- •Тампонажные смеси
- •1.1 Функции тампонажных смесей
- •1.2 Требования к тампонажным смесям
- •1.3 Способы упрочнения и кольматации стенок скважин. Способы тампонирования
- •Г л а в а 2. Состав цементных растворов
- •2.1 Цементы
- •2.2 Разновидности портландцемента
- •2.3 Механизм твердения цементов
- •2.4 Жидкости затворения. Добавки. Буферные жидкости
- •2.5 Расчет количества компонентов цементного раствора
- •3.1 Свойства цементного раствора
- •3.2 Регулирование параметров цементных растворов
- •4.1 Подготовка образцов к определению параметров цементного камня
- •4.2 Кинематика и термодинамика изменения свойств
- •4.3 Прочность ценетного камня
- •4.4 Сцепляемость цементного камня с горной породой
- •4.5 Усадка цементного камня при твердени
- •4.6 Неконтролируемое самопроизвольное расширение
- •4.7 Проникаемость цементного камня
- •4.8 Коррозионная стойкость цементного камня
- •4.9 Термостойкость цементного раствора и камня
- •5.1 Гельцементированные растворы
- •5.2 Глиноцементные растворы
- •Г л а в а 6. Коррозионностойкие тампонажные цементы
- •7.1 О термостойкости цементов
- •7.2 Цементно – кремнемнеземистые смеси
- •7.3 Шлакопесчаные цементы
- •7.4 Белито-кремнеземистый цемент (бкц)
- •7.5 Известково-кремнеземистые цементы
- •Глава 8 расширяющиеся тампонажные цементы
- •8.1 Способы регулирования процесса расширения.
- •8.2 Составы расширяющихся тампонажных цементов
- •Глава 9. Органические и органо – минеральные тампонажные смеси
- •9.1 Полиакриломид – цементные, лигнасо- цементные и цементно-латексные тампонажные смеси.
- •9.2 Синтетические смолы
- •9.3 Тампонажные смеси на основе карбамидных смол
- •9.4 Тампонажные смеси на основе сланцевых смол
- •9.5 Смологлинистые растворы
- •9.6 Полимерные тампонажные смеси
- •9.7 Тампонажные смеси на основе латексов
- •9.8 Смоло-полимерные смеси
- •9.8Другие полимер-минеральные тампонажные смеси
- •10.1 Битумы
- •10.2 Битумные эмульсии
- •10.3 Взаимодействие битумов с горными породами
- •10.4 Добавки к битумам
- •10.5 Цементно-битумные смеси
- •11.1 Механизм упрочнения и кольматации горных пород
- •11.2 Способы силикатизации
- •11.3 Способы однорастворной силикатизации
- •11.4 Взаимодействие силикатных растворов с горными породами
- •12.1 Облегченные тампонажные цементнты и растворы
- •12.1.1 Способы снижения плотности тампонажных растворов
- •12.1.2 Гельцементные растворы
- •12.1.3 Цементные растворы с кремнеземнистыми облегчающими добавками
- •12.14Проектирование составов облегченных тампонажных цементов и растворов
- •12.2.1 Утяжеленные тампонажные цементы и растворы
- •12.2.2Утяжеленный цемент для умеренно высоких температур
- •12.2.2 Утяжеленные шлаковые цементы
- •12.23Утяжеленные тампонажные цементно- и шлако-баритовые растворы
- •12.2.4Утяжеленные тампонажные растворы на основе шлаков цветной металлургии
- •Из свинцового шлака
- •Совместного помола свинцового шлака и песка при различных температурах и давлении 50 мп а
- •12.3 Тампонажные растворы, затворенные на концентрированных растворах солей
- •12.3.1 Растворение соленосных отложений
- •12.3.2 Приготовление засоленных тампонажных растворов
- •12.3.3 Влияние солей на реологические свойства тампонажных растворов
- •12.3.4 Водоотдача засоленных тампонажных растворов
- •12.3.5 Сцепление цементного камня с солями
- •12.4 Прочие модифицированные тампонажные материалы.
- •12.4.1Дисперсно-армированные тампонажные цементы
- •12.4.2Обращенные нефтеэмульсионные тампонажные растворы
- •12.4.3Нефтецементные растворы
- •13.1 Общие сведения.
- •13.2 Тампонажные растворы на основе вяжущих веществ
- •13.3 Тампонажные пасты
- •Глава 14.
- •14.1 Цементировочнве агрегаты
- •14.2 Цементировочные агрегаты в специальном исполнении
- •Режимы работы цементировочного агрегата ца-320а
- •14.3 Совершенствование цементировочных агрегатов
- •14.4 Цементно-смесительные машины
- •Режимы работы машины см-4м для получения раствора плотностью 1,85 г/см3
- •15.1 Оборудование
- •15.2 Тампонажные снаряды
- •15.3 Технология тампонирования
- •15.4 Технология тампонирования однорастворными тампонажными месями
- •15.5 Технология тампонирования двухрастворными смесями
- •15.6 Тампонирование гидромониторными струями и гидроимпульсным методом
- •15.7 Технология тампонирования сухими смесями
- •15.8 Технология тампонирования кавернозной зоны
- •15.9 Ликвидациооное тампонирование
- •Глава 16 Тампонажные снаряды
- •16.1 Тампонажный снаряд ту-7
- •16.2 Тампонажный снаряд кст
- •16.3 Тампонажный комплект сс и пм
- •16.4 Тампонажное устройство ту-2
- •16.5 Тампонажный снаряд при бурении комплексами сск (сот)
- •16.6 Технология проведения тампонажных работ
- •17.1 Техника безопасности при изготовлении и использовании тампонажных смесей
- •17.2 Природоохранные мероприятия при использовании тампонажных смеей
- •Библиографический список
В. И. Зварыгин
Тампонажные смеси
Учебное пособие
Красноярск 2012
УДК 622.24(0.75.8)
ББК 33.13 (Я73)
3-42
Зварыгин В. И.
Тампонажные смеси: учебное пособие/ В. И. Зварыгин. – Красноярск: Сибирский федеральный ун-т; 2012. – 250 с.
В учебном пособии рассмотрены широко применяющиеся цементные. полимерцементные, глиноцементные, полимерные, силикатные, битумные тампонажные смеси, их свойства. Особое внимание уделяется технологии тампонирования и тампонажным снарядам.
Описаны процессы твердения тампонажных смесей, наиболее прогрессивные способы тампонирования.
Для студентов специальности «Технология и техника разведки м.п.и.».
РИО БИК
Сибирский федеральный Университет, 2012
660011 Красноярск пр.Свободный, 79
Г л а в а 1. ТАМПОНАЖНЫЕ СМЕСИ
1.1 Функции тампонажных смесей
В процессе бурения неустойчивых горных пород возникают различного рода геологические осложнения и связанные с ними аварии, вызывающие значительные затраты физического и умственного труда, времени, денежных и материальных средств.
Устойчивость горных пород в скважинах обусловлена главным образом геологическими особенностями горных массивов и технологией бурения. Нарушение устойчивости стенок скважин наблюдается в основном в породах со слабыми связями частиц, зернами и отдельными элементами: набухающих глинах, песках, дробленых породах
При нарушении естественных условий залегания: обнажении пород, насыщении пород водой, воздействии на них вибрации и ударов бурильной колонны указанные породы теряют свою устойчивость: обваливаются, осыпаются, набухают. Трещины, пустоты в горных породах приводят к потерям промывочной жидкости, самозаклиниванию керна в колонковой трубе, ухудшению качества опробования скважины.
Для возможности дальнейшего бурения скважин в этих породах требуются специальные работы по закреплению их стенок, их кольматации – тампонированию скважин. Тампонирование скважин производят тампонажными смесям.
Тампонажные смеси (от слова тампон - пробка, затычка) - это вяжущие системы, предназначенные для заполнения трещин и пустот с основной целью закрепления неустойчивых, дробленых горных пород и предотвращения потерь промывочной жидкости при бурении скважин.
Помимо основного назначения закрепления стенок скважин и предотвращения потерь промывочной жидкости тампопажпые смеси должны выполнять следующие функции.
Изолировать пласты твердых полезных ископаемых от проникновения подземных и поверхностных вод, а также пласты жидких и газообразных полезных ископаемых друг от друга.
Ликвидировать водо-, газо- и нефтепроявления.
Закреплять обсадные трубу технической и эксплуатационной колонн.
4. Защищать обсадные трубы от коррозии, повышать их устойчивость к внешним и внутренним нагрузкам.
5. Закреплять стенки скважин от обрушений при их ликвидации.
6. Создавать водопроницаемые тампонажные завесы вокруг строящихся стволов шахт и метро.
Тампонажжные смеси – это структурированные дисперсные системы, в которых в качестве дисперсной фазы выступают гидрофильные тонкодисперсные частицы (структурообразователи), а в качестве дисперсной среды – вода (реже неполярные жидкости).
Под воздействием гидрофильной поверхностной энергии частиц, вокруг каждой из них образуется плотный гидратный (адсорбированный) слой с повышенной прочностью (гидраты). Совокупность таких гидратов и называется структурой тампонажной смеси.
Структурообразователи должны обладать высокой гидрофильностью (полярностью), для активного их взаимодействия с молекулами воды.
Гидрофильность структурообразователя определяют по наличию в частицах гидрофильных функциональных групп атомов с высокой электроотрицательностью отрицательно заряженных атомов (таких как O кислород с электроотрицательностью 3,5; азот с электроотрицательностью 3). Гидрофильность можно определить по формуле
где Э1 – электроотрицательность отрицательно заряженных атомов, Э2 – электроорицательность положительно заряженных атомов функциональной группы цементных частиц.
В качестве структурообразователей чаще всего используют цементы.