Железистые утяжелители

Гематит Fe₂Оз — один из главных минералов железных руд вишнево-красного цвета. Плотность его (без примесей) 5300 кг/м³, твердость по шкале Мооса 5—6. Природные руды с содержанием гематита 54—60 % могут иметь цвет от черного до серо-стального и плотность 4150—4400 кг/м³. Гематитовый утяжелитель обладает высокой абразивностью.

Магнетит FeО Fе₂Оз — минерал железистых руд черного цвета со слабым металлическим блеском. Он представляет собой двойной оксид с содержанием до 31 % FeО, мало отличается от гематита по плотности и твердости. Плотность магнетита 4900— 5200 кг/м³, твердость по шкале Мооса 5,5—6,5. Он обладает сильными магнитными свойствами. Для утяже-ления ТР применяются руды, содержащие 53—55 % магнетита в виде порош-ка плотностью 4200—4350 кг/м³. Магнетитовый утяжелитель характери-зуется повышенными абразивными свойствами по сравнению с баритовым.

Ильменит FeO ТiO₂ представляет собой двойной окисел же­леза и титана. Плотность его 4790 кг/м³, твердость по шкале Мооса 5—6. В качестве утяжелителя применяется редко.

Свинцовые утяжелители

Галенит РbS, или свинцовый блеск,— один из основных ми­нералов свинцовых руд. Плотность его 7400—7600 кг/м³, твер­дость но шкале Мооса 2—3. Галенит рекомендуется применять как утяжелитель для получения растворов высокой плотности. При его добавке плотность тампонажных растворов можно уве­личить до 3000 кг/м³.

Утяжеленные тц.

В настоящее время промышленностью выпускается ряд утя­желенных ТЦ как на портландцементной, так и на шлаковой основах. Утяжеленный цемент типа УЦГ для умеренных температур предназначен для тампонажа скважин в температурных усло­виях свыше 100° С и при наличии зон аномально-высоких плас­товых давлений. Широко применяются также утяжеленные шлаковые цементы.

В некоторых районах при отсутствии УЦ в качестве утяжеляющей добавки к цементам используют немолотый магнетитовый песок. Введение магнетита дает возможность получить растворы высокой плотности.

Лекции № 25 – 26. Тр, затворенные на растворах солей и другие виды тр. Тр, затворенные на концентрированных растворах солей.

Значительная часть месторождений нефти и газа приурочена к подсолевым и межсолевым отложениям. Бурение и крепление глубоких скважин в солевых отложениях до настоящего времени связаны с трудностями. К наиболее часто встречающимся минералам относятся галит (NaCl), сильвин (КС1), бишофит (МgС1₂ 6Н₂О), карналлит (КС1 МgС1₂ 6Н₂О).Солевые отложения, имеющие различные физико-химические и механические свойства, при бурении подвержены интенсивным кавернообразованиям. Например, насыщение промывочной жидкости хлористым магнием значительно уменьшает темп кавернообразвания.

Одна из основных причин некачественного цементирования скважин в соленосных отложениях – растворение соли цементированным раствором, в результате чего между стенкой скважины (представленной солями) и ТР образуется зазор, заполненный раствором солей. В зоне контакта цементный раствор не схватывается вследствие большого разбавления раствором солей. Чтобы предотвратить (или снизить) растворение солей, применяют ТР, жидкость затворения которых специально насыщена солями. Такие ТР препятствуют заметному изменению их свойств при попадании в них солей. Это приводит в зависимости от природы к концентрации солей к ускорению или замедлению сроков схватывания и загустевании ТР. При попадании солей в растворы свойства их изменяется и при наличии в них различных наполнителей.

Значительное преимущество ТР содержащих соли – это улучшение их реологических свойств. Добавки соли в большинство ТР при определенных условиях в количествах, необходимых для насыщения ею воды затворения значительна, снижают консистенцию цементного раствора и критическую скорость его закачки, от которой в значительной степени зависит полнота вытеснения глинистого раствора. Эффект усиливается при добавлении соли в ТР, содержащим бентонит.

Солевая обработка ТР существенно изменяет свойства ТК в агрессивных средах, представленных минерализованными водами.

С повышением температуры растворимость солей возрастает. Смеси солей различного состава имеют отличную от приведенной выше растворимость. Ангидриды растворяются в воде плохо (до 2 %). Растворимость зависит от состава и свойств ТР и солевых составов кернов. Количество соли, растворенной с поверхности образцов зависит не только от времени соприкосновения образцов с твердеющим цементным раствором, но и от структурно-механических свойств ЦР. С увеличением скорости структурообразования ТР вследствие более быстрого связывания воды количества соли растворяемой с поверхности, снижается. Для установления количества соли, необходимого для получения насыщенного раствора при разных температурах и давления следует ориентироваться на экспериментальные работы с учетом конкретных условий. Наибольшее растворение соли наблюдалось в цементном растворе без добавок соли; с увеличением содержания соли растворение уменьшается.