими прочностными харак-теристиками и изоляционными св-ми. Эффективна в качестве облегчающей добавки
| В.Ф.Горский,
А.К.КуксовЭ,
Г.Р.Вагнер,
В.М.Шенбергер,
Е.И.Перейма
| |
| Применение АСПМ; ВМС; МС
| ПЦТ1-50 ГОСТ 1581-96; стеклянные микросферы из натриево-борсили-катного стекла или алюмосиликатные полые микросферы(АСПМ); стеклянные высокопрочные газо-наполненные микро-сферы (ВМС); хлорид кальция CaCl2 (для регулировании сроков схватывания)
| Добавка микросфер дает преимущества для цементирования верхних активных отложений(сеноман) до1500 м, облег-ченный раствор применим в темпера-турных диапазонах от +5 до +35 0С
| А.А.Фролов,
В.Ф.Янкевич,
В.П.Овчинников,
П.В.Овчинников
|
Таблица 34 - Физико-механические свойства облегченного тампонажного раствора-камня с добавкой ВМС
| Состав раствора, %
| Температура твердения, 0С
| Физико-механические параметры раствора-камня
| Консистометрия
| | ПЦТ
| ВМС
| НТФ
| В/Т
| плотность, кг/м3
| растекание, см
| Сроки схватывания, мин
| Прочность, МПа
| давление, МПа
| Температура, 0С
| Т30 уек, мин
| | нач.
| кон.
| |
|
| 0, 02
| 0, 4
|
|
|
|
|
| 1, 75
| Атм.
|
| > 12
| |
|
| 0, 06
| 0, 8
|
|
|
|
|
| 1, 1
|
|
|
| |
|
| -
| 0, 6
|
|
|
|
|
| 1, 4
|
|
|
| |
|
| 0, 02
| 0, 6
|
|
|
|
|
| 1, 3
|
|
|
| |
|
| 0, 06
| 0, 6
|
|
|
|
|
| 2, 8
|
|
|
| |
|
| 0, 04
| 0, 5
|
|
|
|
| -
| 1, 6
| -
|
|
| |
|
| -
| 0, 7
|
|
|
|
|
| 1, 2
| -
| -
| -
| |
|
| 0, 07
| 0, 75
|
|
|
|
|
| 1, 9
| -
|
|
| |
|
| 0, 04
| 0, 7
|
|
|
|
| -
| 2, 2
|
|
|
| |
|
| 0, 04
| 0, 8
|
|
|
|
| -
| 1, 2
| -
| -
| -
| |
|
| 0, 06
| 0, 5
|
|
|
|
|
| 1, 4
| -
| -
| -
| | Жидкость затворения – 4 %-ный раствор СаС12
| |
|
| -
| 0, 6
|
|
| 21, 5
|
|
| 4, 2
| -
| -
|
| |
|
| -
| 0, 6
|
|
| 21, 5
|
|
| 2, 3
| -
| -
| -
| |
|
| -
| 0, 6
|
|
|
|
|
| 3, 7
| -
| -
|
| |
|
| -
| 0, 6
|
|
|
|
|
| 1, 8
| -
| -
| -
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Таблица 35 - Физико-механические свойства облегченного тампонажного раствора-камня с добавкой АСПМ
| №
| Состав тампонажного раствора, %
| Температура твердения, 0С
| Физико-механические параметры раствора-камня
| | ПЦТ
| АСПМ
| В/Т
| Плотность р-ра СаС12, кг/м3
| Плотность, кг/м3
| Растекаемость, см
| Сроки схватывания, мин
| Прочность, МПа
| | начало
| конец
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| 3, 2
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| -
| |
|
|
| 0, 5
|
|
|
|
|
|
|
| Продолжение таблицы 35
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
| 0, 5
|
|
|
|
|
|
| -
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| 2, 8
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| -
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| 2, 4
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| -
| |
|
|
| 0, 5
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
| 0, 5
|
|
|
|
|
|
| -
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
| 0, 5
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
| 0, 5
|
|
|
|
|
|
| -
| |
|
|
| 0, 45
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
| 0, 45
|
|
|
|
|
|
| -
| |
|
|
| 0, 7
|
|
|
|
|
|
| 1, 7
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| 2, 6
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| 2, 1
| |
|
|
| 0, 5
|
|
|
|
|
|
| 3, 1
| |
|
|
| 0, 5
|
|
|
|
|
|
| 2, 52
| |
|
|
| 0, 5
|
|
|
|
|
|
| 1, 4
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| 1, 25
| |
|
|
| 0, 65
|
|
|
|
|
|
| 2, 7
| |
|
|
| 0, 55
|
|
|
|
|
|
| -
| |
|
|
| 0, 55
|
|
|
|
| -
| -
| --
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| 1, 5
| |
|
|
| 0, 6
|
|
|
|
|
|
| 1, 2
| |
|
|
| 0, 7
|
|
|
|
|
|
| 1, 2
| |
|
|
| 0, 7
|
|
|
|
|
|
| -
| |
|
|
| 0, 7
|
|
|
|
|
|
| -
| |
|
|
| 0, 7
|
|
|
|
|
|
| 1, 7
| |
|
|
| 0, 7
|
|
|
|
|
|
| 1, 2
| |
| 85, 7
| 14, 3
| 0, 57
|
|
|
|
|
|
| 2, 55
| Окончание таблицы 35
|
