Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Обводнення газових і нафтових свердловин.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.05.2025

Размер:

12.11 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 / 7832 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 > Следующая >>>

2.2.17 Технологічні властивості цементного порошку, розчину і каменю

Властивості цементного порошку

Цементний порошок характеризують густиною насипної маси, гранулометричним складом і питомою поверхнею [200]. Звичайний портландцемент є порошком від світло-сірого до темно-сірого кольору, а спеціальні тампонажні портландцементи можуть мати світло-жовтий (полегшені і термостійкі), червоно-бурий (обважнені гематитом) та інші кольори.

Густина насипної маси в залежності від виду та вмісту додатків, ступеня дисперсності може коливатися від 800 до 1200 кг/м³ у пухкому (свіжонасипаному) стані і до 1700-1900 кг/м³ в ущільненому стані. Середня дійсна густина частинок цементного порошку залежно від вмісту різних компонентів становить 3000-3200 кг/м³. Густини деяких додатків до тампонажних портландцементів подано в табл. 2.68.

Гранулометричний склад тампонажного портландцементу залежить від ступеня подрібненості (дисперсності), речовинного складу та способу подрібнення (виду пристрою мелення). Тонкість помелу тампонажних портландцементів повинна бути такою, щоб через сито №008 проходило не менше 85% (стосовно до цементів для низьких і нормальних температур) або не менше 80% (стосовно до цементів для помірних і підвищених температур) [341].

Гранулометричний склад порошків деяких видів тампонажних цементів у залежності від пристроїв мелення, які застосовуються в процесі виробництва тампонажних цементів, і ступеня подрібнення, подано в табл.

311

Таблиця 2.68 - Густини речовин, що зустрічаються в складі тампонажних

портландцемента

Речовина	Густина, кг/м³	Питомий об'єм, х10³м³/кг
Портландцементний клінкер	3100-3200	0,31-0,32
Кварцовий пісок	2600-2700	0,37-0,38
Вапняк	2700-2900	0,34-0,37
Крейда	2600-2800	0,35-0,38
Шлаки металургійні доменні	2700-3200	0,31-0,37
Гіпс	2200-2400	0,41-0,45
Діатоміт	2100-2500	0,40-0,48
Опока, трепел	2300-2700	0,37-0,43
Зола теплоелектроцентралей (ТЕЦ)	2000-2100	0,48-0,50
Вапно негашене	2300-2900	0,34-0,43
Вапно гашене	2200-2300	0,43-0,45
Пемза	2400-2500	0,40-0,41
Недогарки колчеданні (піритні)	3200-3600	0,27-0,31
Гематит	4900-5100	0,19-0,20
Барит	4300-4400	0,22-0,23
Титановий концентрат	4500-5300	0,18-0,22
Свинцевий шлак	3800-3900	0,25-0,26
Шлак виробництва феротитану	3500-3700	0,27-0,29
Глинопорошок	2300-2700	0,37-0,43
Глієж	2600-2700	0,37-0,38
Гумова крихта	1300-1400	0,07-0,08
Пил електрофільтрів цементнообпалювальних печей	2600-2800	0,35-0,38
Хроматний шлам	2700-2900	0,34-0,37
Керамзитовий пил	2500-2700	0,37-0,40

2.69 і 2.70, а технологічні властивості розчину тампонажного портландцементу різного ступеня подрібнення - в табл. 2.71. Тонкість помелу визначають за допомогою стандартних (ГОСТ 3584-73) або інших сит (табл. 2.72).

Питома поверхня S_nm порошку тампонажних цементів (сумарна поверхня частинок одиниці маси чи об'єму порошку) залежить від тонкості подрібнення (гранулометричного складу), речовинного складу, способу подрібнення та способу вимірювання питомої поверхні.

Повна питома поверхня з урахуванням поверхні всередині мікро-тріщин у частинках, яка вимірюється методом сорбції, становить для звичайного тампонажного портландцементу, подрібненого в кульовому млині, 600-800 м²/кг, подрібненого в дезінтеграторі - 1000-1300 м²/кг.

Якщо вимірювання здійснено методом повітропроникності, за яким характеризується „згладжена" поверхня частинок, то питома поверхня

312

Таблиця 2.69 — Гранулометричний склад порошків деяких тампонажних цементів [200]

	Масова частка частинок (%) у межах фракції,							Масова частка частинок (%) у межах фракції,
Вид цементу	мкм (помел у кульовому млині)							мкм (помел у дезінтеграторі)
	5	5-10	10-20	20-30	30-50	50-80	80	5	5-10	10-20	20-30	30-50	50-80	80
Звичайний тампонажний портландцемент	8-20	18-30	10-20	5-15	10-20	10-15	5-15	10-25	25-35	15-25	5-10	10-20	5-10	5-20
Полегшений тампонажний цемент з опокою	20-35	30-40	5-15	1-5	1-5	1-5	5-10	30-40	25-35	10-20	1-5	5-10	5-10	5-10
Обважнений тампонажний цемент з гематитом	5-10	10-15	20-25	10-15	10-15	15-20	15-20	5-10	15-20	15-20	15-20	5-10	15-20	15-20

Таблиця 2.70 - Гранулометричний склад (масова частка фракцій, %) порошку тампонажного портландцементу

різного ступеня подрібненості [200]

Номер цементу	Питома поверхня S_nm, м²/кг				Розмір частинок фракцій, мкм
Номер цементу	Питома поверхня S_nm, м²/кг	<5	5-10	10-15	15-20	20-30	30-40	40-60	60-80	80-105	105-125	125-177	>177
1	280	11,99	22,33	14,44	7,19	5,22	1,38	19,75	8,10	2,60	2,88	3,04	1,08
2	300	18,22	27,63	14,52	6,15	3,84	1,44	19,68	4,80	1,44	1,18	0,96	0,14
3	320	23,20	31,70	14,81	5,78	3,40	0,63	15,08	3,24	0,64	0,44	0,48	0,60
4	350	29,43	36,52	15,03	5,41	3,00	1,01	7,70	1,16	0,26	0,22	0,26	-
5	450	36,48	39,10	13,45	2,94	4,07	0,97	2,20	0,54	0,12	0,06	0,08	-
6	500	50,31	34,59	8,10	2,00	1,06	0,30	3,02	0,42	0,08	0,06	0,06	-
7	600	62,53	28,07	5,03	1,90	1,23	0,54	0,40	0,18	0,04	0,04	0,04	-

313

Таблиця 2.71 - Технологічні властивості розчину тампонажного портландцементу різного ступеня подрібненості

Номер цементе (див. табл. 2.70)	В/Ц	В,%	Dр,см	τсхопл. (год.-хв.) при				τзагал. (год.-хв.) при 75⁰С	σстиск. (МПа) через, діб
				22±2°С		75±3°С			2	7	28	2	7	28
				τn. схопл.	τк. схопл.	τn. схопл.	τк. схопл.		22°С			75°С
1	05	3,0	25	10-00	13-10	2-40	3-55	2-50	10	22	34	14	23	20 27
2	05	2,0	72	9-35	І2-00	2-30	3-25	2-45	13	21	33	24	28	20 27
3	05	1,5	19	8-15	10-30	2-15	3-15	2-30	16	20	31	24	27	38
4	05	1,0	18	7-00	9-35	2-00	3-00	2-20	17	24	43	28	31	39
5	06	1,5	21	6-20	10-00	2-25	3-25	2-20	11	27	36	18	22	2Ь
6	0 65	1,0	19	6-15	3-50	2-50	3-40	2-10	10	22	32	31	22	28
7	0,7	Сліди	18	5-20	7-10	2-20	3-00	1-50	15	22	27	26	24	24

Примітка: * В - коефіцієнт водовідцілення (див. с 320)

Таблиця 2.72 - Характеристика сит за іноземними стандартами

За системою сит Американського бюро стандартів (ASTM)			За німецькою системою сит
Кількість отворів на 1 дюйм сітки ,меш	Розмір отворів у сітці, мм	№ сітки	Розмір отворів у сітці, мм	Кількість отворів в 1 см² сітки
65	0,208	ЗО	0,200	900
80	0,175	40	0,150	1600
100	0,147	50	0,120	2500
115	0,124	60	0,102	3600
150	0,104	70	0,088	4900
170	0,088	80	0,075	6400
200	0,074	100	0,060	10000

порошку тампонажного портландцементу ГЩТ-Д0 становить 280-300 м²/кг, ПЦТ-Д20 - 280-360 м²/кг. Характерна питома поверхня (у м²/кг) порошків спеціальних тампонажних цементів така [200]:

Обважнений тампонажний портландцемент 180-300

Піщанистий тампонажний портландцемент для нормальних

температур 250-320

Піщанистий тампонажний портландцемент для помірних

температур 220-280

Полегшений тампонажний портландцемент з опокою чи

діатомітом 800-1400

Полегшений тампонажний портландцемент з попелом ТЕЦ 600-800

Полегшений тампонажний портландцемент з фільтроперлітом 700-1000

Тривале зберігання (до 12 міс.) тампонажного портландцементу призводить до зниження його активності (збільшення термінів схоплювання і

314

зниження дводенної міцності) на 30-100 % за відносної вологості повітря 90 % і питомої поверхні 150-400 м²/кг (за методом повітропроникності), хоч за високих температур такий злежаний цемент швидше схоплюється. При цьому активність знижується як з ростом відносної вологості повітря, так і з підвищенням питомої поверхні.

Властивості цементного розчину

Цементний розчин характеризують густиною, водоутримувальною здатністю, рухомістю, седиментаційною стійкістю, коефіцієнтом водовід-ділення, водовіддачею, швидкостями загустіння і тужавіння. Вихід розчину із 1 т цементу становить 0,76-0,78 м³ [200, 341].

Густина цементного розчину - функція густин сухого цементного порошку, додатків, що вводяться (середньозваженої густини твердої фази цементного розчину р_т), рідини замішування р_р і відносного вмісту рідинної та твердої фаз Р/Т, який є відношенням маси рідини до маси твердої частини тампонажного розчину. Тоді густина цементного розчину

(2.9)

Без використання спеціальних додатків для зниження або підвищення густини можна приготувати тампонажні розчини густиною 1760-2130 кг/м³.

Водоутримувальна здатність визначає межі водовмісту цементного розчину, в яких його властивості задовольняють технологічні вимоги. Верхня межа водовмісту обмежується втратою седиментаційної стійкості, нижня межа - погіршенням рухомості нижче допустимої для пропомповування за існуючих техніко-технологічних умов цементування. За таких умов щодо водовмісту коефіцієнт водопотреби основних компонентів тампонажних цементів (клінкер, шлак, кварц, гематит та інші додатки) становить 800-1700 кг води на 1 м² поверхні, виміряної методом повітропроникності.

Межі допустимого водовмісту залежать від хімічної природи компонентів цементного порошку, ступеня його дисперсності, величини та конфігурації змочуваної поверхні. Водовміст побічно характеризується водоцементним відношенням мас (В/Ц). Для стандартних тампонажних портландцементів В/Ц = 0,3-0,6, для модифікованих полегшених тампонажних цементів може бути доведено до 2,1 (гель-цементи), а для обважених - до 0,3-0,45. Для оцінки якості портландцементів величина В/Ц регламентована ГОСТ 1581-85 і рівна 0,5.

Рухомість цементного розчину характеризується розтічністю D_p(точніше діаметром розтікання) за конусом АзНДІ (ГОСТ 1581-85), консистенцією η(УОК - умовні одиниці консистентності), яка вимірюється в консистометрі з нормованими геометричними розмірами

315

стакана та мішалки, і реологічними параметрами в'язкопластичного тіла за Шведовим-Бінгамом - динамічною напругою зсуву τ₀ та коефіцієнтом пластичної в'язкості η_пл

Рухомість свіжоприготовленого цементного розчину залежить від відношення Р/Т, питомої поверхні твердої фази, в'язкості рідинної фази та інтенсивності перемішування під час приготування тампонажного розчину. Розтічність цементного розчину при В/Ц = 0,5 знаходиться в межах 18-25 см.

При визначенні консистенції (густоти, в'язкості) прийнято наступні умовні „межі" рухомості тампонажних розчинів: а) η_к = 0-30 УОК -розчин з нормальною рухомістю (допускаються короткотривалі зупинки під час цементування); б) η_к = 30-50 УОК - загустілий (підвищеної консистенції) розчин з низькою рухомістю (після зупинок відновити циркуляцію під час цементування практично неможливо); в) η_к = 50 УОК - густий розчин, який досягнув межі пропомповуваності. За час загуснення розчину беруть час від початку замішування до настання консистенції 30 УОК. Рухомість цементного розчину зменшується в часі, причому на початку так званого інкубаційного періоду повільно, потім швидко. Швидкість погіршення рухомості збільшується з підвищенням температури. У табл. 2.73 - 2.76 подано показники рухомості характерних тампонажних розчинів за різних вмісту води, температури та тривалості перемішування (позначення див. по тексту).

Таблиця 2.73 - Параметри рухомості тампонажного портландцементного

розчину різного водовмісту за температури 20°С [200]

В/Т	Час τ,хв. \| D_р,см \| ηк.УОК \|			η_т, мПа-с \|	τ₀, Па
	Sпи_Т=350 м²/кг
0,40	3	16	22	26	58
0,45	3	18	15	19	30
0,50	3	20	11	25	12
0,40	90	10	28	53	55
0,45	90	14	21	26	42
0,50	90	18	14	26	20
	Sпи_Т=300 м²/кг
0,40	3	18	17	27	40
0,45	3	20	12	29	15
0,50	3	24	6	22	11
0,40	90	14	22	45	58
0,45	90	18	18	36	18
0,50	90	20	12	29	13
	Полегшений цемент, Sпи_Т=900 м²/кг з додатком опоки
0,80	\| 50 \| 24 \| 5 \| 9				1 16
	з додатком 10 % бентоніту
1,0	50 \| 24 \| 5 \| 7				1 19
	з додатком 20 % бентоніту
1,25	50 \| 24 \| 5 \| 10				1 18

316

Таблиця 2.74 - Параметри рухомості тампонажного портландцементного розчину за різної температури t (S_nm = 300 м²/кг, В/Ц = 0,5) [200]

t,°С	τ, хв.	D_p,см	ηк, УОК	ηпл» мПа-с	τо, Па	t,°С	τ, хв...	D_p,см	ηк. УОК	ηпл, мПас	τо, Па
20	3	24	6	22	11	70	20	16	16	4	51
50	3	24	6	22	11	90	20	14	18	6	54
70	3	24	6	22	11	20	60	20	16	28	12
90	3	24	6	22	11	50	60	14	32	27	41
20	20	22	8	25	18	70	60	12	36	46	53
50	20	18	14	15	12	90	60	9	65	58	68

Таблиця 2.75 - Параметри рухомості тампонажних цементних розчинів з різними додатками до цементу [200]

Вид додатку	а_д*	В/Т	t,°С	τ, хв..	D_p,см	ηк. УОК	ηпл,мПа-с	τо, Па
Попіл ТЕЦ		0,5	20	3	24	6	22	11
	0,43	0,5	20	3	22	10	32	10
	1	0,5	20	3	21	11	39	8
	2,3	0,5	20	3	18	16	56	9
	0	0,5	20	120	16	8	28	15
	0,43	0,5	20	120	14	9	43	13
	1	0,5	20	120	14	12	53	15
	2,3	0,5	20	120	12	18	72	22
	0	0,5	70	30	20	12	20	44
	0,43	0,5	70	30	21	14	32	45
	1	0,5	70	30	21	16	20	80
	2,3	0,5	70	30	22	18	83	37
Опока	0,43	0,8	20	60	24	4	16	8
	0,43	0,8	75	60	12	16	10	18
	0,43	0,8	95	60	10	24	42	12
	1	0,9	20	60	24	5	12	6
	1	0,9	75	60	11	28	11	15
	1	0,9	95	60	9	32	10	38
Пісок кварцовий	0,43	0,46	75	60	16	12	12	16
	0,43	0,46	90	60	14	24	30	56
Бентоніт	0,1	0,9	75	60	16	12	10	62
	0,25	0,9	75	60	13	18	11	56
Гематит	0,66	0,3	90	60	10	42	20	50

Примітка: *а_я - відношення маси твердого додатку до маси цементу.

Таблиця 2.76 - Параметри рухомості тампонажних цементних розчинів з різними додатками до рідини замішування [200]

	Масова частка
Вид додатку	додатку до рідини замішування, %	Р/Ц	t,°С	τ, хв..	Dр,см	ηк. УОК	ηпл, мПа-с	τо, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	2	0,45	5	60	18	10	40	15
	6	0,45	5	60	19	8	50	12
NaCl	8	0,45	5	60	20	7	70	20
	2,5	0,5	20	3	22	4	30	2,5
	5	0,5	20	3	22	4	30	10
	7,5	0,5	о	3	22	4	20	12

317

Продовження таблиці 2.76

1	2	3	4	5	6	7	8	9
	10	0,5	20	3	24	4	20	12
	15	0,5	20	3	22	5	18	15
	2,5	0,5	20	120	22	5	25	15
	15	0,5	20	120	24	4	32	6
NaCl	5	0,5	20	60	22	5	22	10
NaCl	5	0,5	50	60	18	12	50	35
	5	0,5	70	60	16	10	70	50
	15	0,5	20	60	24	4	25	5
	15	0,5	50	60	22	5	ЗО	5
	15	0,5	70	60	18	10	45	30
	1	0,45	20	60	14	26	20	18
Na₂C0₃	3	0,45	20	60	11	34	25	25
Na₂C0₃	5	0,45	20	60	11	45	40	60
	7	0,45	20	60	9	62	70	85
	2	0,45	20	60	16	-	16	22
	3	0,5	20	60	16	6	26	17
СаСЬ	3	0,5	20	120	14	8	8	16
	4	0,45	20	60	14	-	14	30
	7	0,45	20	60	Не тече	-	62	223
	0,5	0,5	20	3	24	5	20	7
	2,0	0,5	20	3	24	3	19	5
	0,5	0,5	20	120	20	6	27	12
Технічні ліг-	2,0	0,5	20	120	22	5	22	12
носульфонати	0,5	0,5	70	60	16	13	79	25
кальцію	2,0	0,5	70	60	15	14	36	49
(ССБ, КССБ)	0,4	0,4	95	60	15	32	26	103
	0,6	0,4	95	60	16	26	19	77
	1,0	0,4	20	60	19	13	33	7
	1,0	0,4	95	60	18	14	14	8
	0,25	0,5	20	3	24	5	20	14
	0,5	0,5	20	3	18	7	42	12
	0,5	0,5	20	360	17	7	47	10
	1,0	0,5	20	3		20	-	-
КМЦ, ГЕЦ, КМГЕЦ	0.5	0,5	50	60	16	20	48	73
	0,5	0,5	70	60	17	19	43	56
	0,2 0,5	0,5 0,5	95 95	60 60	-	-	17 5	14 14
	0,75	0,5	95	60	-	-	9	5
	0,3	0,6	95	60	24	5	12	10
	0,5	0,6	95	60	24	4	12	8
	0,1	0,6	95	60	24	4	13	6
	0,05	0,4	95	60	-	-	20	82
ВКК	0,2	0,4	95	60	-	-	14	8
	0,5	0,4	95	60	-	-	15	7
	0,1	0,4	95	60	-	-	17	53
Нітро лігнін	0,4 0,8	0,4 0,4	95 95	60 60	-	-	18 14	120 86
	1,0	0,4	95	60	-	-	12	40
	0,1	0,5	20	60	-	8	6	ЗО
Гіпан	0,3	0,5	20	60	-	5	8	16
Гіпан	0,6	0,5	20	60	-	5	10	25
	1,0	0,5	20	60	-	4	45	2

Примітка: ССБ - сульфіт-спиртова барда; КССБ - конденсована ССБ; КМЦ - кар-боксиметилцелюлоза; ГЕЦ - гідроксиетилцелюлоза; КМГЕЦ - карбоксиметил-гідроксиетилцелюлоза; ВКК - винна кислота із виннокислого кальцію

318

Орієнтовно коефіцієнт пластичної в'язкості Г|_плта динамічну напругу г₀ зсуву можна розрахувати за емпіричними формулами:

(2.10)

(2.11)

де - коефіцієнт пластичної в'яз-

кості, мПа-с; т₀ - динамічна напруга зсуву, Па; S_nm - питома поверхня цементного порошку, м²/кг; Р/Ц - відношення маси рідини до маси цементу; р_р - відносна густина рідини.

Формули справедливі для тампонажного портландцементу без активних мінеральних додатків осадового походження за температури 10-25°С протягом часу не більше 3 год. з моменту приготування.

Седиментаційна стійкість тампонажного цементного розчину залежить від різниці густин твердої та рідинної фаз, концентрації твердої фази в рідині (Р/Т), ступеня дисперсності твердої фази. Швидкість осідання пов'язаних одна з одною частинок суспензії (м/с) може бути орієнтовно визначена за формулою:

(2.12)

де р_т, р_р - густини твердої та рідинної фаз; кг/м³, g - прискорення вільного падіння, м/с²; т| - динамічний коефіцієнт в'язкості рідинної фази,

Пас; ; ω - коефіцієнт іммобілізованої (нерухомої) води,

со = 0,36-0,18 (для тампонажного портландцементу і різних додатків до нього). Для тампонажного портландцементу S_пит = 320 м²/кг, р_т = 3200 кг/м³, Р/Т = 0,45

і и ≈(1-5)-10-⁶м/с.

Водовідділення тампонажних розчинів залежить від хіміко-мінерало-гічного складу і дисперсності твердої фази цементного розчину, а також від температури та тривалості перемішування. Граничне водовідділення розчину тампонажного портландцементу ПЦТ-Д0 (S_пит. = 300 м²/кг), виміряне в склянних циліндрах діаметром 36 мм для висоти стовпа цементного розчину 230 мм, таке:

Вхідне водоцементне відношення 0,4 0,5 0,6 0,8 1 1,5

Коефіцієнт граничного

водовідділення, % рідини від

об'єму цементного розчину 1 3 10 15 20 30

319

Рис.2.8- Типові криві загустіння тампонажних розчинів

Коефіцієнт водовіділення в скляних циліндрах (за ГОСТ 26798.1-85) визначається звичайно за 3 год. і для тампонажних розчинів не повинен перевищувати 2%.

Загустіння цементного розчину в часі т характеризують консистентні-стю м_к і показують кривою загустіння, яку отримують за допомогою консистометра. На кривій загустіння (рис. 2.8) для тампонажного портландцементу, що не містить активних мінеральних додатків осадового походження, спостерігають звичайно три стадії - стадія розрідження, інкубаційна стадія і стадія інтенсивного загущення (крива 1). За вмісту понад 8% таких домішок (опоки, трепелу, глієжі) можливою є поява „горба", що відповідає тимчасовому підвищенню консистенції (крива 2), за вмісту подрібненого кварцу чи шлаку - „сходинки" (крива 4), а розчини типу гіпсоглиноземистого цементу, в яких структуроутворення відбувається внаслідок появи еттрін-гіту та інших добре викристалізованих мінералів, дають криву загустіння за кривою 3, котра характеризує швидке початкове загустіння з наступним розрідженням.

Швидкість тужавіння (схоплювання, затвердіння), яка вимірюється в спокої за допомогою ігли Віка, може бути вищою або нижчою швидкості загустіння, котра вимірюється за постійного перемішування в консистометрі. Загустіння при перемішуванні настає пізніше, ніж схоплювання, якщо переважає кристалізаційне структуроутворення, і навпаки - якщо переважає коагуляційне структуроутворення.

Із зростанням водовмісту крива загустіння зміщається вниз і вправо (рис. 2.9). Часи загустіння і схоплювання зменшуються з ростом температури і тиску, а час схоплювання (початок і кінець) зростає з підвищенням водоцементного відношення (рис. 2.10-2.14).

Водовіддача тампонажних портландцементних розчинів у пористе середовище (кількість відфільтрованої води) та швидкість водо-відділення залежать від таких факторів, що й седиментаційне водовідді-лення, і, крім того, від перепаду тиску та щільності упаковування частинок у фільтраційній кірці, яка пов'язана з дисперсністю та конфігурацією частинок. Тампонажні портландцементні розчини характеризуються

320

рис. 2.9- Криві загустіння портландцементних тампонажних розчинів у часі з різним водовмістом при температурі 22°С: 1 - В/Ц = 0,35; 2 - 0,4; 3 - 0,5; 4 -0,55

Рис. 2.11 - Залежність термінів часу загустіння τ_заг. портландцементного тампонажного розчину з В/Ц = 0,5 від тиску р при температурі 75°С

Рис. 2.10- Залежність часу загу-

стіння τ_заг. портландцементного

тампонажного розчину з В/Ц = 0,5

від температури t за атмосферного тиску

Рис. 2.12 - Залежність термінів часу охоплення т_сх тампонажних розчинів з портландцементу від водоцементного відношення В/Ц при температурі 22°С: 1 - термін початку охоплення; 2 - термін кінця охоплення

321

Рис. 2.13- Вплив температури t на терміни часу Рис. 2.14 — Вплив тиску р на терміни часу

охоплення т_сх тампонажного розчину з початку схоплений т_п _схтампонажного

портландцементу з В/Ц = 0,5 при атмосферному розчину з портландцементу при температурі :

тиску: 1 - термін початку охоплення, 1 -22°С; 2-75°С

2 - термін кінця охоплення

значно гіршою водоутримувальною здатністю, ніж глинисті розчини, і значно більшою водовіддачею. Умовна, виміряна на приладі ВМ-6 за перепаду тиску 0,1 або 0,7 МПа та екстрапольована на 30 хв., водовіддача становить для звичайних тампонажних цементних розчинів 400-900 см³. Фактично вся вода, яка здатна до відділення, відділяється за декілька секунд. Із зменшенням відношення Р/Т і збільшенням частки хімічних додатків, які змінюють в'язкість, коефіцієнт іммобілізованої води і ступінь агрегації частинок (КМЦ, гіпан, нітролігнін і т. д.), умовна водовіддача зменшується (табл. 2.77).

Внаслідок високої водовіддачі цементний розчин стає в'язким, трудно пропомповуваним, швидко схоплюється.

Властивості цементного каменю

Цементним каменем називається пористе тверде тіло, яке утворюється під час твердіння тампонажних розчинів.

Різні тампонажні матеріали утворюють цементні камені з різними властивостями, однак спільною характеристикою для них є зміна властивостей у часі. Під час твердіння усіх тампонажних матеріалів утворений цементний камінь з тією чи іншою швидкістю проходить стадії структу-

322

Таблиця 2.77 - Водовіддача тампонажних розчинів, оброблених

деякими хімічними реагентами

Вид додатку

Додаток до маси цементу, %

Р/Т

Dp, см

Умовна водовіддача за ВМ-6 за 30 хв., см³

Портландцементний розчин без додатків

Те ж

0,50

0,45

0,40

670

530

430

КМЦ-600

Теж

-II-

0,25

0,50

1,00

0,50

0,45

0,50

450

360

270

150

Гіпан

Те ж

0,50

1,00

0,50

480

155

ССБ

Теж

-II-

0,25

0,50

1,00

0,50

0,40

0,36

680

320

210

Нітролігнін

Теж

-II-

0,25

0,50

1,00

0,50

0,45

0,40

480

340

150

ПФЛХ

Те ж

0,25

1,00

0,50

0,40

480

135

роутворення і потім деструкції, в ході яких усі властивості цементного каменю безперервно змінюються [200].

Хімічні реакції гідратації більшості сполук цементу екзотермічні, оскільки проходять з виділенням тепла (табл. 2.78). Кінетика тепловиділення відповідає кінетиці гідратації. Цементи, які швидко твердіють, тонко розмелені чи містять підвищену кількість гідратаційно активних мінералів, виділяють тепло більш інтенсивно (табл. 2.79). За підвищеного водовмісту умови для прискореної гідратації покращуються і тепловиділення відбувається інтенсивніше (табл. 2.80), але розсіювання тепла в поровій рідині також інтенсифікується, тому температура цементного розчину підвищується значно менше. Підвищення температури і тиску прискорює тепловиділення (табл. 2.81,2.82). Коефіцієнт теплопровідності цементного каменю орієнтовно характеризується даними табл. 2.83.

Таблиця 2.78 - Тепловиділення різних типів цементів при В/Ц = 0,4 і 20°С

Тип цементу	Тепловиділення (кДж/кг) при гідратації протягом
Тип цементу	3 діб	7 діб	28 діб	3 міс.	1 року	6,5 років	13 років
Звичайний портландцемент	255,2	331,8	400,6	434,9	455,0	495,3	495,3
Швидкотвердіючий	318,0	379,6	425,7	477,5	478,5	505,3	509,1
Спеціальний низькотермічний	171,4	209,9	274,9	311,7	337,7	357,4	365,8

323

Таблиця 2.79 - Тепловиділення портландцементу за різних ступенів подрібненості порошку

Питома поверхня Sпит, М²/КГ	Тепловиділення (кДж/кг при гідратації протягом, діб
Питома поверхня Sпит, М²/КГ	1	2	3	4	5	7
200	21	40	54	75	85	101
300	42	79	102	120	138	152
400	50	96	129	146	159	184
500	76	134	163	183	198	218
600	84	141	171	192	205	222

Таблиця 2.80 - Тепловиділення в процесі тверднення тампонажного портланд-цементу за різних водоцементних відношень (t = 20°С)__________

в/ц		Тепловиділення (кДж/кг)		при гідратації протягом
в/ц	Здіб	7 діб	28 діб	3 міс.	Іроку	6,5 років
0,30	191	244	311	354	378	435
0,40	253	331	400	434	455	489
0,60	275	367	448	480	502	575
0,80	277	374	467	500	512	523

Таблиця 2.81 - Тепловиділення тампонажного портландцементу за різного тиску

(t =20°С,В/Ц = 0,5)

Тиск р, МПа	Тепловиділення при гідратації, кДж/кг
	Цемент ПЦТ-ДО-20		Цемент ПЦТ-ДО-50
	1 доб	7 діб	1 доб	7 діб
0,1	284,5	320,5	264,0	329,3
2	287,9	325,6	267,3	336,0
7	291,6	327,7	269,8	327,2
17	294,138	328,1	272,8	328,5
34	297,9	329,3	276,5	319,7
50	296,7	329,3	277,4	322,6

Таблиця 2.82 - Тепловиділення тампонажного портландцементу за різної температури (тиск атмосферний, В/Ц=0,4)

Температура, °С	Тепловиділення (кДж/кг) при гідратації протягом, діб
Температура, °С	3	7	28	90
4	123,6	182,3	328,5	372,0
20	219,6	303,4	350,3	380,5
40	302,9	336,5	362,9	390,0

Таблиця 2.83 - Коефіцієнт теплопровідності повністю водонасиченого порт-ладцементного каменю за різного ступеня гідратації, Вт/(м-°С)

Вихідне В/Ц		Ступінь гідратації		т, частка одиниці
Вихідне В/Ц	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1
0,35	0,85	0,92	1,0	1,07	1,12	1,2
0,40	0,83	0,90	0,93	0,97	1,04	1,12
0,45	0,80	0,85	0,90	0,95	0,99	1,08
0,50	0,78	0,82	0,86	0,92	0,96	1,02
0,55	0,76	0,80	0,84	0,89	0,94	0,98
0,60	0,74	0,78	0,82	0,86	0,90	0,95
0,65	0,72	0,74	0,80	0,84	0,86	0,92

324

Властивості цементного каменю є функцією пористості, міцності елементів твердої фази і контактів між ними, дисперсності і морфології частинок твердої фази. Пористість залежить від вхідного водоцемент-ного відношення, складу новоутворень, їх питомого об'єму та ступеня гідратації.

Характерні для цементного каменю із тампонажного портландцементу криві зміни міцності на стискання в часі за різних температур показано на рис. 2.15, а в залежності від водоцементного відношення -на рис. 2.16. Міцність на згин є в 2,5-4 рази меншою, а на розтяг - у 5-10 разів (табл. 2.84).

Рис. 2.15- Криві зміни міцності σ_ст цементного каменю на стискання із портландцементу з В/Ц = 0,5 у часі т.

Тверднення в середовищі перегрітої рідини за тиску і температури:

№ кривої 1 2 3 4 5 6

Тиск, МПа атмосферний 20 60 80 120

Температура, °С 22 75 120 160 200 300

Таблиця 2.84 - Співвідношення границь міцності а цементного каменю при стисканні ет_ст, згинанні о_згин і розтягуванні а_ро:тіг

Вид тампонажного цементу	t, °С	т, діб	Співвідношення границь міцності
Вид тампонажного цементу	t, °С	т, діб	σстиск	σзгии	σрозтяг
Тампонажний	22	2	1	0,40	0,20
портландцемент
Те ж	22	28		0,28	0,12
-II-	75	2		0,30	0,15
-II-	75	28		0,24	0,10
ОЦГ	25	7		0,40	0,15
ШПЦС-200	200	7		0,25	0,11
ШПЦС-200	200	2		0,30	0,18

325

Рис. 2.16- Залежність міцності о_стцементного каменю на стискання із портландцементу від водо-цементного відношення В/Ц після З діб тверднення при 75°С

Рис. 2.17' - Криві зміни коефіцієнта водопроникності цементного каменю із портландцементу в часі т за різної температури: 1 - 22°С (5= 2560 см²/г); 2 - 22°С (S = 3600 см²/г); 3 - 75°С; 4 - 200°С

На рис. 2.17 показано криві зміни коефіцієнта водопроникності в часі за різної температури, на рис. 2.18 - криві залежності коефіцієнта водопроникності від водоцементного відношення.

Цементний камінь при твердінні у воді дещо збільшується в об'ємі, при твердінні на повітрі або в іншому середовищі зниженої відносної вологості дає усадку (рис 2.19).

Міцність елементів твердої фази, міцність контактів між ними, дисперсність та морфологія частинок залежать від їх складу та умов утворення в цементному камені, який твердіє. За температури від 20 до 90°С проникність цементного каменю незначна (коефіцінт проникності порядка 1,5-10³ мкм²), а за вищої температури (130-200°С), камінь із портландцементу має коефіцієнт проникності (3-7)-10~³ мкм² і вище. Коефіцієнт загальної пористості становить 0,34-0,64, а на пори діаметром до 20 нм, які не доступні для фільтрації рідин і газів, припадає 0,1-0,2 об'єму пор.

326

Рис. 2.18 - Залежності коефіцієнта водопроникності від водоцементного відношення: а - при t=22°С; 1 - після 24 год. тверднення; 2 - після 48 год.; З - після 72 год.; 4 - через 1 рік.; б ~ після 3 діб тверднення при t = 75°С \р = 0,1 МПа

Рис. 2.19 - Криві зміни відносного об'єму твердіючого цементного каменю в часі х: 1 - в умовах необмеженого надходження води з довкілля; 2 - в умовах, які виключають втрату води у довкілля; 3 - в умовах втрати води у довкілля за відносної вологості со = 80%; 4 - також за ю = 60%; 5 - також за со = 40%

327

2.2.18 Регулювання властивостей тампонажних

розчинів з допомогою хімічних реагентів

і характеристика цих реагентів

Регулювання властивостей розчинів Усі випадки та умови використання тампонажних матеріалів передбачити неможливо, тому головною вимогою до тампонажних матеріалів є можливість регулювання їх властивостей у досить широких межах [341 ]. Властивості тампонажних розчинів для різних умов використання не можуть бути забезпечені тільки вибором відповідного виду тампонажного матеріалу і підбиранням рідиннотвердого (водоцементного) відношення (табл. 2.85). Тому властивості, як правило, під час приготування розчинів регулюються введенням до їх складу хімічних реагентів, активних домішок і наповнювачів.

Як правило, хімічні реагенти і матеріали, які додаються до тампонажної суміші, виявляють комплексне діяння і змінюють одночасно декілька параметрів, а в ряді випадків у небажаному напрямку. Тому реагенти вибирають за основним діянням, враховуючи побічне діяння та інші параметри (вартість, рівноцінність технічного ефекту, технологічність використання, агрегатний стан, умови постачання і т. д.).

До параметрів тампонажних систем, кількісна зміна яких часто викликається необхідністю технології або особливостями умов свердловини, відносяться: для цементних розчинів - час загустіння, терміни тужавіння (схоплювання), густина, водовіддача, реологічні властивості, седиментаційна стійкість; для цементного каменю - механічна міцність, корозійна стійкість, проникність [200,341].

У залежності від рідини замішування, як вказано вище, розчини на основі тампонажних цементів виокремлюють на водні, водоемульсійні (во-донафтові) і нафтоцементні (дизельне пальне, гас, безводна нафта і інше), а за часом початку тужавіння - швидкотужавні з терміном тужавіння не менше 40 хв., прискоренотужавні (від 40 хв. до 1 год. 20 хв.), нормаль-нотужавні (від 1 год. 20 хв. до 2 год.) і повільнотужавні (більше 2 год.).

Регулювання властивостей розчинів здійснюють, використовуючи реагенти п'яти найважливіших класів (табл. 2.86) [200]:

1. Прискорювачі тужавіння і твердіння тампонажних розчинів -реагенти, які вводяться для скорочення часу очікування затвердіння тампонажних розчинів; такими використовують, в основному, неорганічні низькомолекулярні сполуки, зокрема: хлориди кальцію (ХК) СаС1₂, натрію (ХН) NaCl, калію (ХК) КС1 та алюмінію (ХА) А1С1₃, сульфати натрію (СН) Na₂S0₄ та калію (СК) K₂S0₄, карбонати калію (КК) К₂С0₃ та натрію (КН) NajCOj, силікати натрію (НС) Na₂Si0₃ та калію (КС) K₂Si0₃,

328

Таблиця 2.85 - Відомості про мінеральні тампонажні матеріали [168]

п/п	Тампонажний матеріал	Нормативний документ	Інтервал, що рекомендується для використання, °С	Водоце-ментне відношення	Густина, 10³кг/м	Розтіч-ність, CM	Тужавіння розчину								Міцність каменк
								Температура, °С		Тиск, МПа		Початок, год.- хв.		Кінець, год.-хв.		Температура, °С		Тиск, МПа		Час твердіння, год.		Міцність на згин, МПа
1.	ПЦдля холодних свердловин	ГОСТ 1581-78	15-40	0,5	1,81	>18	22		0,1		>2		10		22		0,1		48		2,7
2.	ПЦ для гарячих свердловин	ГОСТ 1581-78	40-100	0,5	1,81	>18	75		0,1		>1-45		5		75		0,1		24		3,5
3.	ШПЦС-120		80-60	0,43	1,82	18-20	90		40		>2		8		120		40		24		2,5
4.	ШПЦС-200		160-220	0,4	1,82	18-20	160		60		>3		8		200		60		24		4,5
5.	ШПЦА-120	ТУ 39-909-83	80-160	0,43	1,82	18-20	120		40		>2		7		120		40		24		2,5
6.	ШПЦА-200	ТУ 39-909-83	130-250	0,4	1,82	18-20	200		60		>3		8		200		60		24		4.5
7.	ПЦГ	ТУ 39-01-08-469-79	30-150	0,9	1,45	21	75		0,1		Час загущення 90 х.в.				75		0,1		48		1,1
8.	ОЦГ-1	ТУ 39-01-08-535-80	20-100	0,4	2,06-2,15	18-21	75		0,1		>1-95		5-00		75		0,1		48		2,0
9.	ОЦГ-2	ТУ 39-01-08-535-80	20-100	0,38	2,16-2,30	18-21	75		0,1		>1-45		5-00		75		0,1		48		2,0
10.	ОШЦ-1-120	ОСТ 39-014-80	80-160	0,35	2,06-2,15	18	120		40		>2		8		120		40		24		2,5
11.	ОШЦ-2-120	ОСТ 39-014-80	80-160	0,33	2,16-2,30	18	120		40		>2		8		120		40		24		2,5
12.	ОШЦ-1-200	ОСТ 39-014-80	160-250	0,35	2,06-2,15	18	200		60		>3		10		200		60		24		2,5
13.	ОШЦ-2-200	ОСТ 39-014-80	160-250	0,33	2,16-2,30	18	200		60		>3		10		200		60		24		2,5

Примітка: ПЦ - портландцемент; ШГЩС - шлакопіщаний цемент спільного помелу; ШГЩА - шлакопіщаний цемент армований; ПЦГ -полегшений цемент для помірних і підвищених температур; ОЦГ - обважнений цемент для помірних і підвищених температур; ОЩЦ -обважнений шлаковий цемент

329

Таблиця 2 86-Рекомендовані області використання хімічних реагентів для регулювання властивостей тампонажних

розчинів [200,341]

______________________________

Температура ґ,°С	Вид цементів	Прискорювачі	Уповільнювачі	Пластифікатори
-10-0	Портландцементи	СаСЬ, NaCl, NaCl+CaCl₂, ННХК, НК+С, ННХК+С, НК, КС1, К₂С0₃, ННК, ННС, НН, АІСІз	-	-
0-20	Те саме	СаС1_2> NaCl, NaOH, CaCl₂+NaCl, НК, НН, ННК, ННСН, ННХК, NaOH, Na₂C0₃, Na₂SC>4, сечовина, АІСІз	-	-
20-75 .	Те саме	СаС1₂, NaCl, NaOH, Na₂C0₃, НК, НН, TEA, меляса, Na₂S0₄, силікат натрію, сульфанілова кислота	КМЦ, СДБ, ПФЛХ, ПАА, КССБ, епоксидні смоли, фурфурол, фосфат, КДБ, ПАД-3, НТФ, НЧК, суніл, СВК, гексаметафосфат та пірофосфат натрію	КССБ, СДБ, С-2, С-3, 10-03, пірофосфат, НЧК, ПФЛХ, ПАШ, суніл, Д-1,Д-4, ЦНШС-1,ВРП-1,АМСР, МФАС-р ЮОп, гексаметафосфат, ФХЛС, ВЛХК, СПД, ГІФ-1,ГКР-10і ГКР-11, милонафт
75-100	Портландцементи та шлакопортланд-цементи	Застосовуються ті самі прискорювачі, що і за t = 20-75°С. Служать в основному для компенсації уповільнювальної дії пластифікаторів і понижувачів водовіддачі	СДБ, окзил, ФХЛС, МА, СВК, Л-7, ПАА, КМЦ, сечовина, КССБ, ПФЛХ, фурфурол, суніл, гіпан, декстрин, СВК, СДБ, НВ0₃, ZnCl₂, CuS0₄, ГКР	СДБ, КССБ, ФХЛС, ПФЛХ, сечовина, окзил
100-130	Термостійкі Портландце-менти та шлакові цементи	СаС1₂, NaCl, Na₂C0₃, Na₂S0₄, NaOH, силікат натрію, К₂СОз, НК, НН, ННСН, ННК, СаО, АІСІз, A1₂(S0₄)₃, CuS0₄	Гіпан, КМЦ, ОЕЦ, К-4, окзил, хромпік, СДБ, КССБ, декстрин, СВК, МА, суніл, СДБ+хромпік, БК, ПФЛХ, НВОз, ZnCl₂, CuS0₄, НТФ	Хромпік, СДБ, КССБ, ФХЛС, СДБ+хромпік, суніл, окзил
130-160	Те саме	Силікат натрію, Na₂C0₃, NaOH, СаО, FeS0₄, A1₂(S0₄)₃, CaS0₄	Бура, декстрін, БК, КМЦ+ +хромпік, СДБ+хромпік, гіпан+хромпік, СВК, ВКК, МА, ДБФ, ТОГК, ПФЛХ, КССБ	СДБ+хромпік, КССБ+хромпік, окзил+хромпік, ПФЛХ
>160	Шлакові цементи	-	БК+СВК, ТОГК, СВК, КССБ, гіпан+хромпік, окзил+хромпік, СВК+хромпік	Хромпік, окзил+хромпік, С-2

330

Продовження таблиці 2.86

t,°С	Вид цементів	Понижувачі водовіддачі		Піногасники
			для розчинів без додатків солей -електролітів		для розчинів з додатками солей -електролітів
-10-0	Портландцементи	-		-		-
0-20	Те саме	-		-		_
20-75	Те саме	ПВС, МЦ, КМЦ, глина, ПАА, декстрин, МК		PC, ПЕС, соапсток, кальцинований милонафт, Т-66, ПМС-200А, СЕ-6, П-79, оксидат, ВМСС, ВЖС, СЖК, стеарат алюмінію, стеарокс-6, карболінеум, НЧК, CM, ПМС-ЮООА, ВМС-12, ВМС, ОКП-50, ЖТТ, НГВ-1, АГ-2, поліамід		PC (окрім нафтоемульсійних розчинів), ПЕС, соапсток, ПМС-200А і ПМС-ЮООА (окрім високих концентрацій солей), П-79, ВМС-12, ВМС, ЖТТ, НГВ-1, поліамід, кальцинований милонафт (окрім розчинів хлориду кальцію), Т-66, НЧК, оксидат, ВЖС, СЖК, ОКП-50, стеарат алюмінію
75 - 100	Портландцементи, шлакопорт-ландцементи	Окзил, декстрин, МК, гіпан, КМЦ, МЦ, К-4		PC, ПЕС, соапсток, карболінеум, кальцинований милонафт, Т-66, НЧК, ВМС-12, ВМС, ПМС-1000 А, ПМС-200 А, оксидат ВЖС, СЖК, ЖТТ, П-79, ОКП-50, стеарат алюмінію, поліамід, стеарокс-6		PC, ПЕС, кальцинований милонафт (крім розчинів з додатком СаС1₂), Т-66, НЧК, ПМС (крім великих додатків солей), П-79, ВМС-12, ВМС, оксидат ВЖС, СЖК, ОКП-50, ЖТТ, стеарат алюмінію, поліамід
100-130	Термостійкі портландцементи та шлакові цементи	Гіпан, КМЦ, ОЕЦ, К-4, окзил, декстрин, гіпан+ +хромпік, окзил+хромпік, КМЦ+хромпік, метас		Карболінеум (до 150°С), Т-66, НЧК, ВМС-12, ВМС, ОКП-50, стеарат алюмінію, стеарокс-6, поліамід		Т-66, НЧК, ВМС-12, ВМС, ОКП-50, стеарат алюмінію, поліамід
130-160	Те саме	Гіпан+хромпік, КМЦ+ +хромпік, окзил+хромпік, метас, метас+хромпік		-		-
>160	Шлакові цементи	Гіпан+хромпік, окзил+ +хромпік, метас+хромпік		-		-

331

нітрати натрію (НН) NaN0₃ та кальцію (НК) Ca(N0₃)₂, нітрит-нітрат кальцію (ННК), нітрит-нітрат-хлорид кальцію (ННХК), сечовину (С), нітрит-нітрат-сульфат натрію (ННСН), сульфанілову кислоту (СФК), триетаноламін (TEA), мелясу, їдкий натр NaOH та ін.

Найчастіше як реагенти-прискорювачі термінів тужавіння цементних розчинів використовують хлориди натрію (ХН) NaCl і кальцію (ХК) СаС1₂в кількості відповідно 2-8 і 5%, каустичну соду NaOH - 0,3-0,5%, хлористий алюміній (ХА) А1С1₃ - 2%, кальциновану соду (КС) Na₂C0₃ - 1-5%, рідке скло Na^iC^ і K₂Si0₃ - 5-15%. Хлориди кальцію і натрію поряд з прискоренням термінів тужавіння і твердіння дещо підвищують початкову рухомість цементних розчинів. За ефективністю прискорення схоплювання деякі реагенти розміщаються в такий ряд [137]:

ZnCl₂ > Na₂C0₃, > АІСІ₃ > NaOH > СаС1₂ > FeCl₃ > NaCl.

У ході вибору реагента необхідно керуватися тим, що, як правило, сульфати Na₂S0₄, K₂S0₄, нітрат Ca(N0₃)₂, нітрит-нітрат кальцію ННК, нітрит-нітрат-сульфат натрію ННСН є ефективними для розчинів, які приготовлені на основі низько- і середньоалюмінатних цементів, а реагенти, які містять хлор-іони, - також і на основі високоалюмшатних [341].

Рекомендації з температурних умов застосування прискорювачів охоплення і тверднення приведені в табл. 2.86, а за призначенням їх дозувань — в табл. 2.87.

Підвищення вмісту в тампонажному розчині каустичної соди NaOH, поташу К₂С0₃, кальцинованої соди Na₂C0₃, хлоридів натрію NaCl, калію КС1 і кальцію СаС1₂ до 3% призводить до зниження міцності цементного каменю після тривалого тверднення. За вмісту хлориду натрію NaCl більше 5%, а вуглекислого натрію Na₂C0₃ менше 1% сповільнюються швидкості охоплення і тверднення. Введення більше 2% хлоридів викликає корозію труб. Для її зменшення при підвищених концентраціях хлоридів рекомендується одночасно вводити нітрити, нітрати і хромати натрію (NaN0₂, NaN0₃₎ Na₂Cr0₄) калію (KN0₂, KN0₃, К₂Сг0₄) і кальцію (Ca(N0₂)₂, Ca(N0₃)₂, CaCr0₄). Сульфати натрію Na₂S0₄ і калію K₂S0₄ викликають корозію при введенні їх більше 6%. З метою попередження корозії труб рекомендується при цементуванні свердловин в умовах плюсових температур використовувати інгібіторні або органічні електроліти.

Необхідно враховувати, що при введенні кальцинованої соди Na₂C0₃в тампонажні розчини з великими дозуваннями хлоридів, а також при тампонуванні свердловин з виділенням сильно мінералізованих вод може різко знизитись рухомість розчинів.

За великого прискорення процесів тверднення внаслідок використання прискорювачів, як правило, суттєво зменшується міцність і морозотривкість цементного каменю.

332

Таблиця 2.87 - Витрата прискорювачів охоплення і тверднення в залежності від умов кріплення свердловин Г200,3411

Реагент	Умови кріплення свердловин	Додаток реагентів, % від маси цементу	Примітка
Хлорид кальцію (ХК) СаС1₂	Плюсові температури Від'ємні температури до -10°С Зовнішні від'ємні температури до -25°С Кріплення свердловин в пластах з NaCl, KC1	<2 2-8 S 18 (використовується як антифриз) До насичення	Розріджує цеме-нтні розчини, зменшує гранич-не напруження зсуву
Хлорид натрію (ХН) NaCl і хлорид калію (ХК) КС1	Плюсові температури Від'ємні температури до -10°С Зовнішні від'ємні температури до -20°С Кріплення свердловин у сольових пластах	<2 5-15 <20 (використовується як антифриз)	Дещо розріджує цементні розчини і підвищує седиментаційну стійкість
Вуглекислий калій (поташ) К₂С0₃	Плюсові температури Від'ємні температури до -10°С Зовнішні від'ємні температури до -25°С	0,5-2 2-5 <20 (використовується як антифриз	Для запобігання швидкого схоплювання вводять сповільнювачі
Вуглекислий натрій Na₂C0₃	Плюсові температури до 130°С	1-5	При додаванні 0,5-1% є сповіль-нювачем. Пла-сифікує суміші з гіпаном і ПАР
Сірчанокислий натрій Na₂S0₄ і сірчанокислий калій K₂S0₄	Плюсові температури	1-6
Нітрат кальцію (НК) Ca(N0₃)₂	Теж	1-3
Нітрат натрію (НН) NaN0₃	Від'ємні температури до -10°С	2-10
Нітрит-нітрат кальцію (ННК), нітрит-нітрат-сульфат натрію (ННСН),нітрат кальцію з сечовиною (НК+С)	Зовнішні від'ємні температури до -20°С	<15 (використовується як антифриз)
Нітрит-нітрат-хлорид кальцію (ННХК), нітрит-нітрат-хлорид кальцію з сечовиною (ННХК+С)	Плюсові температури Від'ємні температури до -10°С Зовнішні від'ємні температури до-25°С	1-2 2-8 <15 (використовується як антифриз)
їдкий натр NaOH, КОН	Плюсові температури	0,3-0,8
Рідке скло Na₂Si0₃ і K₂Si0₃	Плюсові температури, розчини на основі шлаків і золів	1-15	Зменшує міцність цементного каменю
Меляса	Плюсові температури	<1 (у розрахунку на сахарозу)	Пласифікує цементні розчини
Триетаноламін	Теж	0,1-1
Сульфанілова кислота	Теж	0,4-1
Сечовина (карбамід)	Плюсові температури Від'ємні температури до -8°С	0,1-1 <15

333

Тампонажні розчини з додатками НК+С, ННК+ХН, ХК+ХН, ННХК, ННХК+ХН характеризуються прискореними і дуже короткими термінами загустіння, що мало залежать від температури, тому одночасно з вказаними прискорювачами в деяких випадках вводять уповільнювачі. Необхідність введення останніх визначається експериментально. У разі призначення прискорювачів необхідно враховувати, що деякі з них при підвищенні або зниженні температури стають уповільнювачами (наприклад, сечовина). Такий же вплив може здійснювати концентрація реагенту [341].

Характеристику тампонажних розчинів, оброблених прискорювачами схоплення, подано в табл. 2.88.

2. Уповільнювачі тужавіння та твердіння - реагенти, які вводяться в тампонажні розчини для попередження передчасного загустіння і схоплення.

Реагенти-уповільнювачі тужавіння і твердіння умовно ділять на вісім груп [137, 370]:

1) окси- та амінокарбонові кислоти і їх солі - лимонна, виннокам яна, триоксиглутарова, 2,4-діоксибензойна, 3,4-діоксибензойна (уповільнювач тільки за малих доз і прискорювач за великих), 3,4,5-триоксибензойна (за доз понад 0,2% від маси цементу) кислоти; комплексони - оксиаміно-алкілфосфонові кислоти, зокрема нітрілотриметилфосфонова кислота (НТФ) та оксиетилендифосфонова кислота (ОЕДФ) та ін.;

2) сахари - сахароза, глюкоза, галактоза та ін.;

3) борати і фосфати - борна кислота, бура, гексаметафосфат натрію

таін.; . . .

4) похідні лігніну - активовані гідролізні лігніни, зокрема нітролігнш,

хлорлігнін, сульфований нітролігнін та ін.;

5) лігносульфонати, зокрема лігносульфонат кальцію, ферохромлігно-сульфонати, сульфіт-спиртова барда (ССБ), та інші танінові продукти і синтани;

6) гумати;

7) похідні полісахаридів - крохмаль, модифікований крохмаль, декстрин та ін.; ефіри целюлози, зокрема карбоксиметилцелюлоза (КМЦ), карбо-ксиметилгідроетилцелюлоза (КМГЕЦ), оксиетилцелюлоза (ОЕЦ) та ін.;

8) продукти на основі вінілакрилових полімерів - гіпан, метас, полі-вінілсульфонати та ін.

Найчастіше використовують уповільнювачі схоплення - винну кислоту (ВК) та її солі, борну кислоту (БК) і борати, хромати, поліакрилати, лігносульфонати, водорозчинні ефіри, целюлози, водорозчинні фосфати, щавлевокислі та інші солі органічних кислот.

Для збільшення термінів тужавіння цементних розчинів найчастіше використовують сульфітно-спиртову барду (ССБ) в кількості до 0,5%,

334

Таблиця 2.88- Тампонажні суміші на мінеральній основі, оброблені прискорювачами і уповільнювачами тужавіння ( 168)

№ п/п	Вид цементу	В/Ц	Назва реагентів	Максимальна температура використання,°С	Екстремальне дозування,% від маси твердої фази	Кількість реагенту, %	Температура, С	Час тужавіння, год.-хв.		Інші впливи
№ п/п	Вид цементу	В/Ц	Назва реагентів	Максимальна температура використання,°С	Екстремальне дозування,% від маси твердої фази	Кількість реагенту, %	Температура, С	початок	кінець	Інші впливи
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
				Суміші, o6роблені прискорювачами тужавіння
1.	ПЦ* ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5	Діетаноламін	не регл.	0,1-1	0 0,25 1,00	75 75 75	2-45 2-15 0-50	3-15 2-40 1-10	Зменшує міцність каменю, до 0,1% - уповільнювач
2.	ПЦ ПЦ	0,5 0,5	Силікат натрію (рідке скло)	-II-	0-3 до 15	0 15	22 22	9-00 0-15	10-00 0-25	Швидке набирання міцності каменю в ранні терміни, менша міцність пізніше
3.	ПЦ ПЦ	0,5 0,5	Кальцинована сода (вуглекислий натрій)	-II-	1-10	0 10	22 22	6-00 0-20	7-30 0-30	Пластифікатор. При додаванні 0,5-1% - уповільнювач
4.	ПЦ ПЦ	0,45 0,45	Каустична сода (їдкий натр)	-II-	0-1	0 0,5	22 22	9-30 3-15	10-30 5-20	При введенні більше 3% зменшує міцність каменю
5.	ПЦ ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5	Кухонна сіль (хлористий натрій)	-II-	0-5	0 4 5	22 22 22	11-00 9-00 8-00	13-00 10-00 8-00	Пластифікатор. Збільшує міцність каменю
6.	ПЦ ПЦ	0,5 0,5	-//-	-II-		0 0,3	22 22	10-20 5-00	12-40 7-00	Те саме
7.	ПЦ ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5	Поташ (карбонат калію)	-II-	0-5	0 4 5	22 22 22	11-00 9-00 9-00	13-00 10-00 10-00	Пластифікатор. Збільшує міцність каменю
8.	ПЦ ПЦ ПЦ	0,45 0,45 0,45	Сірчанокислий алюміній (сірчанокислий глинозем)	-II-	0-5	0 3 5	22 22 22	9-30 5-10 1-05	10-30 7-00 2-20	Загущує розчин, збільшує міцність каменю
9.	ПЦ ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5	Триетаноламін	-II-	0,05-1,00	0 0,25 0,75	75 75 75	2-45 2-15 1-20	3-15 2-35 1-35	Пластифікатор, знижує міцність каменю. До 0,05% - уповільнювач
10.	ПЦ ПЦ	0,45 0,45	Хлористий алюміній	-II-	0-5	0 5	22 22	9-05 3-30	10-20 5-10	Загущує розчин

335

Продовження таблиці 2.88

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	ПЦ	0,45			0-5	0	22	11-20	12-05	Загущує розчин. Збільшує
11.	ПЦ	0,45	Хлористий калій	-II-		3	22	7-20	7-50	міцність каменю
	ПЦ ПЦ ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5 0,5	Хлористий кальцій	-II-	0-6	0 4 6 8	22 22 22 22	11-00 5-00 4-00 2-30	13-00 6-30 5-00 3-00	Підвищує початкову міцність каменю. Зменшує динамічний опір зсуву, збільшує структурну в'язкість
12.	ПЦ ПЦ ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5 0,5	Хлористий кальцій	-II-	0-6	0 4 6 8	22 22 22 22	11-00 5-00 4-00 2-30	13-00 6-30 5-00 3-00
				Суміші, оброблені уповільнювачами тужавіння
						0,5+ 1,25 ВКК				Підвищує міцність каменю. Рекомендується до
13.	ПЦ	0,5	Борна кислота	130	0-1	0,5+ 1,25 ВКК	200	1-20	1-45	використання з ВКК. Під час додавання більше 4% - загущує розчин
						1,0+ 1,5 ССБ				Пластифікатор.
14.	ПЦ	0,5	Бура	150	0-1	1,0+ 1,5 ССБ	140	1-50	2-20	Рекомендується до використання з ССБ
										Пластифікує, збільшує
15.	ПЦ	0,5	Винно-кам'яна	160(зН₂ВО₃до	0-1 5	0,5	120	0-20	0-30	міцність каменю, покращує
			кислота	250°С)						його структуру, зменшує проникність
	ПЦ:Б*=					0	120	0-30	0-50
	3:1	0,6				0,3	120	2-00	2-30	Зменшує водовіддачу.
	-II-	0,5 +0,3	Гідролізований	140, з хромпіком до 200°С		0	120	0-20	0-50	Загущує портландцементний
16.	ШЦ*:Б=	хромпік	поліакрилонітрил		0-2	0,4+0,15				розчин. Рекомендується
	3:1	0,6	(гіпан)			хромпік	120	12-00	14-20	використовувати з
	-II-	0,5				0,5 +0,25				хромпіком
	-II-	0,5				хромпік	150	8-00	9-00
	ПЦ	0,5	Карбамід	75	0-1	0	75	2-45	3-20	Пластифікує, зменшує
17.	ПЦ	0,5	(сечовина)			1	75	3-30	4-00	міцність каменю
18	ПЦ ПЦ ПЦ ПЦ ПЦ	0,5				0	75	2-40	3-05
		05				0,5	75	4-30	5-00	Зменшує водовіддачу,
		05 0,5 0,5	Карбоксиметил- целюлоза (КМЦ)	130, з хромпіком	1-1,5	1,0 0,3 1,5	75 90 130	8-00 2-00 2-40	8-50 2-20 3-00	седиментацію, зменшує міцність каменю
		05 0,5 0,5	Карбоксиметил- целюлоза (КМЦ)	до 160°С	1-1,5	1,0 0,3 1,5	75 90 130	8-00 2-00 2-40	8-50 2-20 3-00	седиментацію, зменшує міцність каменю

336

Продовження таблиці 2.88

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
19.	ПЦ Пц ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5 0,5	Концентрована сульфіт-спиртова барда (КССБ)	200	0-7,5	0 0,4 0 7	75 75 150 150	2-00 3-10 0-20 2-10	2-30 3-50 0-30 2-40	Пластифікує, зменшує водовіддачу, спінює (менше, ніж ССБ)
20.	ПЦ ПЦ	0,5 0,45	Л-6, Л-7	250	0-3	2 2	170 180	2-50 3-00	3-50 4-00	Пластифікує, підвищує міцність, зменшує проникність каменю
21.	Пц ПЦ ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5 0,5	Сульфіт-спиртова барда (ССБ)	150	0-1,5	0 1,5 0 1,5	100 100 150 150	0-50 3-00 0-20 1-00	1-00 3-30 0-25 1-15	Пластифікує, зменшує водовіддачу і міцність каменю наЮ-15%, спінює розчин за концентрації більше 0,5%
22.	ПЦ ПЦ	0,5 0,5	Сульфітно-дріжджова бражка (СДБ)	150		0 1,5	100 100	0-50 3-00	1-00 3-30	Пластифікує, зменшує водовіддачу
23.	ПЦ	0,5	Суніл (сульфітований нітролігнін)	150	0-1	1	150	2-40	3-15	Пластифікує, зменшує водовіддачу
24.	ПЦ ПЦ	0,5 0,5	Технічний винний камінь (ТВК)	200	0-3	2,5 3,0	200 200	10-00 12-00	11-00 13-00	Збільшує міцність, зменшує проникність каменю, поліпшує його структуру
25.	ПЦ ПЦ ПЦ	0,4 0,4 0,4	Триполіфосфат натрію	не регл.	0-1	0 0,1 0,2	60 60 60	2-10 3-40 4-10	2-40 4-15 5-00	Пластифікує, зменшує проникність каменю
26.	ПЦ ПЦ ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5 0,5	Хлористий натрій (кухонна сіль)	-II-	>8	0 18 0 18	22 22 60 60	8-00 16-00 6-10 4-15	9-00 19-00 3-45 4-45	Пластифікує. Під час концентрації у воді більше 20% зменшує міцність каменю
27.	ПЦ ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5	Хромат натрію	-II-		0 0,15+0,6 КМЦ 0,25 +0,5 гіпан	120 120 120	0-25 1-10 1-40	0-35 1-35 2-10	те саме

Примітка: ПЦ - портландцемент, ШЦ - шлаковий цемент, Б - бентонітовий глинопорошок.

337

розчин 0,1%-0,2% нейтралізований чорний контакт (НЧК) в кількості до 0,5% від маси цементу, 0,1-0,2% НЧК як піногасник і карбоксиметил-целюлозу (КМЦ) в кількості 0,5-0,6%, лісохімічні поліфеноли (ПФХЛ) в кількості до 0,3%, синтан марки ПЛ (0,3-0,7% і 0,2-0,4% НЧК), винно-кам'яну кислоту (ВКК), технічний винний камінь (ТВК), суміш винно-кам'яної і борної кислот (ВКК і БК), трилон Б, сегнетову сіль, лимонну кислоту тощо. Знайшли використання також конденсована сульфіт-спиртова барда (КССБ), кієтково-дріжджова бражка (КДБ), ферохромлігносульфо-нат (ФХЛС), малеїновий ангідрид (МА), кремнієорганічні рідини (ГКР), триоксиглуторова кислота (ТОГК), модифікований крохмаль (МК) та ін.

Рекомендації з температурних умовах їх використання приведено в табл. 2.86 і 2.89, а за призначенням доз - в табл. 2.90.

У ході призначення уповільнювачів схоплювання необхідно враховувати, що більшість із них одночасно є уповільнювачами тверднення, а також впливають на реологічні і фільтраційні властивості тампонажних розчинів.

Хромпік використовується, як правило, спільно з такими уповільнювачами схоплення і понижувачами водовіддачі, як сульфітно-дріжджову бражку (СДБ), гіпан, КМЦ, окзил, метас, синтетичну винну кислоту (СВК). Уповільнювачі на основі гідролізованих сполук акрилової кислоти (гіпан, К-4) при введенні у портландцементні тампонажні розчини необ-

Таблиця 2.89 - Температурні області застосування реагентів - уповільнювачів схоплення і тверднення

Температурні умови у свердловинах, °С	Цемент	Реагенти і їх поєднання
20-75	Портландцемент	КМЦ, СДБ, ПФЛХ, ПАА, КССБ, НЧК, суніл, СВК, епоксидні смоли, фурфурол, гексаметафосфат, пірофосфат, КДБ, ПАД-3
75-100	-II-	СДБ, окзил, ФХЛС, МА, СВК, Л-7, ПАА, КССБ, ПФЛХ, фурфурол, суніл, КМЦ, сечовина, декстрин, гіпан, СВК+СДБ. Застосовуються прискорювачі схоплення
100-130	Шлакопортланд-цемент	Гіпан, КМЦ, ОЕЦ, К-4, окзил, хромпік, СДБ, КССБ, декстрин, СДБ+МА, СВК, МА, СВК+СДБ, суніл, СДБ+хромпік, БК, ПФЛХ
130-160	Шлаковий	Бура, декстрин, КМЦ+хромпік, СДБ+хромпік, МА, гіпан, СВК або ВВК, СДБ+МА, гіпан+хромпік, ДБФ, БК, ТОГК, МК, хромпік, ПФЛК, КССБ
>160	Шлаковий	БК+СВК, ТОГК, СВК, гіпан+хромпік, окзил, хромпік, окзил+хромпік, СВК+хромпік, КССБ

338

Таблиця 2.90 - Витрата уповільнювачів схоплення і тверднення в залежності від умов кріплення свердловин

Реагент	Умови кріплення свердловин	Домішка реагентів, % від маси цементу	Примітка
			Добре пластифікує
Сульфітно-дріжджова	Температури до 50°С	0,1-0,2	цементні розчини. При дозуванні вище 0,5%
бражка (СДБ)	Температури до 150°С	0,2-0,6	сильно спінюється і зни-жує міцність цементного каменю
			Добре пластифікуєтампо-нажні розчини і знижує їх водовіддачу.При приготу-ванні розчинів піниться
Конденсована сульфіт-спиртова барда (КССБ)	Температури до 200°С	0,1-7
Окзил	Температури до 200°С	0,1-3	Теж
			Розріджує суміші.
Хромпік	Температури від 75 до 250°С	0,1-0,5	Використовується разом з іншими реагентами: КМЦ, гіпаном, СДБ
			Дозування підвищується із збільшенням температури,
Синтетична винна кислота (СВК)	Температури до 200°С	0,05-0,5	сповільнює схоплення при: 100°С-до5-6год., 150°С-доЗ-4год., 180°С-до1-2год.
			Дозування збільшується з
Пдролізований полінітрилонітріл (гіпан)	Температури до 160°С, а разом з хромпіком до 200°С	0,1-1	підвищенням температури. Сильно знижує водовіддачу. Використовується в основному зі шлаковими цементами при поглинанні
			Дозування збільшується з
Триоксиглутарова кислота (ТОГК)	Температури до 250°С	0,05-0,5	підвищенням температури. Сильно зменшує водовіддачу
Хлористий цинк ZnCb	Температури до 250°С	0,1-5	Зменшує седиментацію і водовіддачу
			Володіє підвищеною стійкістю в присутності
Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ)	Температури до 130°С, а разом з хромпіком до 160-180-С	0,2-2	катіонів кальцію, пониженим рН і малою солестійкістю. Сильно зменшує водовіддчу
			Підвищує міцність
Борна кислота (БК) н,во₃	Температури до 130°С,а разом з СВК до200°С	0,08-0,25, 0,1-0,3	цементного каменю. Цементи з тонкодис-персними додатками
			Дозування збільшується з
Поліфенол лісохімічний (ПФЛХ)	Температури до 150°С, переважно до 100°С	0,1-1,5	підвищенням тмператури. У ході приготування розчинів піниться, пластифі-
	\|	\|	кує тампонажні розчини.

339

Продовження таблиці 2.90

Л-7	Температури до 150°С	1,5-2	Дозування зшльшується із ростом температури
Малеїновий ангідрид (МА)	Температури до 160°С	0,2-1	Те ж
Нітролігнін і нітролігнін сульфонований	Температури до 150°С,	0,2-1	Знижує в'язкість і водовіддачу
Нейтралізований чорний контакт (НЧК) або контакт чорний нейтралізований рафінований (КЧНР)	Температури до 75°С з вимогою одночасного подавання піноутво-рювачів і використання гіпсоцементних в'яжучих	0,1-10	Незначно пластифікує тампонажні розчини, викликає ціноутворення
Епоксидні смоли	Тверднення тампонажих розчинів в умовах від'ємних температур при особливих вимогах до міцності і густини цементного каменю	1,3-3,5	Значно підвищує густину і міцність цементного каменю
Полівініл ацетатна емульсія	Теж	1,0-5	Теж
Фурфурол	Температури до 100°С	0,1-1	Дозування збільшується із ростом температури і в залежності від сповільнювального ефекту, який вимагається
Декстрин і модифікований крохмаль	Температури до 150°С за потреби пониження водовіддачі тампонажних розчинів	0,2-1	Те ж, перший пластифікує, другий понижує водовіддачу
Гексаметафосфат натрію, пірофосфат натрію	Температури до 80-90°С за потреби розрідження тампонажного розчину	0,1-1	Дозування збільшується із ростом температури і за потреби підвищеного уповільнення
Карбамід (сечовина)	Температури 50-80°С	0,1-1	При температурах нижче 50°С діє як прискорювач
Хлористий натрій	Температури 20>60°С, сольові пласти	8-Ю	У міру збільшення дози розріджується розчин, збільшується густина цементного каменю
Винні дріжджі	Температури до 130°С, портландцементи	<3	Пластифікує, знижує водовіддачу
Бура	Температура до 200°С	1-5
Мідний купорос	Температура до 250°С	1-8	Зменшує седиментацію і водовіддачу
Нітрометилфосфонова кислота (НМФ)	Температура 75-100°С	0,025-0,055	Пластифікатор

хідно стабілізувати від коагуляції уповільнювачами розчинення каль-ційових солей, наприклад кальцинованою содою. Для шлакових цементів стабілізатори не потрібні.

У ході призначення уповільнювачів слід враховувати їх сумісність із сольовим середовищем тампонажного розчину, а також можливість

340

втрати або інверсії властивостей при підвищенні або зниженні температури (напр., фосфати, сечовина).

У інституті ВНИИКРнефть запропоновано як уповільнювачі процесів гідратації і тверднення цементів нові речовини - комплексони, такі як НТФ (нітрилотриметилфосфонова кислота) і її солі (К₃СиНТФ, K₃FeHTO), ДПФ (1,3-діамінопропанол-2-тетраметиленфосфонова кислота) і ОЕДФ (оксиетилідендифосфонова кислота). Оптимальний масовий вміст ком-плексонів у в'яжучому становить 0,05-0,15% (у розрахунку на суху речовину). Температурний інтервал використання - до 250°С. Дані про терміни схоплення і час загустіння цементних розчинів з домішками НТФ і його солей приведено в табл. 2.91, з домішками ОЕДФ - в табл. 2.92.

Характеристику тампонажних розчинів, оброблених уповільнювачами схоплення, подано вище в табл. 2.88.

3. Пластифікатори (розріджувачі). - Реагенти-регулятори реологічних властивостей - вводять для регулювання реологічних характеристик тампонажних розчинів (збільшення або зменшення в'язкості і граничного тиску зсуву): суперпластифікатори С-2, С-3 і 10-03, лігносуль-фонати, адипіновий пластифікатор ПАЩ, пластифікатор ВЛХК, етилсилі-конат натрію, метилсиліконат натрію, синтетичний поверхнево-активний додаток СПД, милонафт, нейтралізований чорний контакт (НЧК), поліфенол лісохімічний (ПФЛХ), нітролігнін, таніни, фосфати, хромати та інші реагенти. Тобто до пластифікаторів відноситься більшість названих вище реагентів-уповільнювачів перших шести груп, а також окрема група олігомерів, серед яких суперпластифікатори на основі меламіноформаль-дегідних і нафталіноформальдегідних сульфокислот.

Таблиця 2.91 - Властивості цементних розчинів з додатками НТФ і її солей

Вид в'яжучого	Додаток,		%	В/Ц	Розті-чність D, см	Густина розчину р, кг/м	Умови тверднення		Терміни схоплювання, год.-хв.		Час загустіння, хв.
Вид в'яжучого	НТФ	К₃Си НТФ	K₃Fe НТФ	В/Ц	Розті-чність D, см	Густина розчину р, кг/м	t, °С	МПа	початок	кінець	Час загустіння, хв.
Портландцемент	0,05			0,50	22,0	1790	50	30	6-00	6-50	285
	0,075	-	-	0,50	22,5	1790	75	40	4-00	4-55	200
	-	0,05	-	0,50	22,5	1800	90	50	3-00	3-30	145
	-	0,10	-	0,50	22,5	1800	90	50	3-40	4-Ю	190
	-	-	0,1	0,50	23,0	1800	90	50	3-50	4-20	200
ШПЦС -120	0,05	-	-	0,43	23,0	1820	120	40	4-00	5-30	140
	0,075	-	-	0,43	23,5	1820	140	50	3-20	4-15	130
	-	0,05	-	0,43	22,0	1820	140	60	4-30	5-30	200
	-	0,10	-	0,43	22,5	1820	140	60	8-00	9-40	380
	-	-	0,1	0,40	21,5	1820	200	60	5-10	6-30	210

341

Таблиця 2.92 - Властивості цементних розчинів з додатками ОЕДФ

Тампонажний матеріал	Додаток, %	В/Ц	Показники	розчину	Умови тверднення		Межа міцності через 24 год., МПа		Терміни схоплювання, год.-хв.		Час загустіння, хв.
			Розтічність, см	Густина, кг/м	t,°C	Р, МПа	при згині	при стисканні	початок	кінець
Портландцемент	0,02	0,50	21,5	1780	50	30	3,0	7,1	3-00	4-30	150
	0,05	0,50	21,5	1780	50	30	2,7	6,6	5-40	6-30	270
	0,02	0,50	21,0	1790	75	40	5,6	12,0	2-00	2-40	68
	0,05	0,50	21,5	1790	75	40	5,9	11,8	4-20	5-10	195
	0,075	0,50	21,5	1800	75	40	6,1	13,0	5-40	6-40	225
	0,075	0,50	21,5	1780	100	50	7,8	15,2	3-30	4-10	130
	0,10	0,50	22,0	1780	100	50	8,0	16,3	5-00	5-40	210
ШПЦС-120	0,05	0,43	22,0	1820	100	50	2,1	4,0	5-15	6-50	165
	0,05	0,43	22,0	1810	120	50	3,2	7,1	3-30	4-40	120
	0,075	0,43	22,5	1820	120	50	3,5	7,8	5-10	6-30	195
	0,075	0,43	22,5	1820	140	50	4,7	9,2	3-40	5-00	145
	0,10	0,43	22,5	1830	140	L. ⁵⁰	5,1	10,8	5-50	7-Ю	205
ШПЦС-200	-	0,40	21,5	1800	140	60	3,2	5,8	1-45	2-40	75
	0,05	0,40	21,5	1800	160	60	4,2	7,5	2-30	3-50	115
	0,10	0,40	22,0	1810	160	60	4,8	8,6	4-10	5-40	190
	0,05	0,40	21,5	1800	180	60	4,8	9,1	2-00	3-20	80
	0,10	0,40	22,0	1800	180	60	5,8	10,2	2-00	3-30	85
	0,20	0,40	22,5	1810	180	60	6,1	11,7	2-00	3-35	80

342

Реагенти-розріджувачі поділяють на вісім груп, до яких входять речовини подібної хімічної будови і характеру дії [137]:

а) окси-, аміноалкілфосфонові кислоти і ряд їх солей - оксиетил- ідендифосфонова кислота (ОЕДФ), нітрилотриметилфосфонова кислота (НТФ) та інш.;

б) окси-, амінокарбонові кислоти і ряд їх солей - триоксиглутарова (ТОГК), винно-кам'яна (ВКК), лимонна, малеїнова, глюконова кислоти, трилон Б і А, 2,4-діоксибензойна, 3,4,5-триоксибензойна кислоти та інш.;

в) фосфати, борати - натрієвий гексаметафосфат, пірофосфат, трипо- ліфосфат, борна кислота, бура та інш.;

г) сахари - сахароза, глюкоза, галактоза та інш.;

ґ) похідні лігніну - активовані гідролізні лігніни: нітролігнін, хлорлігнін, сульфований нітролігнін, лігнін, окислений перекисом водню (ліоксид), та інш.; лігносульфонати: лігносульфонат кальцію, ферхромлігносульфонат, хромлігносульфонат, конденсована сульфіт-спиртова барда (КССБ), нітрована сульфіт-спиртова барда (НССБ) та інш.;

д) природні танінові продукти і синтани - екстракт квебрахо, кашта новий екстракт, поліфеноли лісохімічні (ПФЛХ), синтани ПЛ і Б, пековий реагент, дубителі Д-4, Д-12 та інш.;

є) гумати - окислений гуманний реагент (ОГР), сульфований нітрогу-матний реагент (СНГР) та інш.;

є) милоподібні поверхнево-активні речовини - сульфонол, сульфо-натрієві солі, ефіри поліетиленгліколю і алкілфенолів та інш.

Реагенти, які входять до складу перших шести груп, за результатами лабораторних експериментів рекомендуються для практичного використання [137].

За інтенсивністю впливу на в'язкопластичні властивості цементних розчинів деякі реагенти розміщають наступним чином: сульфонол < ОГР < СНГР < ялиновий екстракт < вербовий екстракт < пекор < сулькор < ПФЛХ < окзил < КССБ < сахароза < бура < гексаметафосфат натрію < лимонна кислота [137]. За іншими даними реагенти склали ряд: дубитель Д-4 - диспергатор НФ - ВКК - ТОГК [137].

Додатки акрилових полімерів та ефірів целюлози призводять до зростання структурної в'язкості цементних суспензій, а відповідно, до зменшення рухомості системи. Порівняно з гіпаном, метасом і КМЦ найвищою загущувальною дією відзначається поліакриламід. При використанні цих реагентів може виникнути необхідність у розрідженні оброблених ними тампонажних розчинів. Зниження пластичної в'язкості і динамічної напруги зсуву тампонажних розчинів, оброблених метасом, поліакриламідом і КМЦ, можна досягти додаванням розріджувачів -лігносульфонатів (КССБ, окзил), боратів (борна кислота, бура), оксикислот (ТОГК, лимонна кислота, ВКК) [137].

343

Рекомендації щодо температурних умовах використання реагентів наведено в табл. 2.86 і 2.93, а за призначенням доз - у табл. 2.93.

При призначенні регуляторів реологічних властивостей треба враховувати, що більшість із них впливає на процеси гідратаційного тверднення в сторону їх прискорення або уповільнення.

Такі реагенти, як СДБ, КССБ, ГІФ-1, ПФЛХ, ВЛХК, СПД, ПАЩ-1, ВРП-1, Д-4, Д-12, ЦНІПС-1, милонафт, викликають сильне ціноутворення в процесі приготування розчину, тому їх рекомендується використовувати з піногасниками.

Можливість використання при температурах понад 50°С таких реагентів, як СДБ, ПАЩ-1, ВРП-1, ЦНІПС-1, милонафт, ВЛХК, ГКР-10 і ГКР-11, АМСР, не досліджено.

Для підвищення пластифікувальної дії реагенту, як правило, збільшують його дозу.

Як регулятори реологічних властивостей використовують як хімічні реагенти, так і наповнювачі: глини, пісок, трепел та ін. Часто разом з хімічними реагентами використовується бентонітова глина. Оптимальне співвідношення в'яжучої речовини, наповнювача і хімічного реагенту підбирається експериментально.

4. Понижувачі водовідділення - реагенти, які вводяться до тампонажних розчинів для зменшення їх водовіддачі: акрилати, водорозчинні ефіри целюлози, полівініловий спирт, декстрин та інші високомолекулярні сполуки. Переважна більшість таких реагентів є стабілізаторами тампонажних розчинів, які сприяють утворенню добре структурованої системи. Найбільш ефективними стабілізаторами тампонажних розчинів є реагенти сьомої (крохмаль, модифікований крохмаль, декстрин, КМЦ, КМГЕЦ, ОЕЦ) і восьмої (гіпан, метас, полівінілсульфонати) груп названих вище уповільнювачів.

До понижувачів водовідділення цементних розчинів відноситься ряд реагентів, які розподіляються на дві групи полімерів, котрі значно відрізняються за своєю природою і будовою [137]:

похідні полісахаридів - а) крохмаль; б) ефіри целюлози: модифікована метилцелюлоза (ММЦ), метилоксипропілцелюлоза (МОПС), карбоксиметилцелюлоза (КМЦ), етансульфонат целюлози, оксиетил-целюлоза (ОЕЦ), карбоксиметиоксиетилцелюлоза (КМОЕЦ) та інш.;
продукти на основі вінілакрилових полімерів - гідролізований поліакрилонітрил (гіпан 0,7; К-4), гідролізований поліакриламід (РС-2), копо-лімер метакрилової кислоти з метакриламідом, кополімер метилметакрилату з метакриловою кислотою (М-14), сульфований полівінілтолуол, полівінілпіролідон та інш.

Зниження густини цементних розчинів досягається введенням в них реагентів і матеріалів з високим вмістом газу і повітря, легких органічних

344

Таблиця 2.93 — Витрата реагентів-пластифікаторів

Реагент	Умови кріплення свердловин	Додаток реагента, % від маси цементу	Примітка
С-3, продукт взаємодії формальдегіду з нафталіноксисулькислотами	Зменшення в'язкості і граничної напруги зсуву при температурах 0-50 °С. Зменшення водопотреби у декілька разів	0,3-0,8	Суперпластифікатор. Можливість використання при високих температурах не досліджена. У межах доз не порушує гідратаційних процесів
10-03, меламіноформальдегідні смоли	Теж	0,3-0,6	Теж
Сульфітно-дріжджова бражка (СДБ)	Температури до 150 °С, можливість загустіння тампонажних розчинів, необхідність зниження В/Ц з метою підвищення густини цементного каменю	0,1-1	Зменшує в'язкість і граничну напругу зсуву, сповільнює охоплення і тверднення, знижує водовіддачу, викликає ціноутворення
Конденсована сульфіт-спиртова барда (КССБ)	Теж	0,1-7	Зменшує граничну наругу в 5-Ю разів, в'язкість в 1,5 разів, знижує водовіддачу, уповільнює схоплювання
Феррохромлігносульфонат (ФХЛС)	Температури 160-200°С, можливість загустіння тампонажних розчинів	0,2-0,6	Зменшує граничну напругу зсуву в 4-5 разів, знижує в'язкість і незначно водовіддачу, уповільнює схоплювання
Окзил	Теж	0,1-3	Теж
ГІФ-1	Необхідність зниження В/Ц з метою підвищення густини цементного каменю	0,1	Викликає ціноутворення, сповільнює тверднення
Гексаметафосфат натрію	Температури до 100°С, необхідність турбулізації потоку розчину	0,1-1	Знижує граничну напругу зсуву до 4 раз, в'язкість до 2 раз, сповільнює охоплення
Д-4 і Д-12, синтетичні дубителі	Температури до 100 °С, необхідність зниження В/Ц з метою підвищення густини цементного каменю	0,3-0,7	Теж
Хромпік	Температури до 200°С	0,15-0,5	Пластифікує тампонажні розчини, сповільнює охоплення. Використовується переважно з СДБ, КССБ, КМЦ, гіпаном, СВК
Полімерний реагент ВРП-1	Температури до 75°С	0,02-0,08	Викликає ціноутворення
Сечовина (карбамід)	Температури до 50-80°С	0,1-1	Уповільнює охоплення і тверднення

345

Продовження таблиці 2.93

Пластифікатор адипіновий (ПАЩ-1)	Температури до 75°С	0,1-1	Викликає ціноутворення. При недостатньому дозуванні знижує міцність цементного каменю
Синтетичний поверхнево-активний додаток (СПД)	Теж	0,2-0,3	Викликає піноутворення
Нітролігнін і сульфонований нітролігнін	Температури до 150 °С, необхідність пластифікувати розчини	0,2-1	Знижує граничну напругу до 6 разів і незначно в'язкість, уповільнює схоплення
Поліфенол лісохімічний (ПФЛХ)	Температури до 150 °С (можливо до 100 °С), необхідність пластифікувати розчини	0,1-0,3	Знижує схоплення і тверднення, знижує граничну напругу зсуву до 2 разів і викликає піноутворення
Бура	Температури до 150 °С	0,3-1	Знижує граничну напругу зсуву до 11 разів, уповільнює схоплення
Винна кислота	Температури до 200 °С	0,5-1	Знижує граничну напругу зсуву до 30 разів, дещо збільшує в'язкість. Сильний уповільнювач схоплення і тверднення
Гіпан	Температури до 180 °С	0,5-1	Знижує граничну напругу зсуву до 7,5 разів, збільшує в'язкість в 1,5-3,5 рази, зменшує водовіддачу
Декстрин	Температури до 150 °С	0,2-1	Знижує граничну напругу зсуву при ламінарній течії в 3,5 рази, при турбулентній - на 25%
Смола омилена водорозчинна ВЛХК	Температури до 75 °С	0,1-0,3	Викликає піноутворення, без піногасників не рекомендується
Пластифікатор деревинно-пековий будівельний ЦНІПС-1	Теж	0,05-0,1	Теж
Рідини кремнійорганічні ГКР-11,ГКР-10,АСМР	Теж	0,1-0,5	Прискорюють тверднення і схоплення, збільшують міцність і густину цементного каменю
Милонафт	Теж	0,1-0,2	-
Сечовина (карбамід)	Температура 50-80°С	0,1-1	Уповільнює схоплення і тверднення
Синтетичний поверхнево-активний додаток (СПД)	Температури до 75°С	0,2-0,3	Викликає піноутворення

346

Таблиця 2.94 - Рекомендовані дози реагентів, які знижують седиментацію і водовіддачу

Реагент	Умови кріплення свердловин	Додаток реагенту, % від маси цементу	Примітка
Поліоксиетилен (ПОЕ)	f<75°C	0,1-0,6	Можливість використання при високих температурах не досліджено
Гідролізований поліакрилонітрил (гіпан)	t =75-160°C, поглинальні пласти, портландцемента і шлакові цементи	0,1-1,5	Водовіддача знижується в 4 рази, уповільнюється схоплення, розчин розріджується. При малих дозах (0,1- 0,5%) спостерігається загустіння портландцементних розчинів. Часто використовується разом з хромпіком (0,1- 0,3%) і бентонітовою глиною (10-15%). Як прискорювач використовується кальцинована і каустична соди. Гіпан з хромпіком використовується до 200°С
Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ)	t =75-160°С, поглинальні пласти, звичайні, а також полегшені розчини з додатком бентоніту, діатоміту, пемзи і шлакові розчини	0,5-2	КМЦ-350-до130°С КМЦ-500-до140°С КМЦ-600-до160°С Уповільнюється схоплення. Для шлакових цементів при високих температурах оптимальним є додаток 1,5% КМЦ і 15-20% бентоніту
Бентонітова глина	t <200°C, седиментаційна стабілізація цементних розчинів з грубодисперсними додатками, пласти, що поглинають	10-25	Водовіддача знижується до 4 разів і до 10 разів у поєднанні з 1% гіпану; уповільнює схоплення за низьких температур і прискорює за високих
КССБ	t =75-130°С, поглинальні пласти, загустіння розчину	1-2	Водовіддача знижується до 7 разів і до 20 разів у поєднанні з 0,1-0,2% ПАА+0,2% КССБ. Уповільнюється схоплення, збільшується пластшЬікашя
Нітролігнін	t <150°C, поглинальні пласти	0,1-1,5	Водовіддача знижується до 5 разів, уповільнює схоплення
Поліакриламід (ПАА)	t <100°C, поглинальні пласти	0,2-0,5	Водовіддача знижується в 10-40 разів. Уповільнюється схоплення, зменшується рухомість розчину

347

Продовження таблиці 2.94

Окзил	t <130°C, поглинальні пласти	0,1-3	Водовіддача знижується до 7 разів. Уповільнюється схоплення, відповідно зменшується гранична напруга зсуву. При сильному уповільненні схоплення використовуються прискорювачі
Полівініловий спирт (ПВС)	Г<75°С, поглинальні пласти	0,5-1,5	Водовіддача зменшується до 10-3 см³. Уповільнюється схоплення при верхніх межах дози
Поліфенол лісохімічний (ПФЛХ)	Те ж	0,1-1,5	Водовіддача знижується в 4-5 разів. Розріджується розчин. Уповільнюється схоплення
Метакриловий кополімер (метас)	t <60°C	0,2-2	Уповільнюється схоплення, зменшується рухомість розчину
Метилцелюлоза (МЦ)	Те ж	0,1-1	Водовіддача зменшується в 2,5-3 рази, уповільнює схоплення
К-4	Те ж	1-2	Водовіддача зменшується в десятки разів, уповільнює схоплення
Модифікований крохмаль	t <150°C	0,2-1,5	Водовіддача знижується, уповільнює схоплення
Відпрацьований розплав титанових хлоритів	t <100°C	5-15	Уповільнює схоплення за звичайних температур
Кополімер вінілового спирту з вінілацетатом (ПВС-ТР)	t<100°C	0,3-0,8	Знижує проникність
АІСІз	<120	1-5	Значно прискорює схоплення
FeCl₃	<120	1-5	Те ж
Залізний купорос FeS0₄	<200	3-15	Уповільнює схоплення портландцементів і прискорює схоплення шлакових цементів
Мідний купорос CuS0₄	<20О	1-8	Уповільнює схоплення
ZnCl₂	<200	1-6	Значно уповільнює схоплення
Цинковий купорос ZnS04	<200	1-6	Те ж

348

Таблиця 2.95 - Тампонажні суміші на мінеральній основі, оброблені понижувачами водовіддачі [168]

№ п/п	Вид цементу	В/Ц	Назва реагенту	Максимальна температура використання, °С	Екстремальне дозування, % від маси твердої фази	Кількість реагенту,%	Характеристика діяння реагенту
							Температура,°С	ВВ* вх ВВугв	Інші діяння
1.	ПЦ**	0,5	Гіпан		0-2	1	22	4,5	Загущує розчин, підвищує седиментаційну стійкість
2.	ПЦ	0,5	кмц		0-1,5	1	22	4	Підвищує седиментаційну стійкість
3.	ПЦ	0,5	К-4		0-2	2	22	100	Уповільнювач, пластифікатор
4.	ПЦ	0,5	КССБ		0-1	1	22	7	Уповільнювач
5.	ПЦ	0,5	Окзил		0-1	0,5	22	7
6.	ПЦ ПЦ ПЦ	0,5 0,5 0,5	Поліакрил-амід (ПАА)	100	0-0,3	0,15 0,2 0,3	22 22 22	17 23 35	Загущує розчин, уповільнювач. Ефективніше використання з борною кислотою
7.	ПЦ ПЦ	0,5 0,5	Полівініловий спирт (ПВС)	100	0-3	0,6 1,0	22 22	70 250	Поліпшує седиментаційну стійкість
8.	ПЦ	0,5	ССБ		0-1	1	22	3,5	Спінює, пластифікує
9.	ПЦ	0,5	СДБ		0-1	1	22	3,5	Пластифікує
10.	ПЦ	0,5	Сулькор		0-1	1	22	4,5	Пластифікатор. Уповільнювач тужавіння, зменшує проникність цементного каменю

Примітки: *ВВ - водовіддача у вхідному (ВВ_вх) і обробленому (BBутв станах; **ПЦ - портландцемент.

349

і неорганічних матеріалів, а також матеріалів, які здатні утримувати значну кількість води. Найефективнішими для цих цілей є реагенти-структуроутворювачі (наприклад, КМЦ, гіпан), матеріали типу пластмас з густиною, яка близька до 1000 кг/м³, і бентонітові глинопорошки, що добре утримують воду.

Для підвищення густини цементних розчинів використовують обваж-нювальні додатки (наприклад, барит, магнетит, гематит і інші) і кварцовий пісок. Збільшують густину цементних розчинів зі зниженням водо-цементного відношення з одночасним обробленням розчинів реагентами-пластифікаторами (наприклад, ССБ, ПФЛК і ін.), також одночасним введенням обважнювальних додатків.

Рекомендації щодо температурних умов використання понижувачів водовіддачі приведено в табл. 2.86, а щодо призначення дози - в табл. 2.94.

При використанні понижувача водовіддачі необхідно вибирати реагенти з максимальною величиною в'язкості 1% розчину. Реагенти-понижувачі вводяться в тампонажні розчини при цементуванні поглинальних пластів.

Тампонажні суміші з понижувачами водовіддачі охарактеризовано в табл. 2.95.

5. Піногасники - реагенти, які вводять в тампонажні розчини для гасіння піни: нейтралізований чорний контакт (НЧК), окислений петро-латум, соапсток, кальцієвий милонафт, флотореагенти, поліметилсилок-санові рідини.

Піногасники - це в більшості випадків розчини реагентів у дизельному пальному. При вирішенні питання щодо використання того чи іншого піногасника необхідно враховувати його можливу реакцію з тампонажними розчинами і вплив на властивості останнього. Наприклад, окислений петролатум у присутності солей кальцію коагулює, і для стабілізації в тампонажні розчини вводять кальциновану соду.

За вмісту хлориду натрію у воді замішування понад 10%, а карбонату натрію менше 1%, реагенти уповільнюють швидкість тужавіння та твердіння.

Введення хлоридів більше 2% чи сульфатів понад 6% викликає електрохімічну корозію труб. Для її гальмування рекомендується одночасно з хлоридами вводити водорозчинні нітрати, нітрити та хромати натрію, одночасно з сульфатами - вводити органічні інгібувальні додатки, наприклад уротропін, чи органічні електроліти. Слід врахувати, що більшість інгібіторів корозії є сильними прискорювачами схоплення і твердіння.

Умови використання їх приведено в табл. 2.86, а основні види і рекомендовані дози - в табл. 2.96.

Оптимальна кількість реагентів встановлюється експериментальним шляхом.

350

Таблиця 2.96 - Рекомендовані дози піногасників

Реагенти	Стандарт або технічні умови	Додаток реагенту,%	Примітка
Окислений парафін ОКП-50	ТУ 6-02-13-24-83	<2	-
Суспензія гуми СКС-30, АРМ-15(НС)	ТУ 38-10436-82	<0,5	-
Суспензія поліетилену (ПЕС)		<0,5	-
Синтетичні жирні кислоти (СЖК)	ГОСТ 23239-78	0,25-0,8	-
Соапсток		<0,5	-
Оксидат ВЖС	ТУ 39-08-125-77	<0,5	-
Кальцієвий милонафт	ГОСТ 13302-77	<1,0	-
Т-66	ТУ 38-103443-80	<5,0	Розчинний у воді
НЧК або КЧНР	ГОСТ 2263-79	<3,0	Теж
Сивушне масло (CM)	ОСТ 18-417-83	0,25-1,0	Те ж
Поліметилсилоксанова рідина: ПМС-200А ПМС-1000А	ОСТ 6-02-20-79	<0,1	-
ВМС-12 (МВФ)	ТУ 6-10-1951-84	<0,5	-
Жир тваринний технічний ЖТТ-50	ГОСТ 1045-73	<1,5	Ефективний за будь-якої мінералізації
Поліамід		<0,5	Теж
Стеарокс-6	ГОСТ 8980-75	<1,0	Найефективніший у прісних розчинах. Зі збільшенням мінералізації витрата стеарокса зростає
Окисленний петролатум (СМАД-1)	-	<1,0	У присутності солей кальцію коагулює. Необхідна стабілізація кальцинованою содою
Паста ВМС	-	<0,1	-

Механічну цінність і проникність одержаного цементного каменю регулюють введенням у розчин різних матеріалів і хімічних реагентів. За всіх температурних умов механічна міцність утвореного цементного каменю збільшується, а проникність зменшується в разі зниження водо-цементного відношення; таку ж дію за умов високих температур і тисків виявляє введення в цементний розчин кальцієвого піску.

Характеристика деяких хімічних реагентів -регуляторів властивостей розчинів Характеристику деяких реагентів -регуляторів властивостей тампонажних портландцементних і інших розчинів у зведеній формі подано в табл. 2.97.

351

Таблиця 2.Р7-Реагенти для приготування і регулювання властивостей тампонажних сумішей [168]

№ п/п	Назва реагенту	Нормативний документ	Тип, формула	Фізичний стан, гігроскопічність	Густина, 10кг/м⁴	Розчинність, г в 100 см води
№ п/п	Назва реагенту	Нормативний документ	Тип, формула	Фізичний стан, гігроскопічність	Густина, 10кг/м⁴	°С	к-сть, г
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Алкілрезорцинова епоксифенольна смола (АЕФС)	ТУ 3830-937-75	Синтетична смола	Темна, в'язка рідина	1,05	Нерозчинна
2.	Алюміній сірчанокислий (сірчанокислий глинозем)		Сіль A1₂(S0₄)₃	Білий порошок	2,71 1,124	0 100	32,1 89,0
3.	Алюміній хлористий		Сіль А1С1₃	Білий кристалічний	2,44	0 80	44,9 48,6
4.	Біхромат калію (хромпік)	ГОСТ 2652-78	Сіль K₂Cr₂0,	Оранжево-червоний кристалічний	2,67	0 100	4,7 102
5.	Біхромат натрію	ГОСТ 2651-78	Сіль Na₂Cr₂0₇	Червонуватий кристалічний	2,52	0 80	163 508
6.	Борна кислота	ГОСТ 9656-76	Кислота Н₂ВОз	Білий, кристалічний, безбарвний лусковатий	1,435 1,435	0 100	2,7 39,7
7.	Бура	ГОСТ 8429-77	CuibNa₂B₄O₇-10H₂O	Безбарвний кристалічний	1,705	10	1,6
8.	Винно-кам'яна кислота (ВКК.СВК)	ГОСТ 21205-75 ГОСТ 3885-73	Багатоосновна С„Н₆0₆	Білий порошок	1,76	20 100	139 343
9.	ВМС-12	ТУ 38-10755-80	Алкілсульфонати високомоле-кулярних спиртів	Бура паста		Необмежена
10.	Гексаметафосфат натрію (ГМФН)	МРТУ 6-09-745-63	Сіль (NaP0₃)₆	Безбарвний кристалічний гігроскопічний порошок	1,484	20	50
11.	Ппан (гідролізований поліакрилонітрил)	ТУ 6-01-166-74	Продукт омилення полінітрил-акрилової кислоти	Жовта в'язка рідина із запахом аміаку	10% концентрації у воді	Постачається у вигляді 10% розчину у воді
12.	Декстрин	ГОСТ 6034-74	Органічна речовина (С₆Ню05)_х	Безбарвний порошок	1,038	Необмежена
13.	Діетаноламін		Органічна речовина NH(CH₂CH₂OH)₂	Безбарвна рідина, гігроскопічна	1,099 (20°С)	Необмежена
14.	К-4		Продукт неповного омилення поліакрилонітрилу	В'язка рідина
15.	Калій хлористий		Сіль КС1	Безбарвний кристалічний порошок	1,98-1,99	20 100	34,2 56,2
16.	Кальцинована сода (вуглекислий натрій)	ГОСТ 84-76 ГОСТ 10689-75	Сіль Na₂C0₃	Білий кристалічний порошок	2,533	20	48

352

Продовження таблиці 2.97

1	2	3	4	5	6	/	8
17.	Кальцієвий милонафт	ГОСТ 13302-77	Лужна сіль нафтенових кислот -продукт взаємодії натрієвого милонафту з вапняною водою	Темно-бура паста		Нерозчинна (20% розчин в дизпальному - піногасник)
18.	Кальцій хлористий	ГОСТ 450-77	Сіль СаС1₂	Білий кристалічний або рідинний, гігроскопічний	2,512	20 100	74.5 159
19.	Карбамід (сечовина)	ГОСТ 6691-77	Органічна сполука NH₂CONH₂	Безколірний чи білий кристалічний, гранульований	1,335	5	78
20.	Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ)	ГОСТ 5578-76	Натрієва сіль целюлозо-гліконової кислоти	Білий чи жовтий порошок, волокниста маса, гігроскопічна	1,64	Необмежена
21.	Каустична сода (їдкий натр, гідроксид натрію)	ГОСТ 4328-77 ГОСТ 2263-79	Основа NaOH	Безбарвний, білий кристалічний (гранули) або рідинний, гігроскопічний	2,130	20	107
22.	Кістковий жир (ЖТТ)	ГОСТ 1045-73	Жир тваринний технічний	Жовта чи коричнева паста		Нерозчинний (20% розчин у дизпальному - піногасник)
23.	Конденсована сульфіт-спиртова барда (КССБ)	ТУ 39-094-75; ТУ-39-095-75	Лігносульфонат - продукт конденсації ССБ з формальдегідом і фенолом	Темно-бурий порошок або рідина	1,12	Необмежена
24.	Л-6, Л-7		Продукт гідролізу відходів харчової промисловості	Бура чи темно-коричнева рідина	1,25-1,45	Необмежена
25.	Натрій хлористий (кухонна сіль)	ГОСТ13830-68	Сіль NaCI	Безбарвний, кристалічний	2,165	10	35,7
26.	Нейтралізований чорний контакт (НЧК)	ТУ 38-3022-74	Продукт нейтралізації їдким натром чи аміаком нафтенових сульфокислот	Темно-бура рідина (30% водний розчин)		Необмежена (піногасник)
27.	Окзил	ТУ 84-229-71	Лігносульфонат	Зеленувато- чи темно-коричневий порошок або рідина (25%)	1,12-1,13	Необмежена
28.	Органоаеросили Діетиленглікольаеросил (АДЕГ) Бутилаеросил (БА) Метилаеросил (AM) Карбоксиаеросил (КОА)	ГОСТ 14922-77 ТУ 6-18-910-79 ТУ 6-18-159-78 ТУ 39-08-125-77, ТУ 6-18-185-74, ТУ 6-18-12-80		Тонкодисперсний порошок ″ ″ ″ ″
29.	Поліакриламід (ПАА)	ТУ 6-01-1049-76	Високомолекулярна сполука	Білий порошок (гранульований) чи в'язка рідина (гель 8% концентрації)	1,27 (порошок)	Необмежена

353

Продовження таблиці 2.97

1	2	3	4	5	6	7
31.	Поліетиленполіамін (ПЕПА)	ТУ 6-02-594-70	Органічна речовина	Жовта рідина (випаровується на повітрі)
32.	Поташ (карбонат калію)	ГОСТ 10690-73	Сіль К₂С0₃	Безбарвний кристалічний	2,428	0 20 100	105,5 111,6 156,7
33.	Рідке скло (силікат натрію)	ГОСТ 13078-81	Сіль Na₂Si0₂	Жовтувато-сіра в'язка рідина	1,32-1,60	Необмежена
34.	Сулькор		Відходи дубильно-екстрактного виробництва	Чорна грудкова маса, порошок виробництва		Необмежена
35.	Сульфіт-спиртова барда (ССБ)	OCT 81-79-74	Лігносульфонат, гідрофільна ПАР - побічний продукт переробки сульфітного щолоку на спирт	Темно-бурий порошок чи рідина	1,28(50% концентрації у воді)	Необмежена
36.	Сульфітно-дріжджова бражка (СДБ)	OCT 81-79-74	Лігносульфонат, гідрофільна ПАР, продукт переробки ССБ	Темно-бурий порошок чи рідина	1,28(50% концентрації у воді)	Необмежена
37.	Суніл (сульфований нітролігнін)	ТУ 05-01-66	Продукт сульфування нітролігніну солями H2SO4	Бурий порошок чи паста		Необмежена
38.	Технічний винний камінь (ТВК)		Кисла сіль КНС4ГІ4О6	Білий порошок	1,95	20	0,5
39.	Триетаноламін	ТУ 6-09-2448-72	Органічна речовина N(CH₂CH₂OH),	Безбарвна рідина, гігроскопічна		Необмежена
40.	ТСД-9, ТС-10	ТУ 38-10928-79	Синтетична смола на основі сланцевих фенолів	Темна в'язка рідина	1,16	Необмежена
41.	Флотомасло (фенольне масло)	ТУ 18-16-245-79	Фракція деревинної смоли	Темно-коричнева рідина (масляниста)		Нерозчинна (піногасник)
42.	Формалін	ГОСТ 1625-75	37-40% водний розчин формальдегіду	Прозора чи жовта рідина	1,07-1,11	Необмежена
43.	Хромат натрію		Сіль Na₂Cr0₄	Жовтий кристалічний	2,72	0 100	31,7 126,0

354

Реагенти, які є основним компонентом водоізолювальних сумішей, наприклад, гіпан, поліакриламід розглянуто далі у відповідних розділах Нижче подаємо дещо ширшу інформацію про регулятори властивостей розчинів.

Альфонол-79 (П-79) - 20% розчин у дизельному пальному синтетичних вищих жирних спиртів; вводять від 0,5 до 1,5% об'єму розчину за дією аналогічний реагенту ВМС-12, але менш ефективний за високого вмісту солей магнію та кальцію [200].

Борна кислота Н₃В0₃ - випускається у вигляді кристалічного порошку білого кольору; постачається в поліетиленових мішках, використовується як уповільнювач схоплювання тампонажних (цементних) розчинів на мінеральній основі за температур до 130°С, а в поєднанні з винною кислотою - до 220°С; зберігається за умов відсутності вологи [200]

Винна кислота С₄Н_б0₆ (ВК) - виготовляється з виннокам'яного вапна (виннокислого кальцію) - ВКК чи синтетичним шляхом - СВК-густина 1759 кг/м³; добре розчиняється у воді; випускається у вигляді білого порошку; постачається в багатошарових мішках чи барабанах- є дуже ефективним уповільнювачем схоплювання і твердіння тампонажних розчинів на мінеральній основі, у тому числі за високих температур-температурний діапазон використання 100-160°С, у поєднанні з борною кислотою - до 250°С, а з хромпіком - до 200°С [200].

ВМС-12 - розчин алкілсульфонатів високомолекулярних спиртів-випускається у вигляді пасти, використовується у вигляді 20% розчину в дизельному пальному; ефективний в тампонажних (цементних) розчинах будь-якої мінералізації, кращі результати одержуються внаслідок одночасного введення ВМС-12 та піноутворювача, аналогічний за дією реагенту альфонол-79; під час первинного оброблення вводять до 0 5% ВМС-12, під час наступних - 0,2-0,3 % [200].

Гексаметафосфат натрію (NaP0₃)₆ - одержується випаровуванням розчину мононатрієфосфату з наступним топленням- випускається у вигляді порошку білого кольору; постачається в мішках- використовується як понижувач в'язкості і граничної напруги зсуву- уповільнює схоплювання і твердіння тампонажних розчинів на мінеральній основі; використовується за температур тільки до 75°С оскільки за температур 80-100°С втрачає активність; зберігається за умов відсутності зволоження [200].

Гідроксид натрію NaOH (їдкий натр, каустична сода) ~ луг випускається як у твердому вигляді густиною 2020 кг/м³, так і у вигляді розчину; постачається в металевих барабанах, бочках і цистернах- використовується як прискорювач твердіння тампонажних (цементних) розчинів за температур вище 0°С [200].

355

Декстрин (С₆Н₁₀О₅)_х - продукт часткового розщеплення крохмалю та глікогену в результаті термічного оброблення, кислотного гідролізу чи ферментативного розкладання; порошок білого кольору (безбарвний); розчиняється у воді, ступінь розчинення 60-95% у залежності від сорту; відпускається в паперових чи льняно-джутових мішках; ефективний понижувач водовіддачі цементних розчинів; зберігається за умов відсутності зволоження; використовується за температур до 160°С [200].

К-4 - продукт неповного омилення поліакрилонітрилу, який містить азотистих груп більше, ніж гіпан, внаслідок чого розчини К-4 більш в'язкі, ніж розчини гіпану; ефективний понижувач водовіддачі, уповільнювач схоплювання цементних розчинів. Порівняно з гіпаном використовується рідше. Зберігати належить за умов, які виключають замерзання [200].

Кальцієвий милонафт - лужна сіль нафтенових кислот, одержується в результаті взаємодії натрієвого милонафту з вапняною водою і використовується як піногасник. Спосіб виготовлення: 1 частина милонафту + 1 частина солярового масла + 4 частини вапняного молока густиною 1120-1170 кг/м³. Одержаний від змішування вказаних компонентів осад кальцієвого милонафту промивають водою і змішують з дизельним пальним до однорідної маси. У тампонажні (цементні) розчини його вводять до 10% від маси піни [200].

Карбамід CO(NH₂)₂ {сечовина) - мінеральне добриво, яке випускається у вигляді гранул білого кольору; відпускається в поліетиленових мішках; використовується як прискорювач твердіння цементних розчинів за низьких плюсових температур, а в поєднанні з нітратом кальцію, хлоридом кальцію та нітрит-нітрат-хлоридом кальцію - за мінусових температур; зберігати необхідно за умов відсутності зволоження, не викликає корозії труб; за температур понад 50°С діє як уповільнювач схоплювання розчину [200].

Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ) - натрієва сіль целюлозогліконової кислоти; одержують КМЦ діянням на лужну целюлозу монохлороцтовою кислотою; відпускається в паперових мішках у вигляді сухого порошку жовтуватого кольору густиною 1700 кг/м³; добре розчиняється у воді до 10%, відтак розчинення погіршується, але розчинність повна; ефективний і найпоширеніший понижувач водовіддачі і уповільнювач схоплювання та твердіння тампонажних (цементних) розчинів, знижує граничну напругу зсуву; введення її не зменшує в'язкості, часто навіть підвищує; із збільшенням відносної молекулярної маси ефективність КМЦ збільшується; найбільш ефективна КМЦ-600; температурний діапазон використання -75-130°С; а з хромпіком - до 150-160°С; гігроскопічна, зберігати необхідно за умов відсутності зволоження [200].

Карбонати натрію та калію (сода кальцинована Na₂C0₃ і поташ К₂С0₃) - солі, які випускаються у вигляді білих кристалічних порошків;

постачаються в паперових багатошарових мішках; найчастіше використовувані прискорювачі схоплювання та твердіння цементних розчинів, а вуглекислий калій також використовується як антифриз; використовуються за температур від -40 до +150°С, зберігати належить за умов відсутності зволоження [200].

Кістковий жир (ЖТТ) - жир тваринний технічний; використовується як піногасник цементних розчинів у вигляді 20% розчину в дизельному пальному; постачається в бочках; у воду замішування додається 0,5-1,0% її об'єму; вводиться разом із спінювальним реагентом.

Кістково-дріжджова бражка (КДБ) - відходи спиртового виробництва з харчових продуктів; являє собою 50% розчин бурого кольору; відпускається в цистернах; уповільнювач схоплювання та твердіння тампонажних (цементних) розчинів, особливо гіпсоглиноземистих; використовується за низьких плюсових та нормальних температур; характеризується пластифікувальним діянням [200].

Конденсована сульфіт-спиртова барда (КССБ), яка відноситься до технічних лігносульфонатів, - продукт конденсації сульфіт-спиртової барди (ССБ) з формальдегідом та фенолом у кислому середовищі з наступною нейтралізацією їдким натром до рН = 6-7; випускається підприємствами целюлозно-паперової промисловості трьох марок: КССБ-2, КССБ-3, КССБ-4 відповідно для мало-, середньо- та сильномінералізо-ваних розчинів у вигляді порошку чи рідини; постачається у паперових мішках чи бочках; активно знижує водовіддачу тампонажних (цементних) розчинів, уповільнює їх твердіння та схоплювання; використовується в діапазоні температур до 200°С; під час приготування розчинів піниться; зберігати слід за умов, які виключають надходження вологи [200].

Кремнієорганічні рідини (ГКР-10 та ГКР-11) - водоспиртові розчини етил- (ГКР-10) чи метилсиліконату натрію (ГКР-11) із вмістом основної речовини 30±5% (ТУ 6-02-696-76); відпускаються в металевій тарі, в якій вони і повинні зберігатися за температури від 0 до 30°С; гарантійний термін зберігання 6 місяців; використовуються як пластифікатор цементного розчину; прискорюють твердіння і схоплювання [200].

Крохмаль модифікований (МК) - крохмаль, оброблений алюмокалієвим галуном та содою; випускається у вигляді лускатого продукту білого чи кремового кольору, вологістю 8-12%; постачається у паперових багатошарових мішках, ефективний понижувач водовіддачі тампонажних (цементних) розчинів; добре розчиняється у воді, особливо в гарячій; зберігати належить за умов, які виключають зволоження [200].

Лакріс-20 - натріємоноетаноламінна сіль кополімеру метакрилової кислоти з метилметакрилатом; порошкоподібний високотемпературний

357

(термостійкий до 300°С) уповільнювач схоплювання тампонажних розчинів [137].

Малеїновий ангідрид (МА) - випускається у вигляді порошку білого кольору; постачається в поліетиленових мішках, вкладених у паперові, або в барабанах; уповільнювач схоплювання та твердіння тампонажних (цементних) розчинів за високих температур; часто використовується разом з сільфіт-дріжджевою бражкою (СДБ); зберігається за умов, які виключають зволоження [200].

Меляса (маляс) - відходи виробництва цукру; за невеликих доз (менше 1%) діє як прискорювач; за великих дозувань - як уповільнювач тужавіння цементних розчинів; являє собою рідину бурого кольору; випускається для корму худобі, тому є дефіцитним; постачається в цистернах; використовується за плюсових температур; володіє пластифі-кувальною дією; не викликає корозії [200].

Метакриловий кополімер (метас) - кополімер метакрилової кислоти та метакриламіду; випускається у вигляді порошку чи гранул білого або жовтувато-сірого кольору з вологістю до 40%; постачається в паперових мішках чи барабанах; ефективний понижувач водовіддачі та уповільнювач схоплювання тампонажних (цементних) розчинів за температур до 250°С; ефективний за будь-якого вмісту хлоридів у розчині; використовується у вигляді 7-10% воднолужного розчину; зберігати належить за умов, які виключають зволоження [200].

Його використовують (в обмежених масштабах) як основний компонент у водоізолювальному складі [174]. У лабораторних умовах проявив себе як ефективний водоізоляційний матеріал, а в промислових умовах його показники виявилися низькими, що пояснюється незадовільними структурно-механічними властивостями утвореного закупорювального матеріалу, слабкою здатністю структурування (див. нижче).

Характеристика товарного реагенту

Склад %

матакрилової кислоти СН₂=С(СН₃)СООН Близько 55

метакриламіду Близько 45

Зовнішній вигляд Білий кристалічний порошок

Молекулярна маса 2-10⁶

Розчинність:

у нейтральних кислотних середовищах Обмежена

в 1 -2% розчинах їдкого натру Добра

Динамічний коефіцієнт в'язкості в дистильованій воді

за концентрації 0,2-0,6%, мПа с 5-15

Вологість,% 40-65 Форма по стачання У крафт-мішках масою 20-25 кг

Умови зберігання Під навісом

358

Наявність метильних груп у складі молекулярного ланцюга надає розчинам реагенту підвищену гідрофобізувальну здатність, структури-зована маса внаслідок цього набухає в меншій мірі, ніж у реагентів на акриловій основі. Це зумовило низьку ефективність метасу в промислових умовах, хоч у лабораторних умовах він показав себе як ефективний водоізолювальний реагент (ТУ 6-01-125-67). Його використовують як знижувач водовіддачі в бурінні і рекомендують для полімерного заводнення пластів.

Метилцелюлоза (МЦ) - нейоногенний полімер; відрізняється від КМЦ тим, що замість карбоксильної групи містить метоксил; одержується обробленням алкілцелюлози диметилсульфатом чи хлористим метилом; у воді розчиняється повільно, краще в розчинах лугів; у холодній воді розчиняється така МЦ, яка містить від 13 до 33% метоксильних груп, у гарячій - низькомолекулярна; ефективний понижувач водовіддачі тампонажних (цементних) розчинів; трохи уповільнює тужавіння; випускається у вигляді порошку в мішках та барабанах; зберігати необхідно за умов, які виключають зволоження; використовується за температур 0-100°С [200].

Милонафт - натрієві солі нерозчинних у воді органічних кислот; повинен відповідати вимогам ГОСТ 13302-77 „Кислоти нафтові"; випускається нафтопереробними підприємствами у вигляді пастоподібного продукту із вмістом сухої речовини не менше 70%, постачається в металевих чи дерев'яних бочках; повинен зберігатися в закритих складських приміщеннях; використовується як пластифікатор цементних розчинів за температур до 100°С [200].

НГВ-1 - кальцієво-натрієві мила синтетичних жирних кислот (СЖК); розчиняються в дизельному пальному 1:10, добре гасять піну в прісних розчинах, гірше в мінералізованих (поступається поліакриламіду, стеарату алюмінію); за температури 45°С втрачають піногасні властивості [200].

Нейтралізований чорний контакт (НЧК) або контакт чорний нейтралізований рафінований (КЧНР) - продукт нейтралізації їдким натром (НЧК натрієвий) чи аміаком (НЧК амонієвий) нафтенових сульфокислот; випускається у вигляді 30% водного розчину темно-бурого кольору; постачається в залізничних цистернах; піногасник; помірно пластифікує цементні розчини і уповільнює їх схоплювання; під час приготування тампонажних розчинів з амонієвим НЧК виділяється аміак, який унеможливлює виконання робіт у закритих приміщеннях без вентиляції; зберігається в умовах, які виключають замерзання [200].

Нітрат кальцію Ca(N0₃)₂ - сіль, яка виготовляється у вигляді продуктів, котрі складаються з безбарвних розчинних у воді кристалів складу Са(КОз)₂-4Н₂0, які розпливаються на повітрі, і різних домішок; постачається в барабанах і мішках у розфасованому вигляді, зберігається в

359

сухому закритому складі; використовується як прискорювач тужавіння цементних розчинів, антифриз, а також інгібітор [200].

Нітрат кальцію з сечовиною (НК+С) - випускається у твердому вигляді і у вигляді розчину; постачається в барабанах, цистернах і бочках; використовується як прискорювач схоплювання та твердіння цементних розчинів за від'ємних та низьких плюсових температур; не викликає корозії труб та арматури; зберігається в умовах, які виключають замерзання [200].

Нітрит натрію NaN0₂ - кристали білого кольору з жовтуватим відтінком; виготовляється у вигляді твердого чи рідинного (вміст NaN0₂близько 28%) продуктів (ГОСТ 19906-74, СТУ 302-64, ВТУ АУ-152-62); постачається в дерев'яних бочках чи ящиках, фанерних барабанах чи паперових мішках, а також у залізничних цистернах; твердий продукт належить зберігати в умовах, які виключають його зволоження, а рідинний - у металевих ємностях, захищених від потрапляння атмосферних осадів, за температури розчину не нижче точки його замерзання; отруйний, дефіцитний [200].

Нітрит-нітрат кальцію (ННК) - суміш нітриту [Ca(N0₂)₂] та нітрату [Ca(N0₃)₂] кальцію, яка одержується обробленням окислів азоту, що відходять під час виробництва азотної кислоти гідроокисом кальцію; виготовляється у вигляді пастоподібного чи рідинного продукту і відпускається в металевих або дерев'яних бочках, а також у залізничних цистернах; зберігається в металевих ємностях з нелегованої сталі без спеціального захисту, а також у дерев'яних чи бетонних ємностях; прискорювач схоплювання та твердіння цементних розчинів в основному за температур від -10 до +50°С [200].

Нітрит-нітрат-сульфат натрію (ННСН) - відходи виробництва нітратів; випускається у виді розчину; постачається в цистернах та бочках, ефективний прискорювач схоплювання та твердіння цементних розчинів за температур від -10 до +20°С, за від'ємних температур виконує роль антифризу; зберігається в умовах, які виключають замерзання [200].

Нітрит-нітрат-хлорид кальцію (ННХК) - продукт, який одержують змішуванням нітрит-нітрату кальцію (ННК) з хлоридом кальцію (ХК) (ГОСТ 450-77); виготовляється ННХК у вигляді пастоподібного чи рідинного продукту і постачається в металевих чи дерев'яних бочках, а також у залізничних цистернах; зберігається в металевих ємностях з нелегованої сталі без спеціального захисту, а також у дерев'яних чи бетонних ємностях; сильний прискорювач схоплювання та твердіння цементних розчинів; не викликає корозії труб та арматури; використовується за температур від -20 до +50°С [200].

Нітрит-нітрат-хлорид кальцію в поєднанні з сечовиною (ННХК+ С) - за властивостями подібний до нітрату кальцію з сечовиною (НК+С);

360

характеризується сильнішим прискорювальним діянням на цементний розчин [200].

Окзил - лігносульфонатний реагент, продукт окислення сільфіт-спиртової барди (ССБ) хромпіком у кислому середовищі; постачається підприємствами целюлозно-паперової промисловості в паперових мішках чи металевій тарі у вигляді сипкого однорідного порошку зеленувато-коричневого кольору чи у вигляді темно-коричневої рідини густиною 1120-1140 кг/м³ з вмістом сухої речовини 25% (рН = 3-5); ефективний понижувач в'язкості та граничної напруги зсуву тампонажних (цементних) розчинів; знижує їх водовіддачу; високотоксичний, містить надзвичайно небезпечну в екологічному аспекті речовину - хромати.

Основна умова успішного використання реагенту - рН = 8-10; добре поєднується з усіма відомими реагентами; використовується за температур 20-200°С; зберігати належить в умовах, які виключають потрапляння вологи [200].

Окислений парафін (ОКП-50) - ефективний піногасник цементних розчинів з додаванням сульфіт-дріжджової бражки (СДБ) та конденсованої сульфіт-спиртової барди (КССБ), реагент гасить піну будь-якої соленості, використовують у вигляді розчину в дизельному пальному 1:1; з вмістом хлористого кальцію ефективність різко зменшується; являє собою рідину бурого кольору; постачається в цистернах; вводиться разом з піноутворювачем (КССБ) [200].

Оксидат ВЖС- аналогічний окисленому парафіну. Добре гасить піну в хлоркальцієвих розчинах; постачається в цистернах та бочках [200].

Омилений деревинний пек (ЦНІПС-1) - продукт, що одержується омиленням деревинного пеку лугом; виготовляється лісохімічними підприємствами у вигляді пастоподібного продукту (ТУ 13-05-02-83) і постачається в паперових пакетах чи мішках; зберігається в накритому приміщенні; гарантійний термін зберігання 4 міс; пластифікатор цементного розчину; під час приготування розчину сильно піниться; використовується за нормальних температур [200].

ПАД-3 - триетаноламонієва сіль алкіларилнітрокарбонової кислоти; уповільнювач схоплювання та твердіння гіпсосульфоалюмінатних розчинів; відносна молекулярна маса біля 550 [200].

Паста ВМС - піногасник на основі синтетичних жирних спиртів; добре розчинна у воді, вуглеводнях; ефективна за низьких та високих температур в розчинах будь-якої мінералізації; вводиться до 0,1%; постачається у бочках хімзаводами [200].

Пластифікатор адипіновий (ПАЩ) - випускається хімкомбінатами у вигляді рідини бурого кольору; відпускається в цистернах чи в тарі споживача; пластифікатор цементних розчинів; гальмувальної дії на

гідратацію майже не виявляє; зберігається в умовах, які виключають замерзання [200].

Пластифікатор ВЛХК - продукт омилення лугом розчинної смоли зі стічних вод; виготовляється лісохімічними комбінатами (Ветлужським лісохімічним комбінатом - ВЛХК) у вигляді пастоподібного продукту (ТУ 13-4000177-46-83, ТУ 13-4000177-128-84) і постачається в металевих бочках чи залізничних цистернах; зберігається в закритій тарі в складському приміщенні; використовується як пластифікатор цементних розчинів за температур до 100°С; під час приготування розчину піниться [200].

Поліамід - відходи виробництва синтетичних жирних кислот (СЖК); використовується у вигляді розчину в дизельному пальному 1:10; ефективно гасить піни в розчинах будь-якої мінералізації; випускається заводами миючих засобів; постачається у бочках та цистернах [200].

Поліметилсилоксанові рідини (ПМС-1000А чи ПМС-200А) - використовуються як піногасники в складі емульсії (мас. ч.):

ПМС-ЮООАчи Глиниста суспензія 110-115

ПМС-200А 1 Вода 10-15

Мило натрієве 0,3-0,5 Густина, кг/м³ 1120-1160

ПМС-1000А і ПМС-200А відпускаються в металевих бочках; у тампонажні розчини вводиться 0,1 маси піноутворювача перед введенням піноутворювача у вигляді емульсії складу: 7,5 кг 60%-ного господарського мила, 80 л глинистого розчину густиною 1180 кг/м³, 13 л ПМС, вода до 1500 л [200].

Поліфенол лісохімічний (ПФЛХ) - продукт формальдегідної конденсації поліфенолів розчинних смол термолізу деревини; випускається у вигляді твердого продукту темно-коричневого кольору; постачається в багатошарових паперових мішках чи металевій тарі; ефективний понижувач в'язкості та граничної напруги зсуву; уповільнює схоплювання і твердіння цементного розчину; добре розчиняється у воді; використовується у вигляді 10% водного чи воднолужного розчину; під час приготування утворює піну; використовується за температур до 100°С; дія ПФЛС на цементні розчини аналогічна ССБ, але, на відміну від останньої, в меншій мірі викликає ціноутворення; зберігати належить в умовах, які виключають попадання вологи в закритих приміщеннях [137,200].

Реагент Л-6 - складна суміш різних оксикислот (щавлевої, триок-сиглутарової та інш.) і їх солей; отримується гідролізним шляхом із пентозанів, які містяться в кукурудзяних качанах у кількості 27-29% у перерахунку на суху речовину; термостійкий до 170°С; уповільнювач схоплювання (1,5-2,0% від маси цементу) [137].

Реагент Л-7 - продукт глибокого гідролізу целюлози (глюкозний гідролізат концентрують шляхом упарювання до 50% сиропу, обробляють

362

азотною кислотою за співвідношення глюкози і азотної кислоти 1:2,3, отриману масу нейтралізують їдким натром до рН = 3-4); порівняно дорогий; його отримання пов'язано із забрудненням довкілля внаслідок виділення значної кількості окислів азоту; ефективно уповільнює схоплювання тампонажних розчинів при температурі до 250°С; поряд із уповільнюванням схоплювання виявляє значну пластифікувальну дію на тампонажні розчини і сприяє підвищенню механічної міцності цементного каменю [137].

Реагент Л-9 - густа рідина густиною 1350-1450 кг/м³, яка містить 20-40% активних речовин - суміші глюконової і сахарної кислоти, їх натрі-йових солей і біхромату натрію; ефективний уповільнювач схоплювання, який за своєю дією подібний реагенту Л-7, але не має його недоліків [137].

Реагенти АГ-2, АГ-3 - продукти, аналогічні за дією НГВ-1.

Рідке скло (силікат натрію чи калію) Na₂Si0₃, K₂Si0₃ - випускається (ГОСТ 13078-81) у вигляді в'язкої рідини від світло-жовтого до жовто-коричневого кольору густиною 1300-1800 кг/м³; прискорювач тужавіння і твердіння тампонажних (цементних) розчинів; у разі додавання 3-5% істотно збільшує в'язкість та граничну напругу зсуву, дуже підвищує рН розчину (до 12 і вище); відпускається в бочках і цистернах; зберігати належить у закритих ємностях, оскільки на відкритому повітрі розкладається. Може відвантажуватися у твердому вигляді, навалом у вигляді силікат-глиби чи гранул. У цьому випадку для розчинення необхідно нагрівати з водою в автоклавах [200].

Отримують його в процесі плавлення кварцового піску (діоксиду кремнію Si0₂) з кальцинованою содою Na₂C0₃ чи з каустичною содою NaOH. Характерні взаємозалежні параметри реагенту - це в'язкість і модуль (відношення Si0₃/Na₂O).

Фізико-хімічна характеристика реагенту:

Форма використання Водний розчин

Водний розчин В'язка рідина

Колір водного розчину Світло-жовтий, жовтувато-коричневий, сірий

Модуль 2,4-3,0

Густина, кг/м³ 1360-1500

Отверджувач Соляна кислота

Під діянням соляної кислоти розчин силікату натрію з гелевого стану переходить в нерозчинний кремнезоль. Реагент може використовуватися в композиції з поліакриламідом.

Сивушне масло (CM) - відходи рафінування етилового спирту; розчинне у воді та органічних розчинниках; найбільш ефективне в суміші з дизельним пальним за співвідношення 1:1; за високої мінералізації та температури ефективність падає; постачається в герметично закритих боч-

363

ках і цистернах; недопустиме наливання в ємності з-під нафтопродуктів; токсичне, летке [200].

Синтан ПЛ - синтетичний танін, дубитель - продукт конденсації полімерів пірокатехінового ряду з формальдегідом, пептизований сульфіт-дріжджевою бражкою (СДБ), за дією подібний до синтану-5 [200].

Синтан-5 - синтетичний танін, дубитель; продукт конденсації фенолів з формальдегідом; випускається у вигляді твердої речовини темного кольору; постачається в мішках чи металевій тарі; за дією подібний до синтану ПЛ і до лісохімічного поліфенолу (ПФЛХ); зберігати належить в умовах, які виключають попадання вологи [200].

Синтетичний поверхнево-активний додаток (СПД) - водний розчин суміші натрієвих солей вищих жирних та алкілнафтенових кислот, водорозчинних кислот та речовин, які не омилюються, з вмістом сухих речовин не менше 40%; повинен відповідати вимогам ТУ 13-4000177-128-84 „Синтетичний поверхнево-активний додаток СПД до бетонів та будівельних розчинів"; виготовляється нафтопереробними заводами і постачається в залізничних цистернах; повинен зберігатися в ємностях, захищенних від попадання осадів, за температури не нижче точки земерзання продукту; гарантійний термін зберігання 2 роки; використовується як пластифікатор цементних розчинів; під час приготування розчину піниться; використовується за температур до 100°С [200].

Синтетичні жирні кислоти (СЖК) - органічні кислоти; для повного гасіння піни в тампонажних (цементних) розчинах вводиться більше 0,25% СЖК; використовують у вигляді розчину в дизельному пальному 1:2 чи 1:3; ефективні за рН не менше 7,5; найбільш ефективні фракції С₂₀і вище (кубові залишки); постачається в бочках [200].

Скруберний конденсат - відходи масляного (оливного) виробництва; використовується як піногасник в тампонажних розчинах, які містять великий процент гіпсу, а також як емульсія такого складу: скруберного конденсату - 10 ч., вапна 3-4 ч. та дизельного пального 85-86 ч.; постачається в бочках [200].

Соапсток - відходи переробки рослинної олії, які містять 41% жирних кислот і 50% нейтральних речовин; випускається у вигляді в'язкої пасти темно-бурого кольору; постачається в бочках; у воді нерозчинний, розчиняється в нафтопродуктах, утворює стійку емульсію з водою; 10% розчин кислого соапстоку в дизельному пальному - ефективний піногасник; рецепт піногасника: 15% соапстоку + 15% вапняного розчину (густиною 1120-1170 кг/м³) + 70% дизельного пального; у розчинах з високою мінералізацією і за високої температури дія реагенту погіршується; вводиться разом із спінювальним реагентом; ефект піногасіння підсилюється додаванням графіту [200].

364

Стеарат алюмінію - ефективний піногасник як у прісних, так і в мінералізованих розчинах; використовується у вигляді розчинів у дизельному пальному 1:10 [200].

Стеарокс-6 - оксиетильована ПАР, використовується у вигляді розчину в дизельному пальному 1:10; добре гасить піну в прісних розчинах, гірше - в мінералізованих; являє собою рідину чи пасту світло-коричневого кольору; випускається в бочках [200].

Сульфат калію K₂S0₄ (сірчанокислий калій) - безбарвні прозорі кристали, розчинні у воді; повинен відповідати вимогам ГОСТ 4145-74 „Калій сірчанокислий"; виготовляється підприємствами хімічної промисловості; відпускається в залізничних вагонах; зберігається в складських приміщеннях; постачається в мішках і навалом; як і сульфат натрію, використовується як прискорювач твердіння тампонажних розчинів [200].

Сульфат натрію Na₂S0₄ (сірчанокислий натрій) - нейтральна безводна натрієва сіль сірчаної кислоти; повинен задовольняти вимогам ГОСТ 6318-77 „Натрій сірчанокислий (сульфат натрію)"; виготовляється підприємствами хімічної і нафтопереробної промисловості у вигляді порошкоподібного чи гранульованого продукту і відпускається в розфасованому вигляді; зберігається в закритих складських приміщеннях, захищених від попадання вологи; постачається навалом і в мішках; використовується як прискорювач тужавіння тампонажних розчинів за температур вище 0°С [200].

Сульфітно-дріжджова бражка (СДБ) - продукт переробки суль-фіт-спиртової барди (ССБ), який виготовляється у вигляді концентратів бражки рідинних (КБР) та твердих (КБТ) із вмістом сухих речовин відповідно не менше 50 і 76%; концентрати повинні відповідати вимогам ОСТ 13-183-83 „Лігносульфонати технічні". КБР постачається в залізничних цистернах і зберігається в умовах, які виключають зволоження; КБТ відпускається в паперових мішках, які належить зберігати в закритих провітрюваних приміщеннях, розташовуючи мішки в один ряд по вертикалі, зав'язаним вузлом уверх; найбільш поширений пластифікатор та уповільнювач схоплювання тампонажних розчинів, використовується до температур 130°С [200].

Сульфіт-спиртова барда (ССБ) - див. сульфітно-дріжджова бражка (СДБ).

Сульфований нітролігнін (суніл) - готується сульфуванням нітро-лігніну солями сірчистої (сульфітної) кислоти; випускається в рідинному та пластоподібному вигляді, постачається в металевих бочках та барабанах; добре розчиняється у воді; ефективний понижувач в'язкості та граничної напруги зсуву тампонажних розчинів; використовується у вигляді 10% розчину з рН = 7, за температур до 120°С; уповільнювач схоп-

365

лювання та твердіння розчинів; під час зберігання належить захищати від замерзання [200].

Суперпластифікатор 10-03 - різновид суперпластифікатора С-3 на основі меламіноформальдегідних смол; випускається у вигляді бурої рідини; постачається в бочках, дуже сильний пластифікатор цементних розчинів; зберігається в умовах, де температура вище температури замерзання пластифікатора; гальмівної дії на гідратацію не виявляє.

Суперпластифікатор С-3 - продукт конденсації нафталіноксисуль-фокислоти з формальдегідом; ступінь полімеризації 2-Ю; випускається у вигляді 30% бурої рідини чи дрібного легкорозчинного у воді порошку жовтого кольору; відпускається в бочках чи мішках; дуже сильний пластифікатор цементних розчинів; зберігається в умовах, які виключають замерзання чи зволоження; гальмівної дії на гідратаційні процеси не виявляє [200].

Суспензія гуми СКС-30, АГМ-15 (ГС) - суміш порошкоподібної гуми і дизельного пального у співвідношенні 1:10; після змішування з пальним необхідно витримати для набухання (24 год. і більше); найбільш ефективна в хлоркальцієвих розчинах, із збільшенням мінералізації ефективність зростає; порошок гуми виготовляється шиноремонтними підприємствами і відпускається в мішках; малоефективна в нафтоемульсій-них розчинах, особливо насичених сіллю [200].

Суспензія поліетилену (ПЕС) - суміш порошку поліетилену і дизельного пального у співвідношенні 1:10; ефективність вища, ніж суспензії гуми (ГС); використовують аналогічно ГС; гасить будь-які піни; порошок поліетилену відпускається в мішках [200].

Т-66 - рідина густиною 1010-1070 кг/м³; флотореагент; побічний продукт виробництва діметилдіоксану під час одержання ізопрену; добре розчиняється у воді й в органічних розчинниках; ефективна за високих температур до 400°С і тиску до 100 МПа; замерзає за температур нижче -25°С; знижує водовіддачу тампонажних розчинів; гасить будь-які піни; для роботи з Т-66 необхідні захисні окуляри та спецодяг; вогненебезпечна; випускається в бочках і цистернах заводами ізопренового каучуку [200].

Трилон Б - двонатрієва сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти; уповільнювач схоплювання, за характером уповільнення наближається до винно-кам'яної кислоти (ВКК), хоч і уступає останній в ефективності дії; стабільний, підвищує міцність каменю [137].

Триоксиглутарова кислота (ТОГК) - високофективний уповільнювач схоплювання тампонажних розчинів за високих температур (до 220°С); отримують окисленням речовин, які містять пентозні сахари (ксилозу, арабінозу, ліксозу), наприклад бавовняного лушпиння, деревини листяних порід, кукурудзяних качанів; є ефективнішою, ніж суміш винно-

366

кам'яної і борної кислот; випускається у вигляді порошку білого чи жовтуватого кольору; відпускається в мішках; зберігається в умовах, де виключається зволоження [137, 200].

Ферохромлігносульфонат (ФХЛС) - продукт оброблення технічних лігносульфонатів (СДБ) хроматами; випускається у вигляді порошку білого кольору; постачається в мішках; ефективний уповільнювач схоплювання, особливо за високих температур, знижує водовіддачу, зменшує в'язкість і граничну напругу зсуву розчинів; зберігати належить в умовах, де виключається зволоження [200]; токсичний і екологічно небезпечний, так як містить хромати; практично не сумісний з КМЦ (найпоширенішим регулятором фільтрації).

Флотомасло (фенольне масло) - одержується під час розгонки деревинної смоли; являє собою маслянисту рідину темно-коричневого кольору, характеризується гострим специфічним (фенольним) запахом; у воді нерозчинне, добре розчиняється в дизельному пальному; використовується як піногасник, вводиться 2-3% об'єму води замішування без попередньої підготовки.

Фосфонові комплексони — оксиетилидендифосфонова кислота (ОЕДФ - ТУ 6-02-13-13-81), нітрилотриметилфосфонова кислота (НТФ - ТУ 6-09-20-1-79); у сухому вигляді являють собою білі порошкоподібні речовини, які упаковують у поліетиленові мішки масою 20-25 кг, у рідинному вигляді - рідини від світло- до темно-коричневого кольору , які містять близько 30% активної речовини; добре розчинні у воді, мало токсичні, негорючі, вибухобезпечні; термостійкі до 250°С; транспортуються в бочках по 30 кг.

Хлорид кальцію СаС1₂ {хлористий кальцій) - виготовляється на підприємствах хімічної промисловості у вигляді зневодненого (СаС1₂), топленого (СаС1₂-2Н₂0), лускатого і рідинного (вміст рідинної речовини біля 31%) продукту; повинен відповідати вимогам ГОСТ 450-77 „Кальцій хлористий технічний"; зневоднений хлорид кальцію відпускається в металевих барабанах чи багатооборотній тарі з герметичною покришкою, топлений - у металевих барабанах, лускатий - у поліетиленових мішках, рідинний - у бочках чи залізничних цистернах; тверді продукти можуть постачатися також у паперових мішках; у вигляді твердого продукту він повинен зберігатися за умов відсутності його зволоження, а у вигляді рідини - в ємності, захищеній від попадання осадів, не допускаючи замерзання розчину; найсильніший прискорювач тужавіння і твердіння мінеральних в'яжучих; використовується за температур від -30 до +100°С[200].

Хлорид натрію NaCl (хлористий натрій, кухонна сіль) - кристалічний продукт (ГОСТ 13830-84 або ТУ 113-13-14-82), який виготовля-

367

ється підприємствами харчової та хімічної промисловості і постачається в розфасованому вигляді, а також навалом і повинен зберігатися за умов, які виключають зволоження; використовується як прискорювач тужавіння цементних розчинів, а також як антифриз [200].

Хромати (монохромати і біхромати калію та натрію) - випускаються в кристалічному вигляді, гранульованому безводному, гранульованому водному (Na₂Cr₂O2H₂0) та топленому виглядах; постачаються у вигляді порошків оранжевого кольору в барабанах, мішках, рідше - навалом; використовуються для розрідження та уповільнення схоплювання тампонажних розчинів за високих температур; найчастіше використовується в дуже малих кількостях (0,01-0,05%) у поєднанні з СДБ, гіпаном, КМЦ, нітролігніном, ПФЛХ та ін.; використовуються за температур вище 120°С [200].

Приготування розчинів заданого складу

Склад розчинів виражають концентрацією або часткою розчиненої речовини. Концентрація - це вміст розчиненої речовини в одиниці маси або об'єму розчину.

Міжнародною системою одиниць (СІ) передбачено дві одиниці вимірювання концентрації: а) масова концентрація С_м ₀, яка виражає вміст маси розчиненої речовини (компонента) в одиниці об'єму розчину (системи), кг/м³, б) молярна концентрація С, яка виражає вміст молей розчиненої речовини (компонента) в одиниці об'єму розчину (системи), моль/м³ [200].

Широко застосовуються позасистемні способи та одиниці вираження складу розчинів: масова частка С_м, яка являє собою відношення маси розчиненої речовини (компонента) до маси розчину (системи), що виражається безрозмірною величиною чи в % (масова часткова концентрація), і об'ємна частка С₀ - відношення об'єму розчиненої речовини (компонента) до об'єму розчину (системи) (об'ємна часткова концентрація). Стандарт СТ СЕВ 1052-78 допускає вираження масової концентрації розчинів у г/л [200].

Співвідношення концентрацій С_мо і С_м таке:

С_мо =10 р₀С_м, (2.13)

де С_мо виражено в кг/м³ (або г/л); С_м - в %; р_о - густина розчину, кг/м³.

Розчинність речовини в розчиннику описується формулами:

х_св=С_м а/100; Ь = а-х_СЛ, (2.14)

де х_св - маса речовини, яка необхідна для приготування заданої маси розчину а необхідного складу з масовою часткою С_м; b - необхідна маса розчинника.

Під час розчинення кристалогідрату у воді необхідно враховувати, що кристалізаційна вода, яка міститься в ньому, розбавляє розчин.

368

Задача 2.1. Приготувати 5л 6% розчину кальцинованої соди з розрахунку на безводну сіль (Na₂C0₃) і кристалогідрат (Na₂C0₃- 10H₂O) [341 ].

Розе'язування. 1. Визначаємо масу розчину (густина 6% розчину

2. Розраховуємо необхідну кількість х безводної солі із співвідношення, вра ховуючи, що 6% розчин - це такий розчин, у 100 г якого міститься 6 г солі і 94 г води:

100 г розчину - 6 г солі

5305 г розчину - х г солі,

тобто

3. Розраховуємо необхідну кількість води для розчинення безводної солі

Vi =5,305-0,3183=4,9867 кг.

4. Визначаємо відносну молекулярну масу кристалогідрату Na₂C0₃ 10H₂O як суму відносних атомних мас складових:

5. Оскільки кристалізаційна вода розбавляє розчин, то кількість соди, котра необхідна для приготування 5 л 6% розчину, збільшиться до величини у, яку розраховуємо із співвідношення:

286rNa2CO₃10H₂O містить 106 г Na₂C0₃;,

у Na₂CO₃10H₂O містить 318,3 г Na₂C0₃j,

тобто

6. Розраховуємо необхідну кількість води для розчинення кристалогідрату

V¹=5,305 - 0,85935 = 4,44565 кг.

Відповідь. Для отримання заданого розчину із безводної солі необхідно 318,3 г безводної солі і 4,9867 кг води, а із кристалогідрату - відповідно 859,35 г і 4,44565 кг.

Розбавлення розчину розчинником описується такими формулами:

(2.15)

де х_р - кількість масових часток розчинника, яка необхідна для розбавлення а маси розчину з даною масовою часткою т до необхідної частки

п, %.

369

Концентрування розчину випарюванням розчинника виражається так:

(2.16)

де у_р - маса розчинника, яку необхідно видалити випарюванням з а маси розчину з даною масовою часткою m, %, щоб одержати масову частку п, п>т; b - маса розчину після випарювання розчинника.

Правило змішування („правило хреста") застосовується для спрощення розрахунків у випадку приготування розчину заданої концентрації, вираженої масовим відсотком, шляхом розбавлення розчинником чи змішування двох розчинів (рис. 2.20). Задана концентрація розчину записується в місці перетину двох ліній, а концентрації вхідних розчинів (для розчинника вона дорівнює нулю) - біля кінців обох ліній зліва. Потім на кожній лінії число, яке стоїть на ній, віднімається від другого і різниці записуються біля вільного кінця тієї ж лінії. Напрям обчислень відмічається стрілками. Одержані числа розташовують біля кінців відповідної лінії справа. Вони вказують, скільки масових часток кожного розчину належить взяти, щоб одержати розчин із заданою концентрацією. Так, для одержання 25%-ного розчину з 50%-ного та 10%-ного (розбавлення 50%-ного) (приклад „а"), належить взяти на 15 мас. ч. 50%-ного розчину 25 мас. ч. 10%-ного. Для одержання 25%-ного розчину з 50%-ного розчину та чистого розчинника (приклад „б") належить взяти на 25 мас. ч. 50%-ного розчину 25 мас. ч. розчинника [200, 341].

Рис. 2.20 - Схема розрахунків для приготування розчину („правило хреста")

Порядок приготування розчинів полягає в наступному. У більшості випадків (окрім випадків використання погано розчинних речовин) під час приготування розчину належить контролювати його концентрацію за густиною. Для цього спочатку готують необхідну (з надлишком) кількість розчину високої концентрації (наприклад, 10% чи 25% приблизно), встановлюють його концентрацію вимірюванням густини, потім розбавляють відміряною кількістю розчинника до одержання заданої концентрації. У більшості випадків у такому разі додають у ємність з відміряною кількістю розчинника (наприклад, води чи водного розчину іншої речовини) точно відміряну кількість розчину високої концентрації.

370

Густину р₀' розчинів відомого складу С_м подано в табл. 2.99-2.103. У даних таблицях р</ - густина, виміряна за температури t, °С. Для перерахунку на іншу шукану температуру t_m належить користуватися формулою:

(2.17)

Д^е Ро'ш - густина за шуканої температури t_m, °С; А- коефіцієнт, поданий у табл. 2.98 - 2.102. Для солей з невідомим коефіцієнтом А подано концентрацію С_м ₀, яка відповідає концентрації С_м.

Кількість цементу для приготування розчину береться в залежності від того, яку кількість розчину для заданого водоцементного відношення належить одержати [200]. Для розрахунку необхідної кількості цементу потрібно знати густину сухого цементу, густину рідини замішування та задану кількість рідини для замішування. У більшості випадків тампонажні цементи замішуються водою, але можна також використовувати водні розчини солей, вуглеводневі рідини, водонафтові емульсії тощо. У випадку використання води мова йде про водоцементне відношення (відношення мас), яке скорочено позначається В/Ц, і характеризує відношення кількості (маси) води, взятої для замішування, до кількості (маси) цементу. У разі використання інших рідин це відношення можна позначити Р/Ц.

Необхідна кількість цементу розраховується (кг) за такою формулою:

(2.18)

де V_p - кількість розчину, яку необхідно приготувати, м³; р_ц - густина цементу, кг/м³; р_р - густина рідини для замішування, кг/м³. Якщо цемент замішується водою, формула набуває вигляду:

(2.19)

де р_ц - відносна густина цементу (до води).

В усіх випадках рецептура цементних розчинів (водоцементне відношення, додатки і їх кількість) встановлюється на основі спеціальних лабораторних досліджень з урахуванням конкретних умов свердловини і виконання ремонтно-ізоляційних робіт [550].

Для практичного визначення кількості матеріалів, що необхідні для приготування цементного розчину, використовують такі залежності.

371

Таблиця 2.98 - Густина ( ּ10³ кг/м³) водних розчинів А1С1₃, A1₂(S0₄)₃, Na₂C0₃, NaCl, K₂Cr₂0₇, Na₂S0₄

Cм,%	Алюмінію хлорид		Алюмінію сульфат		Натрію карбонат (сода кальцинована) Na₂C0₃		Натрію хлорид		Калію біхромат		Натрію сульфат
Cм,%	АІСІз		A1₂(S0₄)₃		Натрію карбонат (сода кальцинована) Na₂C0₃		NaCl		(хрОМПІк) К₂Сr₂О₇		Na₂S0₄
	Po⁸	C_M.₀, кг/м³	19 Po	C_M.o, кг/м³	20 Po	А	20 Ро	А	20 Ро	С_м.о, кг/м³	20 Ро	С_м.₀, кг/м'
1	1,0075	10,07	1,009	10,09	1,0086	0,2	1,0053	0,22	1,0052	10,05	1,0073	10,073
2	1,0164	20,32	1,019	20,38	1,0190	0,2	1,0125	0,24	1,0122	20,24	1,0164	20,238
4	1,0344	41,37	1,040	41,60	1,0398	0,2	1,0268	0,28	1,0264	41,05	1,0348	41,390
6	1,0526	63,15	1,061	63,66	1,0606	0,3	1,0413	0,31	1,0408	62,45	1,0535	63,210
8	1,0711	85,69	1,083	86,64	1,0816	0,4	1,0559	0,34	1,0554	84,43	1,0724	85,790
10	1,0900	109,0	1,105	110,50	1,1029	0,4	1,0707	0,37	1,0703	107,03	1,0915	109,150
12	1,1093	133,1	1,129	135,48	1,1244	0,4	1,0857	0,39	1,0855	130,26	1,1109	133,300
14	1,1290	158,0	1,152	161,28	-	-	1,1009	0,42	-	-	1,1306	158,200
16	1,1491	183,8	1,176	188,16	-	-	1,1162	0,44	-	-	1,1506	184,000
18	-	-	1,201	216,18	-	-	1,1319	0,47	-	-	-	-
20	-	-	1,226	245,20	-	-	1,1478	0,49	-	-	-	-
22	-	-	1,252	275,44	-	-	1,1640	0,51	-	-	-	-
24	-	-	1,278	306,72	-	-	1,1804	0,53	-	-	-	-
26	-	-	1,306	339,56	-	-	1,1972	0,55	-	-	-	-
28	-	-	1,333	375,24	-	-	-	-	-	-	-	-

Таблиця 2.99 - Густина (ּ 10³ кг/м³) водних розчинів К₂С0₃, Na₂Cr₂0₇, CuS0₄, ZnS0₄, ZnCl₂

С_м,%	Калію карбонат (поташ) К₂С0₃		Натрію біхромат Na₂Cr₂0₇		Міді сульфат CuS0₄		Цинку сульфат ZnS0₄		Цинку хлорид ZnCl₂
С_м,%	20 Ро	А	15 Ро	С_м.о, кг/м3	²⁰ Ро	См.0, КГ/М³	20 Ро	С_м.₀, кг/м³	Ро²⁰	А
1	1,0072	0,22	1,006	10,06	1,009	10,09	-	-	-	-
2	1,0163	0,24	1,013	20,26	1,019	20,38	1,019	20,38	1,016	0,24
4	1,0345	0,27	1,027	41,08	1,040	41,60	1,040	41,61	1,035	0,28
6	1,0529	0,30	1,041	62,46	1,062	63,72	1,062	63,72	1,053	0,32
8	1,0715	0,33	1,056	84,48	1,084	86,73	1,084	86,73	1,071	0,36
10	1,0904	0,35	1,070	107,00	1,107	110,70	1,107	110,7	1,089	0,40
12	1,1096	0,37	1,084	130,08	1,131	135,60	1,130	135,6	1,108	0,44
14	1,1291	0,39	1,098	153,72	1,155	161,70	1,155	161,7	1,127	0,48
16	1,1490	0,41	1,112	177,92	1,180	188,80	1,180	188,8	1,146	0,51
18	1,1692	0,43	1,126	202,68	1,206	216,58	-	-	1,166	0,54
20	1,1898	0,44	1,139	227,80	-	-	1,232	246,4	1,186	0,57
24	1,2320	0,47	1,166	280,10	-	-	-	-	-	-
28	1,2756	0,50	1,193	334,72	-	-	-	-	-	-
35	1,3548	0,53	1,244	435,40	-	-	-	-	-	-
40	1,4141	0,55	1,279	511,60	-	-	-	-	-	-
45	1,4759	0,56	1,312	590,40	-	-	-	-	-	-
50	1,5404	0,58	1,342	671,00	-	-	-	-	-	-

373

Таблиця 2.100- Густина (• 10³ кг/м³) водних розчинів Ca(N0₃)₂, NaN0₂, СаС1₂, FeCl_3., NaOH, КОН

	Кальцію нітрат		Натрію нітрит		Кальцію хлорид		Заліза хлорид		Гідроксид		Гідроксид калію
с_м,%	Ca(N0₃)₂		NaN0₂		СаС1₂		FeCl₃		натрію NaOH		КОН
с_м,%	Po	C_M.₀, кг/м³	г. ²⁰ Po	C„.o, кг/м³	г. ²⁰ Po	A	Po	C„.o, кг/м³	о ²⁰ Po	кг/м	г, ¹⁵ Ро	кг/м³
1	-	-	1,005	10,05	1,0070	-	1,007	10,07	1,010	10,10	1,008	10,80
2	1,014	20,27	1,011	20,24	1,0148	0,23	1,015	20,30	1,021	20,41	1,018	20,36
4	1,029	41,16	1,024	41,1	1,0316	0,25	1,032	41,28	1,043	41,71	1,036	41,44
6	1,045	62,67	1,038	62,4	1,0486	0,27	1,049	62,94	1,065	63,89	1,054	63,26
8	1,061	94,86	1,052	84,3	1,0659	0,29	1,067	85,36	1,087	86,95	1,073	85,84
10	1,077	107,7	1,065	106,8	1,0835	0,31	1,085	108,50	1,109	110,00	1,092	109,20
12	1,094	131,2	1,078	130	1,1015	0,33	1,104	132,40	1,131	135,70	1,111	133,30
14	1,111	155,4	1,092	154	1,1198	0,35	1,123	157,20	1,153	161,40	1,130	158,20
16	1,128	180,4	1,107	178	1,1386	0,38	1,142	182,70	1,175	188,00	1,149	183,90
18	1,145	206,1	1,122	202	1,1578	0,40	1,162	209,10	1,197	215,50	1,169	210,40
20	1,164	232,7	1,137	228	1,1775	0,42	1,182	236,40	1,219	243,80	1,188	237,70
24	-	-	-	-	1,2182	0,46	1,224	294,00	1,263	303,10	1,229	294,80
28	-	-	-	-	1,2603	0,50	1,267	354,76	1,306	365,80	1,270	355,50
35	-	-	-	-	1,3373	0,56	1,353	473,50	1,380	483,30	1,344	470,40
40	-	-	-	-	1,3957	0,60	1,417	566,80	1,430	572,00	1,399	559,60
45	-	-	-	-	-	-	1,485	668,20	1,478	665,00	1,456	655,10
50	-	-	-	-	-	-	1,551	775,50	1,525	762,70	1,514	757.20

Таблиця 2.101- Густина (• 10³ кг/м³) водних розчинів ВаС1₂, С₄Н₆0₆, Na₂С₄H₄О₆, K₂C₄H₄O₆0,5H₂O, KNaС₄H₄ О₆

	Барію хлорид		Винна кислота		Виннокислий натрій		Виннокислий калій		Виннокислий калій-
с_м, %	ВаС1₂		С₄Н₆0₆		Na₂C₄H40₆-2H₂0		К₂С₄Н4О₆0,5Н₂О		натрій KNaC₄H₄0₆
с_м, %	20 Ро	А	Ро²⁰	С_мо, кг/м³	20 Ро	С_мо, кг/м³	20 Ро	С_м.₀₎ кг/м³	20 Ро	Смо, КГ/М³
1	-	-	1,0028	10,02	1,0052	10,052	1,0048	10,048	1,0049	10,049
2	1,0159	0,22	1,0071	20,14	1,0123	20,246	1,0114	20,228	1,-116	20,232
4	1,0341	0,24	1,0158	40,63	1,0263	41,052	1,0248	40,992	1,0252	41,008
6	1,0528	0,27	1,0247	61,48	1,0410	62,460	1,0383	62,298	1,0390	62,340
8	1,0721	0,29	1,0340	82,72	1,0555	84,440	1,0519	84,152	1,0530	84,240
10	1,0921	0,31	1,0435	104,30	1,0702	107,020	1,0657	106,570	1,0673	106,730
12	1,1128	0,33	1,0533	126,30	1,0851	130,210	1,0798	129,570	1,0818	129,810
14	1,1342	0,35	1,0633	148,80	1,1002	154,030	1,0941	153,170	1,0965	153,510
16	1,1564	0,37	1,0736	171,70	1,1156	178,496	1,1087	177,390	1,1114	177,820
18	1,1793	0,40	1,0840	195,10	1,1313	203,630	1,1236	202,250	1,1265	202,770
20	1,2031	0,42	1,0944	218,80	1,1471	229,420	1,1387	227,740	1,1419	228,380
22	1,2277	0,45	1,1047	243,00	1,1633	255,920	1,1540	253,880	1,1576	254,670
24	1,2531	0,47	1,1152	267,60	1,1797	283,130	1,1698	280,750	1,1735	281,640
26	1,2793	0,50	1,1260	292,70	1,1963	311,040	1,1855	308,230	1,1896	309,290
28	-	-	1,1368	318,30	1,2132	339,690	1,2018	336,500	1,2059	337,650
30	-	-	1,1477	344,30	-	-	1,2181	365,430	1,2226	366,780
35	-	-	1,1760	411,60	-	-	1,2606	441,210	1,2655	442,920
40	-	-	1,2055	482,20	-	-	1,3051	522,040	-	-
45	-	-	1,2350	555,90	-	-	1,3526	608,650	-	-
50	-	-	1,2660	633,00	-	-	1,4001	700,050	-	-

375

Таблиця 2.102- Густина (• 10³ кг/м³) водних розчинів лужних силікатів

с_м,%				Силікат	натрію	натрієве рідке склс					Силікат калію, калієве рідке скло K₂Si0₃
	Na₂Si0₃		Na₂O х l,69Si0₂		Na₂O-2,06SiO₂		Na₂0-2,4Si0₂		Na₂0-3,36Si0₂		Силікат калію, калієве рідке скло K₂Si0₃
	18 Ро	См.о, кг/м³	²⁰ Ро	См.о, кг/м³	п ²⁰ Ро	См.о, кг/м³	²⁰ Ро	См.о, кг/м³	²⁰ Ро	См.о, кг/м³	20 Ро	См.о, кг/м³
1	1,0094	10,094	1,007	10,70	1.007	10,70	1,006	10,06	1,006	10,06	1,007	10,07
2	1,0203	20,406	1,017	20,34	1,016	20,32	1,016	20,32	1,014	20,28	1,016	20,32
4	1,0425	41,700	1,036	41,44	1,035	41,40	1,034	41,36	1,030	41,20	1,035	41,40
6	1,0652	63,912	1,056	63,36	1,054	63,24	1,052	63,12	1,047	62,82	1,054	63,24
8	1,0884	87,072	1,077	86,16	1,073	85,84	1,071	85,68	1,065	85,20	1,073	85,84
10	1,1122	111,220	1,098	109,80	1,093	109,30	1,090	109,00	1,083	108,30	1,092	109,20
12	1,1365	136,380	1,119	134,20	1,113	133,50	1,110	133,20	1,102	132,24	1,112	133,44
14	1,1613	162,582	1,141	159,70	1,134	158,70	1,131	158,68	1,120	156,80	1,133	158,62
16	1,1866	189,856	1,164	186,60	1,156	184,96	1,151	184,16	1.140	182,40	1,153	184,48
18	1,2123	218,210	1,186	213,40	1,178	212,00	-	-	1,159	208,62	1,175	211,50
20	1,2385	247,700	-	-	-	-	-	-	-	-	1,196	239,20
22	1,2653	278,370	1,235	271,60	-	-	-	-	1,200	264,00	1,219	268,18
24	1,2926	310,220	-	-	-	-	-	-	-	-	1,241	297,84
26	1,3204	343,300	1,284	333,80	1,271	330,40	-	-	і,244	323,44	1,265	328,90
30	-	-	1,339	401,80	1,321	336,30	1,309	392,70	1,290	387,00	-	-
34	-	-	1,394	473,90	1,371	446,10	1,360	462,40	1,339	455,26	-	-
38	-	-	1,456	553,20	1,423	540,70	1,415	537,40	1,393	529,34	-	-

376

Густина тампонажного розчину

(2.20)

де Рц - густина тампонажного цементу, кг/м³; р_в- густина рідини замішування (води), - водоцементне відношення (т = 0,4 - 0,6).

Кількість сухого тампонажного цементу G (в кг), що необхідна для приготування тампонажного розчину об'ємом ,

(2.21)

де к_ц= 1,01 -1,15 - коефіцієнт, що враховує втрати цементу при замішуванні тампонажного матеріалу (під час застосування цементозмішу-вальних машин к_ц=1,01, під час замішування вручну к_ц =1,05 -1,15).

Об єм води (в м³), що необхідний для замішування всього тампонажного цементу,

(2.22)

де к_в = 1,05-1,10 - коефіцієнт, що враховує втрати води під час замішування.

Водоцементне відношення при приготуванні цементних розчинів із звичайних тампонажних матеріалів може змінюватися від 0,38 до 0,60. Найчастіше використовують цементні розчини з водоцементним відношенням 0,5.

<<< < Предыдущая 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 / 7832 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
12.11.2019387.58 Кб2Нормальна форма Жордана.doc
#
04.05.20191.12 Mб1НТІ_презент.doc
#
14.11.2019390.14 Кб22О.К. Бізнес-планування.doc
#
15.11.201815 Mб41оіг нова.docx
#
08.05.20191.54 Mб3ОАВП.doc
#
01.05.202512.11 Mб1Обводнення газових і нафтових свердловин.doc
#
18.08.20191.76 Mб1Обл_кова пол_тика 2006.doc
#
01.03.2025143.34 Кб0облік в торгівлі.docx
#
01.04.202570.48 Кб0Облік лаб 29,31,32,33.docx
#
01.05.2025147.46 Кб0Облік ПнП.doc
#
23.11.20181.5 Mб6ОВНС- Спас.doc