Лекции 5 Разновидности тапонажых портландементов.

Содержание

1. Быстротвердеющий портландцемент.

2. Пластифицированный портландцемент

3. Гидрофобный портландцемент.

4. Сульфатостойкий портландцемент.

5. Пуццолановый портландцемент

6. Тампонажные портландцементы гидротермального твердения

6.1. Цементы на основе доменных шлаков

6.1.1.Шлакопортландцемент

6.1.2. Шлакопесчаные цементы.

7. Специальные тампонажные материалы для высокотемпературных скважин.

8. Песчанистый тампонажный портландцемент.

9. Известково-кремнеземистые цементы

10. Белито-кремнеземистый цемент

11. Глиноземистый цемент

В практике бурения скважин для цементирования обсадных колонн часто возникает необходимость использования разновид­ностей цемента вместо обычного портландцемента.

1. Быстротвердеющий портландцемент.

Быстротвердеющий цемент характеризуется более интен­сивным, чем обычный портландцемент, нарастанием прочности в начальный период твердения. В составе быстротвердеющего портландцемента преобладают активные клинкерные минералы СзS – 50-60% и трехкальциевый алюминат С₃ А - 5-I0%. Основные условия получения этого цемента - оптимально по­добранный фазовый состав клинкера, ограничение добавки гипса при помоле и более высокая (3500-500G см²/г) удельная поверхность вяжущего. Применение быстротвердеющего цемента позволяет получить высокопрочный камень в ранние сроки твердения, сокращение времени ОЗЦ и повышения качества разобщения пластов. Однако, в силу высокой дисперсности быстротвердеющий цемент быстрее чем портландцемент снижает свою активность при длительном хранении, комкуется и те­ряет эксплуатационные свойства. Кроме того, камень на основе этого цемента подвержен некоторым видам коррозии под дей­ствием пластовых флюидов, и, в первую очередь, действию вод, содержащих сульфат-ионы. Это обусловлено наличием в про­дуктах твердения большого количества гидрооксида к гидроалюминатов кальция.

2. Пластифицированный портландцемент

В отличие от обычного портландцемента плаитифицированный содержит добавку ССБ или других веществ (преимущественно лигнооульфонаты) в количестве от 0,15-0.25% от мас­сы цемента. Лигносульфоновые соединения, входящие в постав пластифицирующих добавок, образуют на поверхности твердых частиц коллоидальные адсорбционные пленки гидрофильного ха­рактера, ослабляющие силы молекулярного взаимодействия между частицами твердой фазы цементно-водной суспензии. Тампонажные растворы на основе пластифицированного вяжущего позволяют получать высокоподвижные растворы при меньших водоцементных отношениях, чем на обычном портландцементе, а, следовательно, и с лучшими структурными характеристиками камня.

Применение пластифицированных цементов ограничивается тем, что добавки при затворении цементов с помощью смеси­тельных машин вызывают вспенивание растворов. Это ухудшает структуру полученного камня, а такие может привести к ос­ложнениям процесса цементирования из-за уменьшения плотнос­ти вспенинного раствора.

3. Гидрофобный портландцемент.

Опыт бурения скважин и строительства других объектов в районах Западной Сибири показал, что потери цемента в период хранения достигают 10-20%. Основная причина потерь - гидратация цемента при длительном хранении в условиях влажного климата и его комкование. При этом без специаль­ных восстановительных мероприятий цемент не пригоден для работы. В этой связи достаточно эффективным оказалось при­менение гидрофобных цементов, содержащих 0,06 - 0,3% гидрофобизирующих добавок (асидол, мылонафт, олеиновая кислота, петролатум и др.). Молекулы гидрофобизирующих веществ име­ют ассиметричное строение и состоят из полярной и неполярной групп. Адсорбируясь на поверхности цементных зерен, молекулы ориентируются полярной группой к поверхности зер­на, и неполярной группой наружу. Неполярные группы моле­кул обладают водоотталкивающими свойствами, поэтому цементные зерна не смачивают водой и степень гигроскопичности цемента снижается, что определяет способность вяжущего сох­ранять свою активность при длительном хранении. Монополяр­ные защитные пленки легко удаляются при перемешивании рас­творов, что обеспечивает их нормальное твердение. Присутствующие в цементе гидрофобизирующие вещества адсорбируются на поверхности новообразований, в результате чего в раст­воре увеличивается количество несвязанной воды и вследст­вие этого повышается подвижность цементного раствора. Пос­ле затвердевания добавки откладываются в капиллярных порах цементного камня, уменьшая поверхностное натяжение на гра­нице раздала фаз и величину капиллярного подсоса.