Cтраница 1
Испытания тампонажных растворов регламентированы ОСТ 39 - 051 - 77 Раствор тампонажный. Стандарт распространяется на тампонажный раствор, предназначенный для цементирования нефтяных и газовых скважин в области положительных температур, и устанавливает единые средства измерения и лабораторные методы определения расте-каемости, плотности, сроков схватывания, времени загустевания, водоотдачи раствора, а также прочность тампонажного камня. [1]
В настоящее время испытания тампонажных растворов и камня в лабораторных условиях проводятся после выдерживания их в воде при различных температурах и давлениях, соответствующих тем или иным забойным условиям. Эти испытания отражают те условия формирования цементного камня в интервалах, где цементный раствор и камень контактируют с различными породами ( песчаники, известняки, алевролиты, аргиллиты и др.), которые имеют различную проницаемость и водонасыщенность. [2]
Этот метод ввиду простоты прочно укоренился в практике испытания тампонажных растворов, хотя услсвность и чисто сравнительный характер показателя растекаемости очевидны. Благодаря простоте он вытеснил применявшийся в СССР метод оценки подвижности тампонажных растворов с применением воронки, сходной с воронкой для измерения вязкости буровых растворов, но с большим диаметром трубки, этот метод несколько больше соответствовал условиям применения тампонажных растворов. [3]
Для указанной цели применяют консистометр КЦ-3, рассчитанный на рабочее давление до 100 МПа и температуру до 200 С, и КД-4 для испытания тампонажных растворов при температуре до 250 - 300 С и давлении до 150 МПа. Узлы консистометра смонтированы на одной раме в общем корпусе, который разделен на две части: в одной смонтирована гидравлическая система, в другой - электрическая. [4]
Удельная мощность при перемешивании определится как произведение момента сопротивления и угловой скорости вращения стакана, отнесенное к единице объема раствора. Эта величина скорости вращения рекомендуется для проведения испытаний тампонажных растворов на время загустевания. При выборе скорости вращения стакана принято, что удельная мощность перемешивания, близкая к 0 1 кгс-м / ( с-л), реализуется только при достижении предельной консистенции раствора - в предшествующем периоде загустевания раствора удельная мощность имеет меньшие значения. Такой выбор интенсивности перемешивания при невысоких температурах дает некоторый резерв времени загустевания раствора. [5]
Эти операции продолжают до тех пор, пока не начнет хотя бы незначительно возрастать давление при очередном закачивании продавочнои жидкости в колонну по сравнению с первоначальным, после чего в последний раз делают стоп и на этом цементирование заканчивают. Продолжительность этих операций сопоставляют с временем начала загустевання, полученным при испытании тампонажного раствора в консистометре. [6]
Указанные ГОСТы разработаны с ориентировкой на составы и свойства тампонажных портландцементов, выпускаемых цементной промышленностью. ОСТ 39 - 051 - 77 Министерства нефтяной промышленности направлен на унификацию методов испытаний тампонажных растворов, применяемых предприятиями и объединениями отрасли. Растворы могут быть приготовлены как из тампонажных портландцементов, выпускаемых цементной промышленностью, так и из тампонажных цементов, изготовляемых в системе отрасли; а также приготовляемых на месте применения из разнообразных тампонажных материалов. РД 39 - 2 - 584 - 81 определяет перечень параметров, контролируемых при приемке цементов в системе Миннефтепрома, и формы соответствующей документации. [7]
Существует ряд установок для оценки проницаемости пористых материалов, в том числе и тампонажного камня, в нормальных условиях. Методика испытаний на этих установках и их конструктивные особенности не позволяют применить их для испытания тампонажных растворов и, тем более, в условиях высоких температур и давлений. [8]
Удельная мощность при перемешивании определится как произведение момента сопротивления и частоты вращения стакана, отнесенное к единице объема раствора. Как следует из номограммы ( см. рис. 19), 30 % - ной консистенции раствора и удельной мощности перемешивания 0 75 Н - м / с-л отвечает частота вращения стакана, равная 62 об / мин. Эта величина скорости вращения рекомендуется для проведения испытаний тампонажных растворов на время загустевания. При выборе частоты вращения стакана принято, что удельная мощность перемешивания, близкая к 1 М - м / с-л, реализуется только при достижении предельной консистенции раствора. Такой выбор интенсивности перемешивания при невысоких температурах дает некоторый резерв времени загустевания раствора. [9]
Седиментация твердой составляющей осложнена двумя взаимно противоположными процессами. С одной стороны, вязкость жидкости затворения, находящейся в поровом пространстве, резко уменьшается, что приводит к увеличению скорости оседания, с другой - ускоряются процессы гидратации, что приводит к замедлению скорости оседания твердой составляющей и остановке процесса седиментации. Взаимодействие этих двух процессов и определяет характер седиментации при повышенной температуре окружающей среды. Так как тампонажный раствор состоит из двух ( трех) фаз ( твердой и жидкой), имеющих различные коэффициенты теплового расширения, и так как всегда в поровом пространстве имеется некоторое количество воздуха, существенно расширяющегося при нагревании, то испытания тампонажного раствора с целью выяснения процессов, происходящих в его поровом пространстве, в том числе и процесса седиментации, необходимо производить в условиях совместного действия температуры и давления окружающей среды. [10]