1.Тампонажный портландцемент

Тампонажный портландцемент относится к специальным видам портландцемента. Он предназначен для бетонирования нефтяных и газовых скважин. В его состав входит измельченный клинкер и цемент.

Тампонажный цемент в нашей стране выпускается двух видов: тампонажный портландцемент для холодных скважин и тампонажный портландцемент для горячих скважин. В первом случае температура в скважине может достигать отметки в -40°С. Во втором – до +75°С.

Цель цементирования скважин тампонажными портландцементами – изолирование нефтеносных слоев от водоносных, а также нефтеносных слоев друг от друга.

Основные требования к качеству тампонажного портландцемента сводятся к следующему. Шлам (цементный раствор) тампонажного портландцемента обязательно должен обладать большой текучестью, для того, чтобы его можно было легко и быстро закачать в колонну труб и продавить его затем в затрубное пространство. Раствор тампонажного портландцемента должен оставаться подвижным все время, пока осуществляется цементирование. Тампонажные цементы должны обладать достаточной прочностью в первые двое суток после затворения. То есть после закачки в скважину раствор тампонажного портландцемента должен за самое короткое время приобретать необходимую прочность и сохранять ее до полного затвердевания и получения цементного камня, который, в свою очередь, должен быть стоек к агрессивным подземным водам, обладать определенной водонепроницаемостью и быть достаточно пластичным, чтобы во время наладочных работ в нем не образовалось трещин. Для газовых скважин также актуальным становится такое качество цементного камня, выполненного на основе тампонажного портландцемента, как газонепроницаемость. В связи с этим в последнее время отечественная промышленность начала вырабатывать и специальные сорта тампонажного портландцемента для газодобывающей отрасли.

2 Характеристика условий образования горных пород.

Горная порода - совокупность минеральных масс, занимающая, как правило, значительный объем в земной коре. Горные породы бывают: Магматические горные породы - продукты жизнедеятельности магмы, главным образом, алюмосиликатных и силикатных расплавов. В зависимости от условий формирования структуры пород, выделяют • глубинные (интрузивные) породы, отличающиеся зернистым строением; • излившиеся (эффузивные), имеющие скрытокристаллическое порфировидное строение. Обломочные породы - это продукты жизнедеятельности вулканов. Формирование таких пород идет в наши дни при извержении вулканов в виде пепла, лавы и т.п. Осадочные горные породы образовались в результате выветривания изверженных (первичных) горных пород. Под выветриванием понимается совокупность процессов действия солнечной энергии на Землю: деятельность воды, ветра, животных и растительных организмов, в результате которых первичные породы разрушаются. Таким образом, осадочные породы представляют собой вторичные образования. Осадочные породы характеризуются слоистым сложением. Метаморфические (видоизмененные) породы - это породы, образовавшиеся под влиянием тектонических процессов: дислокаций, смещений, землетрясений, когда под влиянием высокого горного давления, высоких температур, воздействия глубинных минеральных источников и газов, изверженные и осадочные породы подвергаются структурной метаморфозе. Характерной особенностью таких пород является сланцеватость - параллельно-слоистая ориентация кристаллов минералов, вызванная односторонним горным давлением.

3.Физические свойства строительных материалов. К физическим свойствам относят: средняя, насыпная, истинная и относительная плотность; пористость, влажность, влагоотдача, теплопроводность. Физические свойства

Истинная плотность ρ — масса единицы объёма материала в абсолютно плотном состоянии. Определение истинной плотности: предварительно высушенную пробу измельчают в порошок, объём определяют в пикнометре (он равен объёму вытесненной жидкости).

Средняя плотность — масса единицы объёма в естественном состоянии. Средняя плотность зависит от температуры и влажности

Насыпная плотность (для сыпучих материалов) — масса единицы объёма рыхло насыпанных зернистых или волокнистых материалов.

Пористость П — степень заполнения объёма материала порами. Пористость бывает открытая и закрытая.

Пустотность материала-представляет собой ячейки образующиеся между зернами рыхло-насыпного материала(песка,гравия) Н-р, в пустотелом кирпиче,в панелях из ж\б.

4. Портландцемент. Сырьё, основные свойства, применение Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера (это продукт обжига до полного спекания сырьевой смеси) и гипса, иногда и с применением минеральных активных добавок, в количестве не более 20%. Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и других материалов. Плотность портландцемента 3050—3150 кг/м³. Его насыпная плотность зависит от уплотнения и в среднем составляет 1300 кг/м³. Тонкость помола — один из факторов, определяющих скорость схватывания и прочность цементного камня. Тонкость помола характеризуется остатком на сите №008. Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды, которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т.е. заданной стандартной пластичности. Нормальную густоту цементного теста измеряют погружением пестика, укрепленного на штанге прибора Вика. Она колеблется в пределах 21—28% и зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Чем меньше нормальная густота цементного теста, тем лучше качество цемента. Сроки схватывания и равномерность изменения объема портландцемента определяют на тесте нормальной густоты. Сроки схватывания проверяют по прибору Вика. начало схватывания должно быть не ранее 45 мин, а окончание не позднее 12 ч с момента затворения. Прочность и марку цемента определяют испытанием стандартных образцов размером 4X4X16 см, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3. Образцы первоначально испытывают на изгиб, затем получившиеся половинки — на сжатие. Изделия и конструкции, изготовленные с использованием портландцемента, широко используют в надземных, подземных и подводных условиях. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона в жилищном, промышленном, гидротехническом, дорожном строительстве и т. д. На нем изготовляют тяжелые и легкие бетоны, ячеистые бетоны, строительные растворы высоких марок, теплоизоляционные материалы и т. д. Портландцемент не следует применять для конструкций, подвергающихся воздействию морской, минерализованной и даже пресной воды проточной или под сильным напором. В этих случаях рекомендуется использовать цементы специальных видов (сульфатостойкие, цементы с добавками). 5 Свойства материалов по отношению к действию воды

Влажность - содержание влаги в материале, отнесённое к массе материала в сухом состоянии, измеряемое в %. Высокая влажность-более20%, низкая-менее 5%. Гигроскопичность-способность материала поглощать водяные пары из воздуха (при его повышенной влажности) и удерживать их вследствие капиллярной конденсации. Гигроскопичность материала зависит от характеристик его структуры, прежде всего от количества и характера пор и капилляров. Водопоглощение - способность материала при непосредственном контакте с водой впитывать её и удерживать. Водопоглащение зависит от характеристик структуры. Материал впитывает более 20% воды по массе-это высокий показатель, менее 5% -низкий. Примерное водопоглощение (по массе) древесины может достигать 150%, керамического кирпича-12, тяжелого бетона или линолеума-3, гранита-0,5%. Материалы из стали и стекла воду не поглощают. Водостойкость характеризуется коэффициентом размягчения (Кр) - отношением предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой, к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии. Плотные материалы, поглощающие мало воды, морозостойки.Водопроницаемость-способность материала пропускать воду под давлением. Степень водопроницаемости материала связана с характером его строения. Величина водопроницаемости характеризуется количеством воды, прошедшей в течение одного часа через 1кв.см площади испытуемого материала при постоянном давлении. Особо важна водонепрониц. для кровельных и гидроизоляционных материалов. Материалы особо плотные, т. е. у которых средняя плотность равна истинной плотности (стекло или металлы), водонепроницаемы. Увеличение влажности многих материалов сказывается отрицательно на их физико-механических характеристиках. Ряд материалов (древесина, бетон и др.) увеличивают свой объем при увлажнении, при последующем высыхании даёт усадку. Систематическое увлажнение и высыхание может вызвать знакопеременные напряжения в материале и со временем привести к потере его прочности и разрушению