Лекция 8 Коррозия цементного камня. Виды коррозии.

Различают физическую, химическую, электрохимическую и биологическую коррозии.

Физическая коррозия

Это выветривание, растворение, разрушение вследствие температурных колебаний характерных для всех видов горных пород.

Коррозии растворения носит физико-химический характер (см. ниже коррозии выщелачивания).

Химическая коррозия

Агрессивными по отношению к цементному камню являются все кислоты и многие соли.

Этот вид коррозии имеет место чаще всего, а разрушение происходит наиболее интенсивно. Самым уязвимым веществом в цементном камне является известь. Однако связывание извести (скажем за счет SiO₂) еще не исключает коррозии, поскольку она может восстанавливаться за счет отступления от гидратов кальция.

Кислоты и некоторые соли вступают в реакцию с Са(ОН)₂ и образуют новые соединения, либо легко растворимые в воде, либо непрочные рыхлые, либо кристаллизующиеся со значительным

Изменением объема. Иногда это все происходит одновременно.

Все кислоты разрушают портландцементный камень

Са(ОН)₂ + НСl = CaCl + 2 H₂O

Са(ОН)₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2H₂O

Хлористый кальций легко растворим, а CaSO₄ может вступать во вза-имодействие с гидроаллюминатами кальция и образовывать гидросульфоаллюминат кальция. Последний кристаллизуется с увеличением объема.

Гипс также кристаллизуется с увеличением объема.

Хотя в пластовых водах нет непосредственно соляной и серной кислот, (но их образование можно предположить), зато имеется достаточное количество солей агрессивных по отношению к цементному камню. К таким солям относятся сульфаты (MgSO₄, CaSO₄), хлориды (MgCl₂, CaCl₂).

Агрессивный сероводород и углекислый газ, которые могут содержаться как в пластовых водах, так и в добываемых нефти и газе.

Рассмотрим основные виды химической коррозии и применение в связи с ними цементов.

Коррозия выщелачивания

Кристаллогидраты (гидросиликаты, алюминаты и ферриты кальция), образующиеся при взаимодействии с водой клинкерных минералов и составляющие вместе с наполнителями цементный камень, имеют значительную равновесную растворимость в воде. Это значит, что они остаются устойчивыми при контакте с водами, только в том случае, если в воде имеется достаточная концентрация Са(ОН)₂. Если концентрация в воде Са(ОН)₂ ниже равновесной, то у гидрата будут отщепляться молекулы извести и концентрация будет восстанавливаться до равновесной.

Гидросиликаты и гидроалюминаты кальция имеют тем большую равновесную растворимость, чем выше их основность. Следовательно отщепление гидратов сначала происходит от высокоосновных гидратов, их основность при этом понижается, а устойчивость в данной среде повышается.

Если концентрация гидрата окиси кальция в дальнейшем не будет понижаться, то процесс на этом остановится. Если же концентрация извести будет продолжать понижаться и станет ниже равновесной для вновь образовавшегося гидрата, то отщепление гидрата окиси кальция будет продолжаться вплоть до полного разложения гидросиликатов и гидроалюминатов, с образованием аморфных кремнезема и глинозема. Хотя последние и плохо растворимы в воде, однако они не обладают вяжущими свойствами – прочность и монолитность камня нарушаются.

Эти процессы могут наблюдаться, если цементный камень омывается непрерывно обновляющейся водой или растворами солей, имеющими малую концентрацию Са(ОН)₂, либо если Са(ОН)₂ связываются содержащимися в растворе веществами в прочные малорастворимые или малодиссоциирующие химические соединения (кальция).

Чем выше концентрация извести в порах цементного камня, тем выше скорость выщелачивания. Низкоосновные гидраты кальция имеют меньшую равновесную растворимость. Известь связывается, а основность понижается в тех случаях, когда в цемент вводятся активные кремнеземистые добавки, а при высоких температурах и кварцевый песок.

Таким образом, более стойкими против коррозии выщелачивания являются низкоосновные цементы (пуццолановые, шлакопесчанистые, БКЗ, известковокремнеземистые).

Более агрессивными в смысле выщелачивания являются «мягкие» воды. Растворимость извести повышается в присутствии хлористого натрия. Значит минерализованные пластовые воды в принципе все агрессивны к цементному камню. Растворимость Са(ОН)₂ повышается с ростом температуры. Значит перечисленные условия требуют применения низкоосновных цементов.

Скорость выщелачивания в значительной степени зависит от коэффициента диффузии. Этому будет способствовать уменьшение относительного содержания жидкости завторения, добавки высокомолекулярных реагентов (гипан, К-4, КМЦ и др).

Облегченные цементы менее стойки к выщелачиванию, за исключением тех у которых в качестве облегчающего компонента использована какая-либо активная кремнеземистая добавка.

Магнезиальная коррозия

Если в окружающей цементный камень среде содержатся вещества, образующие с Са(ОН)₂ малорастворимые соединения, то концентрация извести в ней будет поддерживаться на очень низком уровне.

Например, если в пластовых водах есть MgSO₄, то он вступая во взаимодействие с Са(ОН)₂ по реакции:

Са(ОН)₂ + MgSO₄ + 2Н₂О = Mg(ОН)₂ + Са SO₄  2Н₂О

Mg(ОН)₂ и гипс имеют очень низкую растворимость в воде. Mg(ОН)₂ сам по себе представляет рыхлое аморфное вещество. Если подобный процесс будет продолжаться – цементный камень разрушится. Это магнезиальная коррозия. Подобное действие но более слабое, оказывает и хлористый магний.

Однако, чаще всего процесс затухает по мере накопления Mg(ОН)₂ и Са SO₄  2Н₂О в порах цементного камня кольматаций. Причем накопление этих веществ происходит тем быстрее, а уплотнение пор выше, чем выше основность цемента. Кольматация пор приводит к замедлению проникновения агрессивноного MgSO₄.

Следовательно, стойкость вяжущего к этому виду коррозии понижается при введении активных минеральных добавок. Отсюда в таких средахнельзя применять облегченные цементные растворы с минеральными добавками типа диатомит, опока, тремел, пемза).

Шлаковые цементы по магнезиальной стойкости мало уступают портландцементу. Дело в том, что при магнезиальном разложении шлаковых гидросиликатов образуется значительное количество кремнекислоты, отличающейся благодаря особой структуре повышенной плотностью. Она оказывает существенное кольматирующее действие. Однако и в этом случае целесообразно повышать основность шлака. Добавлять глину и активные минеральные вещества к шлаку в этом случае недопустимо.

Хлористый магний менее агрессивен чем сернокислый, так как при обмене Са(ОН)₂ + MgCl₂ = CaCl₂ + Mg(OH)₂ образуется хорошо растворимое вещество CaCl₂ благодаря которому сохраняется равновесная концентрация ионов Са⁺⁺.

Углекислотная коррозия

В пластовых водах как правило присутствует то или иное количество углекислого газа. Он действует разрушающе, поскольку понижает содержание Са(ОН)₂ окисляя ее сначала до СаСО₃, которая мало растворима, что будет вызывать понижение основности гидратов цемента. При поступлении новых порций СО₂, СаСО₃ окисляется до бикарбоната  Са (НСО₃)₂, который хорошо растворим. При незначительной концентрации Са₂ в водах процесс может затухнуть. Однако если кислота содержится в пластовом газе, то вследствие большой проницающей способности, диффузии и осмоса возможно быстрое разрушение камня. Если процесс ограничивается до СаСО₃, то низкоосновные, если до Са (НСО₃)₂ – т о высокоосновные (см. ниже).

Сульфатная коррозия

Это вид коррозии, который связан с образованием соединений кристаллизующихся с увеличением объема. Примером такой коррозии являются взаимодействие с сульфатами кальция и натрия. Известно, что гидроалюминаты кальция могут присоединять гипс и образовывать гидросульфоалюминат. Последний кристаллизуется с увеличением объема, что вызывает внутренние напряжения и разрушение цементного камня.

(3 CaO  Al₂O₃  12H₂O + 3(CaSO₄  2H₂O) + 13H₂O =

= 3CaO  Al₂O₃  3CaSO₄  31H₂O

Однако не всегда наличие гидросульфоалюмината кальция в цементном камне говорит и сульфатной коррозии. Это вещество имеется в первичной структуре цементного камня. Только увеличение количества гидросульфатоалюмината говорит о происходящей сульфоалюминатной коррозии.

Одним из методов борьбы с сульфатной коррозией является понижение содержания трехкальциевого алюмината (не более 5%). При этом содержание плавней компенсируется за счет увеличения содержания окиси железа.

Наличие в пластовых водах хлоридов уменьшает отрицательное влияние сульфатов.

Сероводородная коррозия

Это один из распространенных на нефтяных и газовых местроождениях видов коррозии. При сероводородной коррозии наблюдается образование малорастворимых сульфидов кальция, алюминия и железа. Это приводит к понижению равновесной концентрации Са(ОН)₂, Al(OH)₃, Fe(OH)₃, что в свою чередь вызывает разрушение гидратов кальция.

Наиболее энергично образуется сульфид железа, поэтому для повышения стойкости против сероводородной коррозии следует ограничивать в цементах содержание окислов железа, марганца и других тяжелых металлов. По отношению к цементному камню безвредны силикаты, карбонаты, щелочи и их соли. Однако сильные щелочи действуют на аллюминаты.

Нефть и нефтепродукты не опасны, но если в них есть нафтеновые кислоты и сульфаты, то они также разрушают цементный камень.

Биологическая коррозия

Этот вид коррозии изучен мало. Однако, видимо сводится в конечном итоге к какому либо химическому виду.

Так имеется много бактерий, которые выделяют углекислоту, что повлечет углекислотную коррозию. Некоторые бактерии могут окислять сульфаты сначала до сероводорода, а затем до серной кислоты. Отсюда и характер разрушения камня.

Электрохимическая и электроосмотическая коррозии

Источник – блуждающие токи (промышленные сети). Система обсадная колонна, цементный камень – земля являются проводниками. В этой системе всегда возможен перенос ионов, отсюда возможны и электрохимическая и электроосмотическая коррозии. Следует отметить, что цементные камни, бетоны (фундаменты) обладают как правило определенным электрическим потенциалом по отношению к земле.

Приложение

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ

При проведении работ с применением химреагентов необходимо строго соблюдать "Правила безопасности в нефтегазодобывающей промышленности” (M., "Недра'',1975), поскольку многие реагенты являются токсичными, огне- и взрывоопасными веществами.

Нитрат натрия, нитрит натрия, нитрат кальция, ННК, ННХК, а также пеногасители на углеводородной основе должны храниться на индивидуальных складах. Запрещается хранение их в одном помещении с кислотами.

При работе с химреагентами необходимо учитывать их пожароопасность. Запрещается курить и вести работы с открытым пламенем (газорезка, сварка и др.) в помещении, где хранятся кристаллические нитрит и нитрат натрия, а также реагенты, являющиеся углеводородами или приготавливаемые на углеводородных растворителях. В случае возгорания для тушения нельзя применять воду, а следует пользоваться огнетушителями или песком. В местах хранения химреагентов должно предусматриваться соответствующее противопожарное оборудование.

Если растворы реагентов приготовляют в помещении, в нем необходимо предусмотреть искусственную вентиляцию.

При приготовлении тампонажных растворов с реагентами-электролитами особое внимание следует обращать на исправность электрооборудования и электропроводки вследствие повышенной электропроводности таких растворов.

Запрещается принимать пищу в местах хранения и приготовления химических реагентов. Недопустимо попадание реагентов и их растворов, особенно нитрита натрия, в пищу и на кожу обслуживающего персонала.

Рабочих, занятых приготовлением растворов реагентов, необходимо специально проинструктировать, обеспечить спецодеждой, резиновыми сапогами, фартуками и перчатками, а также защитными очками. Каждый рабочий должен периодически подвергаться медосмотру.

К работам по приготовлению водных растворов реагентов нельзя допускать лиц с повреждениями кожи рук и лица, а при использовании нитрита натрия, кроме того, — лиц моложе 18 лет. Рабочие, постоянно имеющие дело с химреагентами, должны пройти проверку на дерматологические тесты и на степень восприимчивости к реагентам (проверка на идиосинкразию).

На емкостях, предусмотренных для хранения и приготовления растворов хромпика и нитрита натрия или смесей их с другими реагентами, должна быть сделана предупреждающая надпись: "Яд".

При приготовлении растворов модифицированной метилцеллюлозы, карбоксиметилцеплюлозы, метилцеллюлозы необходимо учитывать, что пыль этих реагентов образует с воздухом, взрывчатые смеси, если концентрация их в воздухе превышает 30 мг/м3. Искусственное освещение и электрообо­рудование по своему исполнению должны соответствовать категории и группе взрывоопасности смесей.

При использовании реагентов и приготовлении их растворов следует учитывать требования, обусловленные необходимостью охраны окружающей среды: не допускать разлива реагентов, попадания их в естественные и искусственные водоемы. При цементировании скважин тампонажными растворами с использованием химреагентов необходимо предусматривать возможность прорыва трубопроводов и разлива растворов, принимая необходимые предупредительные меры по охране окружающей среды

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ.

АГ-2, АГ-3 - пеногасители, по действию аналогичные НГВ-1.

АЛЬФОНОЛ-79 (П-79) - 20%-ный раствор в дизельном топливе синтетических высших жирных спиртов. Вводится в пределах 0,5 — 1,5% от объема раствора. Пеногаситель, по действию аналогичный ВМС—12, но менее эффективный при высоком содержании солей магния и кальция.

БОРНАЯ КИСЛОТА (Н 3 ВО 3) - выпускается в виде кристаллического порошка белого цвета. Поставляется в полиэтиленовых мешках. Является замедлителем схватывания тампонажных растворов при температуре до 13О С, а в сочетании с винной кислотой - до 22О С. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

ВИННАЯ КИСЛОТА - изготавливается из виннокаменной извести (ВКК) или синтетическим путем (СВК). Плотность -1759 кг/м . Хорошо растворяется в воде. Выпускается в виде белого порошка. Поставляется в многослойных мешках или барабанах. Является эффективным замедлителем схватывания и твердения тампонажных растворов. Температурный диапазон применения — от 100 до 160 С, в сочетании с борной кислотой — до 250 С, а с хромпиком - до 2ОО С.

ВМС-12 - раствор алкилсульфонатов высокомолекулярных спиртов. Выпускается в виде пасты, применяется в виде 20%-ного раствора в дизельном топливе. Эффективен как пеногаситель при любой минерализации растворов. Лучшие результаты получаются при одновременном введении ВМС—12 и пенообразователя.

ГЕКСАМЕТАФОСФАТ НАТРИЯ (NаРО₃) - получается путем выпаривания раствора мононатрийфосфата с последующим плавлением. Выпускается в виде порошка белого цвета. Поставляется в мешках» Применяется в качестве понизителя вязкости и предельного напряжения сдвига. Замедляет схватывание и твердение тампонажных растворов. Используется только при температуре до 75 С, так как при 80-100 С теряет активность. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

ГИДРОЛИЭОВАННЫЙ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛ (ГИПАН) - продукт омыления полинитрилакриловой кислоты при 96— 100 С. Выпускается в виде 10%-ного водного раствора. Поставляется в металлических бочках. Является высокоэффективным понизителем водоотдачи, замедлителем схватывания и твердения тампонажных растворов. Применяется при температуре 75—140 С, а в сочетании с хромпиком — до 200 С. Вводится в пределах 0.5-0.75% при температуре до 140 °С и 0,75-2,0%- до 200 С. Хранится в условиях, исключающих возможность замерзания.

ДЕКСТРИН - продукт частичного расщепления крахмала и гликогена в результате термической обработки, кислотного гидролиза или ферментативного разложения. Представляет собой порошок белого цвета, растворимый в воде. Степень, растворения — 60-55% в зависимости от сорта. Поставляется в бумажных или льноджутовых мешках. Является эффективным понизителем водоотдачи, снижает предельное напряжение сдвига раствора. Применяется при температуре до 160 С. Хранится при температуре, исключающей возможность увлажнения.

ЕДКИЙ НАТР (КАУСТИЧЕСКАЯ СОДА) - выпускается как в твердом виде - плотностью 2О2О кг/м , так и в виде раствора. Поставляется в металлических барабанах, бочках и цистернах. Применяется в Качестве ускорителя твердения тампонажных растворов на основе шлаков и зол при температуре выше 0 С.

ЖИДКОЕ СТЕКЛО (СИЛИКАТ НАТРИЯ ИЛИ КАЛИЯ) -выпускается в виде вязкой жидкости от светло—желтого до желто-коричневого цвета. Плотность - 130-1800 кг/м . Является ускорителем схватывания и твердения тампонажных растворов. При добавлении в пределах 3-5% существенно увеличивает вязкость и предельное напряжение сдвига. Сильно повышает водородный показатель рН раствора (до 12 и более). Поставляется в бочках и цистернах. Хранится в закрытых емкостях, так как на открытом воздухе разлагается. Может отгружаться навалом в виде крупных кусков или гранул. В этом случае для растворения необходим нагрев с водой в автоклавах.

КАЛЬЦИЕВЫЙ МЫЛОНАФТ - щелочная соль нафтеновых кислот. Получается в результате взаимодействия натриевого мылонафта с известковой водой. Применяется в качестве пеногасителя. Соотношение компонентов: 1 часть мылонафта +1 часть солярового масла + 4 части известкового молока. Плотность - 1120-117О кг/м . Полученный в результате смешения указанных веществ осадок промывают водой и смешивают с дизельным топливом до однородной массы, которую и вводят в тампонажные растворы в количестве до 10% от массы реагента-пенообразователя.

КАРБАМИД (МОЧЕВИНА) - минеральное удобрение, выпускаемое в виде гранул или порошка белого-цвета. Поставляется в полиэтиленовых мешках. Применяется в качестве ускорителя твердения при низких положительных температурах, а в сочетании с нитратом кальция и нитрит-нитрат-хлоридом кальция — при отрицательных температурах. Не вызывает коррозии труб. При температуре выше 50 С действует как замедлитель. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗА (КМЦ) - натриевая соль целлюлозогликоновой кислоты. Получается при воздействии на щелочную целлюлозу монохлоруксусной кислоты. Поставляется в бумажных мешках в виде сухого порошка желтоватого цвета плотностью 1700- кг/м . Растворяется в воде при добавлении до 10%, а затем растворимость ухудшается. Дозировка - 0,5— 2,0% от массы цемента, а для шлаковых цементов при высокой температуре — 1,5% КМЦ и 15-20% бентонита. Является эффективным понизителем водоотдачи, а также замедлителем схватывания и твердения тампонаж-ных растворов. Снижает их предельное напряжение сдвига, а вязкость - повышает. С увеличением относительной молекулярной массы эффективность действия КМЦ повышается. Наиболее эффективно применение КМЦ—600. Температурный диапазон применения — обычно 75—130 С, а в сочетании с хромпиком - до 15О-160 С. Гигроскопична. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

КОНДЕНСИРОВАННАЯ СУЛЬФИТНО-СПИРТОВАЯ БАРДА (КССБ) - продукт конденсации ССБ с формальдегидом и фенолом в кислой среде с последующей нейтрализацией едким натром до рН = 6-7. Выпускается (предприятиями целлюлозно-бумажной промышленности, а также Карабулакским заводом МНП СССР) в виде порошка или жидкости трех марок - КССБ-2, КССБ-3, КССБ-4 - соответственно для слабо-, средне- и сильноминерализованных растворов. Поставляется в бумажных мешках или бочках. Активно уменьшает водоотдачу тампонажных растворов, замедляет их твердение и схватывание. Применяется при температуре до 200 С. При добавлении к растворам вспенивает их. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

КОСТНЫЙ ЖИР (ЖЖТ) - жир животный технический. Применяется в качестве пеногасителя в виде 20%-ного раствора в дизельном топливе. Поставляется в бочках. Добавляется в жидкость затворения - воду в количестве 0,5— 1,0% от ее объема. Вводится совместно с вспенивающим реагентом.

КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ ГКЖ-10 и ГКЖ-11 — водно-спиртовые растворы этилсиликоната (ГКЖ-10) или метилcиликоната (ГКЖ-11) натрия с содержанием основного вещества 30+5%. Должны соответствовать требованиям МРТУ 6-О2-271-63 Министерства химической промышленности СССР "Технические условия на жидкости ГКЖ-1О и ГКЖ-11". Поставляются в металлической таре, в которой должны храниться при температуре О-ЗО С. Гарантийный срок хранения б мес. Применяются в качестве пластификаторов тампонажных растворов. Ускоряют их твердение и схватывание. Увеличивают прочность и плотность цементного камня.

К-4 — продукт неполного омыления полиакрилонитрила, содержащий азотистых групп больше, чем гипан, вследствие чего растворы К—4 более вязки, чем растворы гипана. Эффективный понизитель водоотдачи и замедлитель схватывания тампонажных растворов. Нашел менее широкое применение, чем гипан. Хранится в условиях, исключающих возможность замерзания.

МАЛЕИНОВЫЙ АНГИДРИД - выпускается в виде порошка белого цвета. Поставляется в полиэтиленовых мешках, вложенных в бумажные, или в барабанах. Является замед­лителем схватывания и твердения тампонажных растворов при высоких температурах. Часто применяется совместно с СДБ. Хранится в условиях, исключающих возможность ув­лажнения.

МЕТАКРИЛОВЫЙ СОПОЛИМЕР (МЕТАС) - сополимер метакриловой кислоты и метакриламида. Выпускается в виде порошка или гранул белого или желтовато-серого цве­та влажностью до 40%. Поставляется в бумажных мешках или барабанах. Является эффективным понизителем водоот­дачи и замедлителем схватывания тампонажных растворов при температуре до 250 С. Эффективен при любом содержании хлоридов в растворе. Применяется в виде 7-10%-ного водно-щелочного раствора. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗА (МЦ) - получается в результате обработки алкалицеллюлозы хлористым метилом. Неионогенный полимер. Отличается от КМЦ тем, что вместо карбоксильной группы содержит метоксил. В воде растворяется медленно, лучше - в растворах щелочей. В холодной воде растворима МЦ, содержащая 13—33% метоксильных групп; в горячей — низкомолекулярная. Является эффективным понизителем водоотдачи тампонажных растворов. Несколько замедляет схватывание. Поставляется в виде порошка в мешках и барабанах. Температурный диапазон применения 0—100 С. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения,

МОДИФИЦИРОВАННАЯ МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗА (ММЦ-БТР) -представляет собой метиловый эфир целлюлозы, содержащий 26-33% метоксильных групп. Является эффективным понизителем водоотдачи и стабилизатором пресных тампонажных растворов при температуре до 60 С. Хорошо растворяется в холодной воде. Обладает высокой устойчивостью к агрессии поливалентных катионов. Активность реагента сохраняется при содержании в тампонажном растворе 25-ЗО% хлорида кальция. Не замедляет схватывания и твердения. Превосходит КМЦ по водоудерживающей способности в 2-3 раза. Поставляется в четырехслойных мешках с полиэтиленовым вкладышем. Устойчива по отношению к химическим реагентам, нетоксична. Применяется в виде 1%-ного раствора вязкостью 8*1О Па*с. Растворимость в воде - не менее 92%.

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ КРАХМАЛ (МК) - крахмал, обработанный алюмокалиевыми квасцами и содой. Выпускается в виде чешуек белого или кремового цвета влажностью 8-12%. Поставляется в бумажных многослойных мешках. Является эффективным понизителем водоотдачи тампонажных растворов. Хорошо растворяется в воде, особенно в горячей. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

НГВ-1 - кальциево-натриевые мыла СЖК. Растворяется в дизельном топливе в соотношении 1:10. Хорошо гасит пену в пресных растворах, хуже - в минерализованных (уступает полиамиду, стеарату алюминия). При 45 С теряет свои свойства как пеногаситель.

НЕЙТРАЛИЗОВАННЫЙ ЧЕРНЫЙ КОНТАКТ (НЧК) ИЛИ КОНТАКТ ЧЕРНЫЙ НЕЙТРАЛИЗОВАННЫЙ РАФИНИРОВАННЫЙ (КЧНР) — продукты нейтрализации едким натром (НЧК натриевый) или аммиаком (НЧК аммониевый) нафтеновых сульфокислот. Производятся в виде 30%-ных водных растворов темно-бурого цвета. Поставляются в железнодорожных цистернах. Являются пеногасителями. Умеренно пластифицируют тампонажные растворы и замедляют их. схватывание. При приготовлении тампонажных растворов с аммониевым НЧК выделяется аммиак, который делает невозможным ведение работ в закрытых помещениях без вентиляции. Хранятся в условиях, исключающих возможность замерзания.

НИТРАТ КАЛЬЦИЯ (СаNО )₂ - поставляется в виде бесцветных растворимых в воде кристаллов состава Сa(NО ) *4Н₂О с различными примесями. Продукты должны удовлетворять требованиям ГОСТ 4142-77 "Кальций азотнокислый" или МРТУ 6-03-195-67 Министерства химической промышленности СССР "Селитра кальциевая (техническая)". Применяется в качестве ускорителя, антифриза, а также ингибитора. Поставляется в расфасованном виде - в барабанах и мешках. Хранится в закрытом виде, в условиях, исключающих возможность увлажнения.

НИТРИТ НАТРИЯ NаNО₂ - кристаллы белого цвета с желтоватым оттенком. Поставляется в виде твердого и жидкого (содержание NаNО - около 28%) веществ, которые должны удовлетворять требованиям ГОСТ 6194-79 "Натрий азотистокислый (нитрит натрия) технический". Поставляется в деревянных бочках или ящиках, фанерных барабанах или бумажных, мешках, а также в железнодорожных цистернах. Ядовит. Дефицитен. Твердый продукт хранится в условиях, исключающих возможность его увлажнения, а жидкий — в металлических ёмкостях, защищенных от попадания осадков, при температуре не ниже точки замерзания раствора.

НИТРИТ-НИТРАТ КАЛЬЦИЯ (ННК) - смесь нитрита- Са(NO ) и нитрата Са(NО ) кальция, получаемая путем обработки отходов производства азотной кислоты - окислов азота гидроокисью кальция. Должен соответствовать требо­ваниям ТУ 6ОЗ-7-04— 74 Министерства химической промыш­ленности СССР "Нитрит-нитрат кальция (нитрит-нитратные щелоки)". Приготовляется в виде пастообразного или жид­кого вещества и поставляется в металлических или деревян­ных бочках, а также в железнодорожных цистернах. Ускори­тель схватывания и твердения тампонажных растворов. При­меняется в основном при температуре от -10 до +50 С. Хранится в металлических емкостях из нелегированной ста­ли без специальных мер защиты, а также в деревянных или бетонных емкостях.

НИТРИТ-НИТРАТ-СУЛЬФАТ НАТРИЯ (ННСН) - отход производства нитратов. Выпускается в виде раствора. Поставляется в цистернах и бочках. Является эффективным ускорителем схватывания и твердения при температуре от -10 до +2О С, при отрицательных температурах выполняет роль антифриза. Хранится в условиях, исключающих возможность замерзания.

НИТРИТ-НИТРАТ-ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ (ННХК) - продукт смешения нитрит-нитрата кальция (ННК) с хлоридом кальция. Должен соответствовать требованиям ТУ 6-18-157-73 Министерства химической промышленности СССР "Хлористый кальций, ингибированный нитрит-нитратом кальция (ННХК)". Приготовляется в виде пастообразного или жидкого вещества и поставляется в металлических или деревянных бочках, а также в железнодорожных цистернах. Является сильным ускорителем схватывания и твердения. Не вызывает коррозии труб и арматуры. Применяется при температуре от -20 до +50 С. Хранится в металлических емкостях из нeлегированной стали без специальных мер зашиты,а также в деревянных или бетонных емкостях.

ОКЗИЛ — продукт окисления ССБ хромпиком в кислой среде. Поставляется предприятиями целлюлозно-бумажной промышленности в" виде сыпучего однородного порошка зеленовато-коричневого цвета или в виде темно-коричневой жидкости плотностью 1120-1300 кг/м с содержанием сухого вещества 25% (рН = 3-5). Поставляется в бумажных мешках или металлической таре. Является эффективным понизителем вязкости и предельного напряжения сдвига тампонажных растворов, резко снижает их водоотдачу. Основное условие для успешного применения реагента - щелочная среда с рН=8-1О. Хорошо сочетается со всеми известными реагентами. Температурный диапазон применения - от 20 до 200 С. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

ОКИСЛЕННЫЙ ПАРАФИН (ОКП-5О) - эффективный пеногаситель растворов с добавкой СДБ и КССБ. Гасит пену при любой минерализации раствора. Применяется в виде раствора в дизельном топливе (1:1). При содержании хлористого кальция эффективность действия ОКП-50 резко снижается. Представляет собой жидкость бурого цвета. Вводится совместно с пенообразователем (КССБ). Поставляется в цистернах.

ОКСИДАТ ВЖС - по действию аналогичен окисленному парафину. Хорошо гасит пену в хлоркалыциевых растворах. Поставляется в цистернах и бочках.

ПАД-3 - триэтаноламмониевая соль алкиларилнитрокарбоновой кислоты. Является замедлителем схватывания и твердения. Молекулярная масса - около 550.

ПАСТА ВМС - пеногаситель на основе синтетических жирных спиртов. Хорошо растворим в воде и углеводородах. Эффективно действует при низких и высоких температурах при любой минерализации растворов. Вводится в количестве до 0,1%. Поставляется в бочках Щебекинским химкомбинатом.

ПЛАСТИФИКАТОР АДИПИНОВЫЙ (ПАШ) выпускается Щекинским и другими химкомбинатами в виде жидкости бурого цвета. Поставляется в цистернах или таре потребителя. Является пластификатором тампонажных растворов. Тормозящего действия на гидратацию почти не оказывает. Данных о возможности применения при высоких температурах нет. Хранится в условиях, исключающих возможность замерзания.

ПОЛИАКРИНАМИД (ПАА) - производится в виде порошка плотностью 1270 кг/м или 8%-ного водного раствора. Относительная молекулярная масса составляет (1,6-42,35)*10 . В тампонажных и буровых растворах применяется продукт щелочного гидролиза ПАА в присутствии триполифосфата -PC-2 (600 кг ПАА + 60 кг щелочи + 60кг триполифосфата + до 4 м воды). Является понизителем водоотдачи и замедлителем схватывания. Поставляется в бумажных многослойных мешках, барабанах и бочках.. При нагревании выше 100 С разлагается с выделением аммиака. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

ПОЛИАМИД - отход производства СЖК. Применяется в виде раствора в дизельном топливе (1:10). Эффективно гасит пены в растворах с любой минерализацией. Поставляется заводом моющих средств в бочках и цистернах.

ПОЛИВИНИЛОВЫЙ СПИРТ (ПВС-ТР) - получается путем омыления поливинилацетата. Выпускается в виде белого порошка плотностью 1293 кг/мЗ. Поставляется в бумажных многослойных мешках или барабанах. Является эффективным понизителем водоотдачи тампонажных растворов и увеличивает их вязкость. Несколько замедляет схватывание. Применяется при температуре до 100 С. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

ПОЛИМЕТИЛСИЛОКСАИОВАЯ ЖИДКОСТЬ (ПМС-1ОООА или ПМС-2ООА) применяется в качестве пеногасителя в виде эмульсии следующего состава (в массовых частях): ПМС-ЮООА или ПМС-2ООА-1.0; мыло натриевое -0,3-0,5; глинистая суспензия - 11О-115; вода - 10-15. Плотность эмульсии - 112О-116О кг/м . Вводится в во­ду, используемую для затворения, в количестве 0,10% от массы пенообразователя. Поставляется в металлических бочках.

ПОЛИФЕНОЛ ЛЕСОХИМИЧЕСКИЙ (ПФЛХ) - продукт формальдегидной конденсации полифенолов растворимых смол при термолизе древесины. Выпускается в виде твер­дого вещества темно—коричневого цвета. Поставляется в многослойных бумажных мешках или металлической таре. Является эффективным понизителем вязкости, водоотдачи и предельного напряжения сдвига. Замедляет схватывание и твердение. Хорошо растворим в воде. Применяется в ви­де 1О%-ного водного или водно-щелочного раствора. При приготовлении образует пену. Используется при температуре до 100 С. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

СИВУШНОЕ МАСЛО (СМ) - отход рафинирования этилового спирта. Растворим в воде и органических растворителях. Наиболее эффективно действует в смеси с дизельным топливом (1:1). При высокой минерализации и температуре эффективность действия снижается. Токсичное летучее вещество. Поставляется в герметически закрытых бочках и цистернах. Недопустимо хранение в емкостях из-под нефтепродуктов.

СИНТАН-5 - вещество, по действию подобное ПФЛХ; синтетический дубитель. Является продуктом конденсации фенолов формальдегидом. Выпускается в виде твердого вещества темного цвета. Поставляется в мешках или металлической таре. Хранится в условиях, исключающих возможности увлажнения.

СИНТАН ПЛ - синтетический таннин, дубитель — продукт конденсации полимеров пирокатехинового ряда с формальдегидом, пептизированный СДБ, По действию подобен синтану-5,

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ (СЖК) - пеногасители. Для полного гашения пены в тампонажных растворах вводится более 0,25% СЖК. Применяются в виде раствора в дизельном топливе (1:2 или 1:3). Эффективны при рН ^S7,5. Наиболее эффективны СЖК фракций С20 и выше (кубовые остатки). Поставляются в бочках.

СКРУББЕРНЫЙ КОНДЕНСАТ - отход производства растительных масел. Вводится в качестве пеногасителя в тампонажные растворы с большим содержанием гипса. Применяется в виде эмульсии следующего состава (в массовых частях): скрубберного конденсата - 10, извести - 3-4; дизельное топливо — остальное. Поставляется в бочках.

СОАПСТОК - отход переработки растительных масел. Содержит 41% жирных кислот и 59% нейтральных включений. Производится в виде вязкой пасты темно-бурого цвета. В воде нерастворим, растворяется в нефтепродуктах. Образует устойчивую эмульсию с водой. 10%-ный раствор кислого соапстока в дизельном топливе является эффективным пеногасителем. Рецептура пеногасителя: 15% соапстока + 15% известкового раствора (плотностью 1120-1170кг/м) + 70% дизельного топлива. В растворах с высокой минерализацией и при высокой температуре действие реагента ухудшается. Вводится вместе с вспенивающим реагентом. Поставляется в бочках.

СТЕРАТ АЛЮМИНИЯ - эффективный пеногаситель как в пресных, так и в минерализованных растворах. Применяется в виде растворов в дизельном топливе (1:10).

СТЕАРОКС-6 - оксиэтилированное ПАВ. Применяется в виде раствора в дизельном топливе (1:10). Хорошо гасит пену в пресных растворах, хуже — в минерализованных. Представляет собой жидкость или пасту светло-коричневого цвета. Поставляется в бочках,

СУЛЬФАТ КАЛИЯ (K₂SO₄)-бесцветные прозрачные кристаллы, растворимые в воде. Должен соответствовать требованиям ГОСТ 4145-75 "Калий сернокислый". Выпускается предприятиями химической промышленности. Поставляется в мешках и навалом. Как и сульфат натрия, применяется в качестве ускорителя твердения. Хранится в закрытых помещениях.

СУЛЬФИРОВАННЫЙ НИТРОЛИГНИН - продукт сульфирования нитролигнина солями сернистой кислоты. Выпускает­ся в жидком и пастообразном виде. Поставляется в метал­лических бочках и барабанах. Хорошо растворим в воде. Является эффективным понизителем вязкости и предельного напряжения сдвига тампонажных растворов, замедлителем их схватывания и твердения. Применяется в виде 1О%-ного раствора с рН-7 при температуре до 120 С. Хранится в условиях, исключающих возможность замерзания.

СУЛЬФАТ НАТРИЯ (Nа SО) - нейтральная безводная натриевая соль серной кислоты. Должен удовлетворять требованиям ГОСТ 6318-77 "Натрий сернокислый (сульфат натрия)". Выпускается предприятиями химической и нефтеперерабатывающей промышленности в виде порошкообразного или гранулированного вещества. Поставляется навалом и в мешках. Применяется в качестве ускорителя твердения при температуре выше 0 С. Хранится в закрытых помещениях в условиях, исключающих возможность увлажнения.

СУЛЬФИТНО-ДРОЖЖЕВАЯ БРАЖКА (СДБ) - продукт переработки ССБ. Выпускается в виде концентратов бражки жидких (КБЖ) и твердых (КБТ) с содержанием сухих веществ соответственно не менее 50 и 76%. Должен соответствовать требованиям ОСТ 81-79—74 Министерства целлюлозно-бумажной промышленности СССР "Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки". Наиболее распространенный пластификатор и замедлитель схватывания тампонажных растворов. Применяется при температуре до 130 С. КБЖ поставляется в железнодорожных цистернах и должны храниться в условиях, исключающих возможность их увлажнения. КБТ поставляются в бумажных мешках, которые следует хранить в закрытых проветриваемых помещениях, располагая мешки в один ряд по вертикали.

С-3 (СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР) - продукт конденсации нафталиноксисульфокислот формальдегидом. Степень полимеризации - 2—10. Разработан в НИИЖБ. Выпускается в опытном порядке в виде 37%-ного водного раствора бурого цвета или мелкого легко растворимого в воде порошка желтого цвета. Поставляется в бочках или мешках. Является очень сильным пластификатором тампонажных растворов. Тормозящего действия на гидратационные процессы не оказывает. Хранится в условиях, исключающих возможность замерзания или увлажнения.

СУСПЕНЗИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА (ПЭС) - в дизельном топливе в соотношении 1:10 Эффективность действия выше, чем у суспензии резины (PC). Применяется аналогично PC. Гасит любые пены. Поставляется в виде порошка в мешках.

СУСПЕНЗИЯ РЕЗИНЫ - СКС-30, АРМ-15 - в дизельном топливе в соотношении 1:10. После смешения с дизельным топливом необходима выдержка для набухания (24 ч и более). Как пеногаситель этот реагент наиболее эффективен в хлоркальциевых растворах, с увеличением минерализации эффективность действия PC возрастает. Малоэффективен в нефтеэмульсионных растворах, особенно - насыщенных солью. Порошкообразная резина поставляется шиноремонтными предприятиями в мешках.

Т-66 - жидкость плотностью 1010-1070 кг/м . Побочный продукт производства диметилдиоксана при производстве изопрена. Хорошо растворим в воде и органических растворителях. Эффективен при высоких температурах - до 4ОО С и давлении до 100 МПа. Замерзает при температуре ниже -25 С. Снижает водоотдачу тампонажных растворов. Гасит любые пены. При работе с Т-66 необходимы защитные очки и спецодежда. Пожароопасен. Поставляется в бочках и цистернах заводами изопренового каучука.

УГЛЕКИСЛЫЙ НАТРИЙ И УГЛЕКИСЛЫЙ КАЛИЙ (СОДА КАЛЬЦИНИРОВАННАЯ И ПОТАШ) - выпускаются в виде белых кристаллических порошков. Поставляются в бумажных многослойных мешках. Относятся к числу наиболее активных ускорителей схватывания и твердения, а углекислый калий к тому же используется как антифриз. Применяются при температуре в диапазоне от -40 до 4-150 С. Хранятся в условиях, исключающих возможность увлажнения.

ФЕРРОХРОМЛИГНОСУЛЬФОНАТ (ФХЛС) - продукт обработки лигносульфонатов (СДБ) хроматами. Выпускается в виде порошка бурого цвета. Поставляется в мешках. Является эффективным замедлителем схватывания, особенно при высоких температурах; понижает водоотдачу, уменьшает вязкость и предельное напряжение сдвига тампонажных растворов. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

ФЛОТОМАСЛО (фенольное масло) — получается при разгонке древесной смолы. Представляет собой маслянистую жидкость темно-коричневого цвета, обладает острым специфичным (фенольным) запахом. Не растворяется в воде, но хорошо растворяется в дизельном топливе. Применяется в качестве пеногасителя. Вводится в количестве 2-3% от объема жидкости затворения.

ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ - выпускается предприятиями химической промышленности в виде обезвоженного (СаСl), плавленного (CaCl *2H O), твердого (чешуйки) и жидкого (содержание сухого вещества - около 31%) продуктов. Должен соответствовать требованиям ГОСТ 450-77 "Кальций хлористый технический". Наиболее сильный ускоритель схватывания и твердения растворов минеральных вяжущих. Применяется при температуре в диапазоне от -30 до +1ОО С. Обезвоженный хлорид кальция поставляется в металлических барабанах или таре с герметичными крышками; плавленный - в металлических барабанах; твердый (чешуйки) — в полиэтиленовых мешках; жидкий — в бочках или железнодорожных цистернах. Твердые продукты могут поставляться также в бумажных мешках. Обезвоженные вещества должны храниться в условиях, исключающих возможность увлажнения; жидкие - в емкости, защищенной от попадания осадков и от замерзания.

ХЛОРИД НАТРИЯ (NaCl) - представляет собой кристаллическое вещество, которое должно соответствовать требова­ниям ГОСТ 13830-68 "Соль поваренная пищевая", ТУ 6—12-26-69 Министерства химической промышленности СССР "Соль поваренная техническая. Отходы производства калия хлористого" или ТУ 6-01—540—70 Министерства химической промышленности СССР "Соль поваренная техническая". Применяется в качестве ускорителя схватывания, а также антифриза. Производится предприятиями пищевой и химической промышленности. Поставляется в расфасованном виде, а также навалом. Хранится в условиях, исключающих возможность увлажнения.

ХРОМАТЫ (монохроматы и бихроматы калия и натрия) - применяются для разжижения и замедления схватывания тампонажных растворов при высоких температурах. Чаще все­го используются в очень малых количествах в сочетании с СДБ, гипаном, КМЦ, нитролигнином, ПФЛХ и др. Выпускают­ся в виде кристаллического, гранулированного обезвоженного, гранулированного с кристаллизационной водой (Nа Сг О *Н О) и плавленного веществ. Пластифицируют тампонажные растворы, замедляют их схватывание. Поставляются в виде порошков оранжевого цвета в барабанах, мешках, реже — навалом.

84