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.

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 ТМ или 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/см³) 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.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: