Cтраница 2
Выпускаемые отечественной промышленностью обычные тампонажные цементы малопригодны в этих условиях. Особенно это относится к облегченным тампонажным материалам. Применяемые облегчающие добавки в основном не участвуют в процессах твердения цемента и требуют повышенного водосодержания, что отрицательно влияет на свойства формирующегося тампонажного камня. [16]
Завершаются работы по созданию новых специальных тампонажных материалов. К ним относятся тампонажный материал с пониженной теплопроводностью, твердеющий при минусовой температуре, тампонажный материал, камень из которого быстро набирает прочность при невысокой плюсовой и минусовой температурах, облегченный тампонажный материал, твердеющий при невысокой плюсовой температуре, облегченный шлаковый цемент для температуры 150 - 200 С, расширяющийся цемент для диапазона температур 20 - 100 и 100 - 200 С. [17]
В первой главе дан анализ состояния изученности вопроса, факторов, влияющих на формирование цементного кольца в затрубном пространстве. Дается обзор исследований отечественных и зарубежных ученых, посвященных рассматриваемой проблеме. Приведен анализ традиционно применяемых облегченных тампонажных материалов, технологии их получения и применения. [18]
Как показали результаты бурения, эти тампонажные материалы не во всех случаях обеспечивают качественное крепление скважин, разобщение продуктивных горизонтов и предотвращение их загрязнения фильтратом цементного раствора. Причиной этого является большая водоотдача, приводящая к загрязнению пластов. Во многих случаях при применении облегченных тампонажных материалов отсутствует сцепление цементного камня с породой и колонной из-за усадочных деформаций и низкой прочности камня. [19]
В настоящее время разработаны и применяются как специально выпускаемые облегченные тампонажные цементы, так и цементы, модифицируемые облегчающими компонентами, добавляемыми непосредственно на буровой. К сожалению, большинство применяемых облегченных тампонажных цементов имеют значительную усадку, низкую прочность, они седиментационно не устойчивы ( кроме гельцементов) и коррозионно не стойки. Несмотря на большой объем работ по исследованию и разработке облегченных тампонажных материалов, задачу нельзя считать решенной и поэтому одним из перспективных путей повышения качества крепления скважин является разработка облегченных расширяющихся цементов с повышенными прочностными свойствами и коррозионной стойкостью. [20]
С различны не только для различных смесей, но и для смесей одного и того же состава в зависимости от режима активации. Активация приводит к повышению скорости связывания извести в начальные стадии гидратации и тем больше, чем интенсивнее режим активации. Проведенный анализ показал, что из исследованных облегчающих добавок для получения расширяющихся облегченных тампонажных материалов по своим физико-химическим свойствам, а также минералогическому составу наиболее подходящими являются золы бурых каменных углей и сланцев. Золы, часто называемые зола-унос, представляют собой тонкий порошок, содержащий микросферы. Благодаря содержанию SiO2 и А12О3 достигается термо - и коррозионная стойкость получаемого камня. Наличие свободного СаО и MgO в золах может обеспечить расширение камня. Зола-унос в сильно измельченном виде в присутствии влаги вступает в химическую реакцию с гидроксидом кальция при нормальной температуре с образованием гидросиликатов кальция. При использовании золы с портландцементом последний становится поставщиком гидро-ксида кальция, который взаимодействует с активным кремнеземом или алюмосиликатами, содержащимися в золе с образованием продуктов твердения. Зола обладает значительно меньшей водопотребностью по сравнению с другими облегчающими добавками и, кроме того, содержит оплавленные полые шарики, которые способствуют облегчению цемента при невысоких водосмесевых отношениях. Состоящая из мелких равных стеклообразных сферических частиц зола обладает способностью заполнять пустоты или капиллярные поры в цементном камне, одновременно улучшая реологические свойства раствора. В то же время золы-унос большинства электростанций на отвалы транспортируются гидравлическим путем, что приводит к гидратации золы и к потере их активности. Такие золы требуют щелочной активации путем введения в их состав активной извести. [21]
Литературные данные о влиянии активных минеральных добавок осадочного происхождения ( опока, трепел, диатомит), а также техногенной аморфной кремнекислоты - силикагеля - противоречивы. По-видимому, это обусловлено тем, что породы осадочного происхождения имеют переменный состав и степень метаморфизма, т.е. преобразования кремнезема. Во всяком случае, эти добавки как компоненты термостойких тампонажных смесей уступают кварцевому песку, золе-уносу, туфам, трассам и т.п. В связи с этим пуццолановые портландцементы не нашли широкого применения как термостойкие облегченные тампонажные материалы. [22]
При этом прочность и проницаемость камня в ранние сроки твердения значительно ухудшаются. Прочность падает в несколько раз, пористость и проницаемость увеличиваются в 2 - 3 раза. В этих же пределах уменьшается и величина расширения. Низкая прочность, большая проницаемость приводят к сильному снижению коррозионной стойкости цементного камня. Поэтому для повышения коррозионной стойкости камня из облегченных тампонажных материалов необходимо уменьшить пористость, проницаемость и размеры пор. Капиллярное пространство и поры более крупного размера могут быть заполнены введением в состав цемента тонкомолотых добавок и добавок, формирующих тонкие кристаллики в поровом пространстве. Кроме этого, для повышения прочности каркаса в облегченных цементах возможно применение высокоактивных вяжущих с высокой степенью гидратации. [23]