12.23Утяжеленные тампонажные цементно- и шлако-баритовые растворы

В некоторых районах при отсутствии утяжеленного цемента в качестве утяжеляющей добавки к цементам используют немо­лотый магнетитовый песок. Введение магнетита дает возмож­ность получить растворы высокой плотности.

При высоких температурах и давлениях водоотделение (ха­рактеризующее седиментационную устойчивость) цементно- и шла'ко-баритовых растворов на 20—30 % меньше, чем рас­творов, утяжеленных магнетитовым песком. Хорошая устойчи­вость утяжеленных баритом растворов объясняется большими дисперсностью и гндрофильностью баритовых частиц, чем магнетитовых. Образующиеся вокруг баритовых частиц сольватные оболочки способствуют их большой «плавучести» и, следова­тельно, седиментационной устойчивости системы.

Таким образом, при отсутствии специального утяжеленного цемента заводского производства для утяжеления тампонаж- ных растворов лучше использовать технический барит, чем немолотый магнетитовый песок. Смеси с баритом предназна­чаются для цементирования нефтяных и газовых скважин с аномально высокими градиентами давлений до 0,021 МПа/м при 20—200 °С. Для цементирования скважин с забойными температурами 20—100 °С рекомендуются смеси цемент - барит с массовым соотношением от 2: 1 до 1 : 1, а для скважин с температурой 100—200 °С - шлак - барит с таким же соот­ношением. Смеси состава -2:1 используются для получения тампонажного раствора плотностью 2000—2100 кг/м³, а со­става 1:1 — плотностью 2100—2180 кг/м³.

Таблица 11.11.физико-механические свойства утяжеленных цементно- и шлако-баритовых смесей

Сосрлгполрппрд Состав смеси масс. ч

В/Т

Добавки,% от массы цемента

Рас- Те- кае- мость см

Плот- ность, Кг/м3

Условия опыта

Сроки схват-ывания, Ч-мин

Прочность через 2 сут. МПа

Газопроницаемость, мкм3

Цемент или барит

барит

ссб

Хро-мпик

Т,

P, МПа

На-чало

Ко-нец

изгиб

схатие

Цементно-баритовые смеси

2	1	0,38	-	-	18	2070	75	0,1	1-00	2-00	5,1	17,1	-
1	1	0,36	-	-	18	2150	75	0,1	2-15	4-00	2,3	7,4	-
2	1	0,38	-	-	18	2070	100	50	-	-	7,5	20,5	1740
1	1	0,36	-	-	18	2150	100	50	-	-	4,6	12,8	1210
2	1	0,38	0,1	0,1	20	2070	100	50	1-15	2-30	8,2	21,4	870
1	1	0,36	0,1	0,1	20	2150	100	50	3-30	5-00	6,9	13,6	2260

Шлако-баритовые смеси

2	1	0,35	-	-	18	2080	120	40	-	-	1,6	2,5	3500
2	1	0,35	0,08	0,08	20	2050	120	40	2-30	3-30	3,4	3,5	1170
1	1	0,33	-	-	18	2180	120	40	-	-	1,6	2,3	2900
1	1	0,33	0,08	0,08	21	2170	120	40	4-30	6-00	3,1	3,6	1940
2	1	0,35	-	-	18	2080	160	50	-	-	1,8	3,6	3160
2	1	0,35	0,15	0,15	21	2060	160	50	4-00	6-00	3,5	5,9	2900
1	1	0,33	-	-	18	2180	160	50	-	-	1,9	3,5	2900
1	1	0,33	0,15	0,15	22	2150	160	50	3-00	4-00	4,5	5,0	450

Физико-механические свойства цементно- и шлако-барито- вых смесей приведены в табл. ПЛ. Смеси цемент-барит (2:1 и 1:1) имеют удовлетворительную прочность камня при температуре 75 и 100 °С. Срок схватывания цементно-барито- вых растворов регулируется добавками ССБ и хромпика или другими замедлителями,

Смеси шлак-барит (2:1 и 1:1) с добавками ССБ и хром­пика при температуре 120—200 °С имеют прочность камня при изгибе свыше 3 МПа. Добавки ССБ и хромпика в 1,9—2,4 раза увеличивают прочность шлако-баритового камня (при изгибе). Установлено, что диспергирующее влияние ССБ больше прояв­ляется на лежалых шлаках, чем на шлаках свежего помола. Добавками пластификаторов типа ССБ и дубителей можно повысить активность лежалых шлаков до исходной и выше.