- •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
12.1.2 Гельцементные растворы
Гельцементные называются растворы, содержащие в качестве облегчающей добавки содержатвысококолоидальные, главным образом монтмориллонитовые (бентонитовые), глины. Эти глины имеют плотность 2300—2600 кг/м3 и вводятся обычно в количестве до 20% от массы твердой фазы. Поэтому снижение плотности за счет введения менее плотного компонента твердой фазы невелико и достигается в основном за счет значительного увеличения водосодержания гельцементных растворов по сравнению с обычными. Добавка к тампонажному цементу 5—6 % высококачественного бентонита позволяет приготовить седиментационноустойчивые растворы с В/Т«= 0,74-0,75, имеющие плотность 1600—1700 кг/м8. Введение 20—25% бентонита позволяет применять В/Т «1,3ч-1,5 и получать плотность растворов 1300— 1400 кг/м3.
Седиментационная устойчивость сильно разбавленных гель- цементных растворов обусловлена высокой дисперсностью частиц монтмориллонита в воде (5=8-105 м2/кг), особыми свойствами их поверхности и формой (высокой анизометричностью), что в совокупности обеспечивает высокую структурообразующую способность. Хорошо диспергированный бентонит образует в цементном растворе самостоятельную коагуляцион- ную структуру, в которой взвешены частицы цемента. Впоследствии эта структура разрушается в результате коагулирующего действия иона кальция и заменяется структурой твердеющего цементного камня.
При водосодержании гельцементных растворов, обеспечивающем консистенцию раствора, равную обычному тампонажному портландцементному при В/Ц=0,4-0,5 Д начальная скорость водоотдачи оказывается в несколько раз ниже. Добавка бентонита в значительно большей степени повышает сопротивление фильтрации, чем эффективную вязкость, что может быть объяснено ярко выраженной тиксотропией коагуляционных структур монтмориллонита.
Гельцементные растворы пониженной плотности можно приготовлять тремя способами: затворением на воде сухой смеси цемента и глннопорошка, затворением цемента на заранее приготовленной и необходимое время выдержанной глинистой суспензии (глинистом растворе) и смешиванием глинистого и цементного растворов. При втором и третьем способах для достижения равной седиментационной устойчивости достаточно в 2—3 раза меньшего количества добавки.
В табл. 11.2 приведены данные о водопотребности некоторых отечественных глинопорошков при вводе их в цементный раствор в виде заранее (за 1 сут) приготовленного глинистого раствора и в виде глннопорошка в смеси с цементом.
На рис. 34 приведены кривые загустевания тампонажных растворов, в которые бентонит был введен как в виде порошка (в смеси с цементом), так и в гидратированном виде (в виде заранее приготовленной суспензии). Введение бентонита в гидратированном виде не только повышает исходную консистенцию, но и ускоряет загустевание. При введении бентонита в виде порошка ускорение загустевания наблюдается при более высоких температурах.
Таблица И, 2. Водопотребность некоторых глинопорошков при
приготовлении тампонажных растворов пониженной плотности
Глинопорошок |
Водопотребность, м"'/т |
|||||
Глинистый раствор |
Сухая смесь |
|||||
максимальная |
Минимальная |
средняя |
максимальная |
минимальная |
средняя |
|
Бентонитовый Черкасского ме |
* 9 |
5 |
7 |
3 |
1,7 |
2,3 |
сторождения, обработанный?, |
|
|
|
|
|
|
3,5 %-ным раствором МэдСОз |
|
<4 - |
|
|
|
1,9 |
Палыгорскитовый Черкасского |
5 |
2 |
3 |
2,7 |
1,2 |
|
месторождения (слои № 3, 4) |
|
|
|
|
|
1,6 |
Дружковского месторождения |
4 |
2 |
3 |
2 |
1,2 - 1,6 |
|
Бентонитовый Саригючского |
10 |
6 |
8 |
3 |
2,3 |
|
месторождения .,.... |
|
|
|
|
|
|
Бентонитовый Асканского ме |
• 8 |
4 |
6 |
2,7 |
1,3 |
2 |
сторождения |
|
|
|
|
|
|
Талалаевского месторождения |
4 |
2 |
3 |
|
1 ,2-8 < ' |
1,8 |
Биклянского месторождения |
2,5 |
1,5 |
2 |
1,7 |
0,9 |
1,3 |
Нефтеабадского месторождения |
5 |
2 |
3,5 |
2,7 |
1,1 |
1.9 |
Горбского месторождения |
4 |
2 |
3 |
3,2 |
1,2 |
1,7 |
Часов-Ярского месторождения , V « ' - |
8 |
3 |
! 5 |
1,2 |
|
В обычных условиях твердения (при невысокой температуре и в отсутствие химически агрессивной среды) влияние добавки бентонита, если он вводится в количестве до 8 %, на прочность и проницаемость цементного камня незначительно. Эти показатели остаются примерно такими же, как у раствора из цемента без добавок при тех же значениях водосодержания.
Рис. 34. Кривые загустетаиия гель- цементных тампонажных растворов
при 75 °С:
1 — тампонажный портландцемент, В/Ц-
=0,5; 2 — то же, +5 % порошкообразного
бентонита; 3 — то же, В'Т = 0,9; 4— то же, бентонит введен в виде заранее приготовленного глинистого раствора
Время загустевания, ч
Прочность цементного камня снижается, а водопроницаемость его возрастает, но незначительно, по сравнению с изменением за счет повышения водосодержания. Способ введения бентонита существенно не влияет на прочность и водопроницаемость цементного камня.
Недостатком гельцементных растворов пониженной плотности является низкая температурная и коррозионная устойчивость цементного камня, Резкое снижение прочности при повышенной температуре твердения начинается раньше и происходит быстрее, чем у растворов из обычного цемента. Значительно быстрее разрушается цементный камень из гельцемента под действием агрессивной солевой среды, особенно в присутствий ионов
Лучшей по сравнению с бентонитовыми термо- и солестой- костью обладают цементные растворы, в которых облегчающей добавкой служит палыгорскит (аттапульгит).