Регулирование свойств цементного раствора и камня

Свойства цементного раствора и камня можно изменить введением в раствор наполнителей, активных добавок или об­работкой химическими реагентами. К параметрам тампонаж­ных систем, количественное изменение которых часто вызы­вается необходимостью технологии или особенностями условий скважины, относятся: для тампонажных растворов — время загустевания или сроки схватывания, плотность, водоотдача, реологические свойства, седиментационная устойчивость; для тампонажного камня — механическая прочность, проницае­мость, коррозионная устойчивость и др.

Для увеличения сроков схватывания цементных растворов применяют реагенты — замедлители, а для сокращения -ускорители. Ускорители рекомендуется применять при темпе­ратуре среды от —2 до 40 °С, а замедлители сроков схватыва­ния— выше 60 °С для шлаковых цементов.

Применение понизителей водоотдачи цементных растворов рекомендуется практически при всех видах РИР.

В качестве реагентов-замедлителей применяют: сульфит-спиртовую барду (ССБ), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) различных марок, лесохимические полифенолы (ПФЛХ), син-тан марки ПЛ, винно-каменную кислоту (ВКК), технический винный камень (ТВК), смесь винно-каменной и борной кисло­ты (ВК и БК), трилон Б, се.гнетовую соль, лимонную кислоту и др.

В качестве реагентов-ускорителей наибольшее применение получили хлориды натрия и кальция, каустик, хлористый алю­миний, кальцинированная сода, жидкое стекло и др.

Хлориды кальция и натрия наряду с ускорением сроков

схватывания и твердения несколько повышают первоначаль­ную подвижность цементных растворов.

С помощью различных химических реагентов можно регу­лировать плотность тампонажных растворов и прочность це­ментного камня.

Снижение плотности растворов достигается введе­нием в них реагентов и материалов с высоким газо(возду-хо)/содержанием: легких органических и неорганических мате­риалов или реагентов, а также материалов, которые способны удерживать значительные, количества воды. Наиболее эффек­тивны для этих целей реагенты-структурообразователи (на­пример, КМЦ, гипан), материалы типа пластмасс с плот­ностью, близкой к 1000 кг/м³, бентонитовые глинопорошки, хо­рошо удерживающие воду.

Повышение плотности тампонажного раствора до­стигается введением утяжеляющих добавок (барит, магнетит, гематит и др.) и кварцевого песка; снижением водоцементного отношения с одновременной обработкой растворов реагентами-пластификаторами.

Механическую прочность и проницаемость тампонажного камня регулируют путем введения в раствор различных мате­риалов и химических реагентов.

При всех температурных условиях механическая прочность портландских и шлаковых цементов увеличивается, а прони­цаемость уменьшается при снижении водоцементного отноше­ния; такое же действие в условиях высоких температур и дав­лений оказывает введение кварцевого песка в тампонажный раствор.

Добавление глины в небольших количествах (до 5—8%) способствует повышению механической прочности портландце-ментного и шлакоцементного камня в условиях высоких тем­ператур и давлений.

Количество химических реагентов определяют лаборатор­ным путем в зависимости от характера скважины, способа цементирования и сорта тампонажного цемента.

Транспортирование и хранение цемента

Цемент отгружают в бумажных мешках или специальных машинах — цементовозах.

Для его упаковки применяют многослойные (четырех-, пяти, или шестислойные) бумажные мешки, на которых долж­ны быть обозначены: наименование завода, название цемента, номер заводской партии, год, месяц и число затаривания. Це­мент, отгруженный в цементовозах, сопровождают документом, содержащим те же сведения. Хранят его раздельно по видам.

При транспортировании и хранении цемент следует предо­хранять от воздействия влаги и загрязнения посторонними при­месями.

Способы тампонирования скважин

Основной метод ликвидации негерметичности обсадных ко­лонн и заколонного пространства — тампонирование под дав­лением через отверстия фильтра скважины или через дефект в колонне с целью продавить в пласт или за колонну расчет­ный объем раствора, необходимый для надежной изоляции нефтяного горизонта от проникновения чуждых вод. При этом чем медленнее продавливают раствор в пласт, чем выше дав­ление, тем надежнее перекрываются пути движения чуждых вод, тем эффективней сама изоляция нефтяного пласта (гори­зонта). При этом, однако, давление не должно превышать до­пустимого внутреннего для данной эксплуатационной колонны (с учетом ее состояния, диаметра и марки стали труб). В про­тивном случае могут произойти слом или смятие колонны.

Способы тампонирования под давлением необходимо пла­нировать в зависимости от положения динамического уровня жидкости в колонне при проверке скважины на заполнение и расчетной продолжительности операции, которая должна со­ставлять не более 75% от срока загустевания тампонажного материала.

На практике применяют следующие разновидности тампо­нирования под давлением.

Тампонирование под давлением через трубы с последующим разбуриванием ста­кана. В скважину спускают НКТ и устанавливают на 5— Ю м выше верхних отверстий фильтра или дефекта в колонне и через них под давлением продавливают тампонажный раст­вор. Оставшиеся излишки раствора вымывают способом обрат­ной или прямой промывки. Стакан, образующийся в скважине ниже конца НКТ, после твердения разбуривают.

Тампонирование под давлением через тру­бы с вымыванием излишков цементного ра­створа применяют в случаях, если необходимо избежать разбуривания цемента в колонне. При этом конец НКТ дол­жен быть установлен у верхних отверстий фильтра. После продавки раствора в пласт колонну НКТ наращивают и вы­мывают тампонажный раствор из скважины. Эту операцию можно выполнять и без наращивания труб, для чего конец их следует устанавливать ниже нижних отверстий фильтра. В та­ком случае процесс вымывания тампонажного раствора из скважины при этом будет протекать с противодавлением на пласт, а сама промывка должна закончиться до начала схва­тывания цемента. Этот способ рекомендуется применять при использовании нефтецементных растворов.

Комбинированные способы применяют при необ­ходимости оставления скважины под давлением до конца схватывания раствора. Сущность его заключается в следую­щем. Нижний конец НКТ устанавливают у нижних отверстий

фильтра. После прокачки и вытеснения тампонажного раство-ра из труб, последние поднимают с таким расчетом, чтобы конец их оказался выше уровня раствора; затем устье герме­тизируют, тампонажный раствор продавливают в пласт закач­кой жидкости в трубы или одновременно в трубы и в затруб-ное пространство. Затем скважину герметически закрывают и, оставляют под давлением до конца схватывания раствора.