Slavdom-nn.ru

Славдом НН
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Начало загустевания цементного раствора

ГОСТ 26798.1-85 Цементы тампонажные. Методы определения растекаемости, плотности, водоотделения, времени загустевания и сроков схватывания

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЦЕМЕНТЫ ТАМПОНАЖНЫЕ
Методы определения растекаемости, плотности, водоотделения,
времени загустевания и сроков схватывания

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Методы определения растекаемости, плотности, водоотделения, времени загустевания и сроков схватывания

Oil-well cements. Test methods of flowability, density, water-el: mination, thickening time and setting time

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 12 декабря 1935 г. № 230 срок введения установлен

Настоящий стандарт распространяется на все виды тампонажных цементов и устанавливает методы испытаний для определения растекаемости, плотности, водоотделения, времени загустевания и сроков схватывания цементного теста.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСТЕКАЕМОСТИ

Чаша, лопатка по ГОСТ 310.3-76.

Мешалка для перемешивания цементного теста по СТ СЭВ 3920-82 (п. 4.1). Допускается применение мешалки по черт. 1 со скоростью вращения лопастного устройства (1500±100) мин -1 , объемом перемешиваемого раствора в стакане цилиндрической формы от 500 до 900 см 3 .

Допускается применение мешалок иной конструкции, обеспечивающих получение однородного цементного теста при времени перемешивания (180±5) с.

Измерительный столик, установленный горизонтально по уровню, снабженный шкалой, представляющей собой концентрические окружности с минимальным диаметром 70 мм и максимальным не менее 250 мм. Цена деления шкалы должна быть не более 5 мм. Столик должен быть покрыт стеклом.

Линейка с погрешностью ±1 мм по ГОСТ 427-75.

Испытательное оборудование и средства измерений должны подвергаться поверке в соответствии с обязательным приложением.

1.2. Проведение испытаний

1.2.1. Форму-конус устанавливают на стекле в центре измерительного столика таким образом, чтобы внутренняя окружность формы совпадала с начальной окружностью шкалы столика. Внутреннюю поверхность конуса и стекло перед испытанием протирают влажной тканью.

1.2.2. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0-85.

1.2.3. Готовым цементным тестом заполняют форму-конус до верхнего торца. Интервал времени от момента окончания перемешивания до момента начала заполнения конуса не должен быть более 5 с. Затем конус резко поднимают в вертикальном направлении.

Мешалка для перемешивания цементного теста

1 — лопастное устройство; 2 — стакан

1.2.4. Диаметр расплыва цементного теста измеряют во взаимно перпендикулярных направлениях металлической линейкой. За значение растекаемости принимают среднее из результатов двух измерений. При этом расхождение между большим и меньшим диаметром не должно быть более 10 мм.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ

Лабораторные весы общего назначения по ГОСТ 24104-88 или другие весы с пределом взвешивания не ниже 500 г и погрешностью взвешивания не более 1,0 г.

Пикнометр вместимостью (100±0,5) см 3 (черт. 3).

Чаша и лопатка по ГОСТ 310.3-76.

Мешалка для перемешивания цементного теста по п. 1.1.

2.2. Проведение испытаний

2.2.1. Определяют массу чистого сухого пикнометра с погрешностью до 1,0 г.

2.2.2. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0-85.

2.2.3. По окончании перемешивания пикнометр заполняют цементным тестом и закрывают крышкой, при этом цементное тесто должно заполнить канал в крышке пикнометра. Избыток теста, выступивший из отверстия в крышке, удаляют влажной тканью.

2.2.4. Массу пикнометра, заполненного цементным тестом, определяют с погрешностью до 1,0 г.

1 — пробка; 2 — стакан

2.2.5. Плотность цементного теста r ц вычисляют с округлением до 10 кг/м 3 по формуле

кг/м 3 , (1)

где т1 — масса пустого пикнометра, г;

т2 — масса пикнометра с цементным тестом, г;

V — вместимость пикнометра, см.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДООТДЕЛЕНИЯ

Чаша, лопатка по ГОСТ 310.3- 76.

Мешалка для перемешивания цементного теста по п. 1.1.

2 мерных цилиндра по ГОСТ 1770-74, исполнение 2 или 3, вместимостью 250 мл. с ценой деления не более 2 см 3 .

3.2. Проведение испытаний

3.2.1. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0-85.

3.2.2. Цементное тесто заливают в два цилиндра так, чтобы в каждом из них метка 250 см находилась на уровне верхнего края мениска.

Читайте так же:
Что значит цемент 500 д20

3.2.3. Цилиндры оставляют в покое при температуре (20±3) ° С . Через 2 ч измеряют объем отделившейся сверху воды. Разница в отстоях в обоих цилиндрах не должна быть более 0,5 см 3 .

3.2.4. Водоотделение ( W ) в процентах от объема цемента вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле

, (2)

где v1 и v2 — объем отделившейся воды соответственно в первом и втором цилиндрах, см 3 .

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЗАГУСТЕВАНИЯ

Мешалка для перемешивания цементного теста по п. 1.1.

Чаша, лопатка по ГОСТ 310.3-76.

Консистометр КЦ-5 для испытания цементов при низких, нормальных и умеренных температурах.

Консистометр КЦ-3 для испытаний цементов при повышенных и высоких температурах. Допускается применение консистометра КЦ-3 для испытаний цементов при низких, нормальных и умеренных температурах.

Консистометры должны быть прокалиброваны в соответствии с инструкцией к прибору. Схема измерительного узла консистометра приведена на черт. 4.

Допускается применение консистометров иной марки, обеспечивающих получение результатов испытаний, сопоставимых с результатами, полученными на консистометрах КЦ-3 и КЦ-5.

4.2. Проведение испытаний

4.2.1. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0-85.

4.2.2. Испытание проводят в соответствии с инструкцией к прибору. Температурный режим и давление — по ГОСТ 26798.0-85.

4.2.3. Частота вращения стакана консистометров КЦ-3 и КЦ-5 должна быть (150±5) мин -1 . Допускается проводить испытания при частоте вращения стакана этих консистометров (60±2) мин -1 .

4.2.4. Временем загустевания цементного теста считают время от начала затворения до момента достижения консистенции 30 единиц консистенции (ед. к) по шкале прибора.

Схема измерительного узла консистометра

1 — лопастное устройство; 2 — стакан

5 . ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ

Мешалка для перемешивания цементного теста по п. 1.1.

Чаша и лопатка по ГОСТ 310.3-76.

Прибор Вика с иглой по ГОСТ 310.3-76.

Кольцо к прибору Вика по ГОСТ 310.3-76.

Подставка к прибору (черт. 5).

Термостат, обеспечивающий соблюдение режима по ГОСТ 26798.0-85. Воду в термостате меняют через каждые 7 сут.

Автоклав, обеспечивающий соблюдение режимов по ГОСТ 26798.0-85, с устройством для определения сроков схватывания. Устройство должно быть снабжено набором стержней с иглами или механизмом для сбрасывания иглы и поворота кольца после каждого измерения. Масса стержня с иглой должна быть (340 ± 2) г. Форма, размеры и состояние иглы должны соответствовать ГОСТ 310.3-76.

Подставка к прибору Вика

* i — толщина стенки кольца Вика

5.2. Определение сроков схватывания цементов для низких и нормальных температур

5.2.2. Кольцо прибора Вика и подставку к нему предварительно смазывают смазочным маслом любой марки (индустриальным или консервационным) или пластичной смазкой любой марки и устанавливают кольцо на подставку.

5.2.3. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0-85.

5.2.6. Первое погружение иглы в цементное тесто производят не позднее чем через 1 ч 30 мин после затворения, последующие — через 1 ч 45 мин, 2 ч и 2 ч 15 мин, а в дальнейшем — не реже чем через каждый час.

5.3. Определение сроков схватывания цементов для умеренных температур

5.3.1. Подготовку к испытаниям проводят по пп. 5.2.1 — 5.2.4.

5.3.2. Кольцо Вика накрывают металлической или стеклянной пластинкой и помещают в термостат таким образом, чтобы уровень воды над кольцом был не менее 2 см. Через 1 ч 30 мин кольцо с цементным тестом вынимают из термостата и проводят испытания по п. 5.2.5. Повторные испытания проводят до фиксации начала схватывания через каждые 15 мин, а в дальнейшем не реже чем через каждые 30 мин. После каждого испытания кольцо снова помещают в термостат.

5.4. Определение сроков схватывания цементов для повышенных температур

5.4.1. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0-85.

5.4.2. Кольцо устройства для определения сроков схватывания смазывают тонким слоем пластичной смазки любой марки.

Цементное тесто заливают в кольцо устройства для определения сроков схватывания. Закрепляют кольцо в устройстве и помещают его в автоклав, который полностью заполняют рабочей жидкостью согласно инструкции к нему и герметизируют.

Читайте так же:
Заливка теплых полов цементным раствором

5.4.3. Погружать иглы следует в соответствии с программой испытаний. Результаты погружений определяют согласно инструкции по эксплуатации, прилагаемой к устройству для определения сроков схватывания. Интервал времени между последующими погружениями иглы не должен превышать 1 ч.

5.5. Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения до момента, когда игла не доходит до подставки на 1 — 2 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла погружается в тесто на глубину от 1 до 3 мм.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное
ПОВЕРКА ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Поверке подлежат форма-конус, пикнометр, консистометр, автоклав, прибор Вика, устройство для определения сроков схватывания в автоклаве.

2. Поверку производят в соответствии с утвержденными методиками с периодичностью не реже одного раза и год.

3. Проверяемые параметры аппаратуры приведены в таблице.

Гидратация цемента

Гидратация цемента — химическая реакция цемента с водой с образованием кристаллогидратов. [2] В процессе гидратации жидкий или пластичный цементный клей превращается в цементный камень. Первая стадия этого процесса называется загустеванием, или схватыванием, вторая — упрочнением, или твердением. [3]

Содержание

  • 1 Химические реакции
  • 2 Изменения физических свойств
  • 3 Примечания
  • 4 Литература
  • 5 Ссылки

Химические реакции [ править | править код ]

Безводные минералы клинкера при реакции с водой превращаются в гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферраты кальция. Все реакции являются экзотермическими, то есть протекают с выделением теплоты. На скорость гидратации влияют: степень помола цемента и его минеральный состав, количество воды, которой замешивается цемент, температура, введение добавок. [5] Степень гидратации зависит от водоцементного соотношения, и достигает своего максимального значения только через 1—5 лет. [6] [

1] Степень гидратации определяется различными способами: по количеству Ca(OH)2, по тепловыделению, по удельному весу цементного теста, по количеству химически связанной воды, по количеству негидратированного цемента, [

2] либо косвенно по показателям прочности цементного камня. [7] Продукты гидратации различаются по прочности. Основными носителями прочности являются гидросиликаты кальция. [6] В процессе гидратации клинкеров C3S и C2S помимо гидросиликатов кальция образуется гашёная известь Ca(OH)2, сохраняющаяся в цементном камне и препятствующая коррозии стали внутри цементного камня. [8]

Уравнения реакций для четырёх основных клинкерных минералов выглядят следующим образом [9] :

Для трёхкальциевого силиката 3 CaO ⋅ SiO 2 >>> (сокращённо C 3 S >>> ):

<3CaO.2SiO2.3H2O>+ <3Ca(OH)2>+ 502>>>»> 2 ( 3 CaO ⋅ SiO 2 ) + 6 H 2 O ⟶ 3 CaO ⋅ 2 SiO 2 ⋅ 3 H 2 O + 3 Ca ( OH ) 2 + 502 + 6H2O -> <3CaO.2SiO2.3H2O>+ <3Ca(OH)2>+ 502>>> <3CaO.2SiO2.3H2O>+ <3Ca(OH)2>+ 502>>>»/> Дж/г

Для двукальциевого силиката 2 CaO ⋅ SiO 2 >>> (сокращённо C 2 S >>> ):

<3CaO.2SiO2.3H2O>+ + 260>>>»> 2 ( 2 CaO ⋅ SiO 2 ) + 4 H 2 O ⟶ 3 CaO ⋅ 2 SiO 2 ⋅ 3 H 2 O + Ca ( OH ) 2 + 260 + 4H2O -> <3CaO.2SiO2.3H2O>+ + 260>>> <3CaO.2SiO2.3H2O>+ + 260>>>»/> Дж/г

Для трехкальциевого алюмината 3 CaO ⋅ Al 2 O 3 >>> (сокращённо C 3 A >>> ):

<3CaO.Al2O3.6H2O>+ 867>>>»> 3 CaO ⋅ Al 2 O 3 + 6 H 2 O ⟶ 3 CaO ⋅ Al 2 O 3 ⋅ 6 H 2 O + 867 + 6H2O -> <3CaO.Al2O3.6H2O>+ 867>>> <3CaO.Al2O3.6H2O>+ 867>>>»/> Дж/г

Для четырёхкальциевого алюмоферрита 4 CaO ⋅ Al 2 O 3 ⋅ Fe 2 O 3 >>> (сокращённо C 4 AF >>> ):

<3CaO.Al2O3.6H2O>+ <3CaO.Fe2O3.6H2O>+ 419>>>»> 4 CaO ⋅ Al 2 O 3 ⋅ Fe 2 O 3 + 2 Ca ( OH ) 2 + 10 H 2 O ⟶ 3 CaO ⋅ Al 2 O 3 ⋅ 6 H 2 O + 3 CaO ⋅ Fe 2 O 3 ⋅ 6 H 2 O + 419 + <2Ca(OH)2>+ 10H2O -> <3CaO.Al2O3.6H2O>+ <3CaO.Fe2O3.6H2O>+ 419>>> <3CaO.Al2O3.6H2O>+ <3CaO.Fe2O3.6H2O>+ 419>>>»/> Дж/г

Изменения физических свойств [ править | править код ]

При смешивании цемента и воды цементные частицы окружаются водой, которая составляет 50—70 объёмных процентов смеси. В результате химической реакции гидратации начинается образование иглообразных кристаллов. Спустя 6 часов образуется достаточное количество кристаллов и между цементными частицами формируются пространственные связи. Так происходит загустевание (схватывание) цементной смеси. [3] Процесс схватывания, вероятно, обеспечивается избирательной гидратацией клинкерных минералов C3A и C3S, а также развитием оболочек вокруг цементных зёрен и взаимной коагуляцией составных частей цементного теста. [11] Через 8—10 часов объём цементной смеси заполняет скелет иглообразных кристаллов, образованный преимущественно продуктами гидратации алюминатов C3A, поэтому такая структура называется алюминатной. С этого момента начинается застывание и набор прочности, которые связаны с формированием силикатной структуры, образующейся в процессе гидратации клинкерных минералов C3S и C2S. Результатом реакции силикатов и воды становятся очень малые кристаллы, объединяющиеся в гомогенную тонкопористую структуру, которая и определяет итоговую прочность цементного камня. Примерно через сутки силикатная структура начинает вытеснять алюминатную, а спустя 28 суток — полностью вытесняет её. [5] На практике формирование рыхлой алюминатной структуры из гидросиликата кальция в процессе схватывания отрицательно влияет на прочностные характеристики цементного камня. Поэтому в цементный клинкер вводится гипс, количество которого ограничивается допустимой концентрацией ангидрида серной кислоты SO3 в цементе по весу. [

Читайте так же:
Зачем цемент добавляют песок

3] Гипсовая добавка замедляет образование гидроалюмината кальция и каркас гидратированного цементного теста формируется за счёт гидросиликата кальция. [11]

Гидратация цемента в период схватывания характеризуется выделением теплоты: в начале схватывания происходит быстрый подъём температуры, а в конце схватывания наблюдается температурный максимум. Скорость схватывания находится в зависимости от температуры окружающей среды. При низких температурах схватывание замедляется. При повышении температуры скорость схватывания увеличивается, однако при значениях температуры выше 30 °C может наблюдаться обратный эффект. [11]

Для полной гидратации цементного зерна необходимо количество воды, составляющее 40 % от его массы. При этом из указанного количества воды 60 % (или 25 % от массы цемента) будут химически связаны с цементом, а 40 % (или 15 % от массы цемента) останутся в порах геля. [12] Средняя величина удельного веса продуктов гидратации в насыщенном водой состоянии составляет 2,16. [13] Та часть воды (25 % от массы цемента), которая вступает в химическую реакцию с цементом, претерпевает объёмную контракцию (сжатие) в процессе реакции, составляющую примерно 25 % от её объёма. В итоге образующийся цементный камень частично уменьшается в объёме. Этот процесс называется усадкой, а величина уменьшения объёма — объёмом усадки. [12]

При полной гидратации цементного клея объём пор будет составлять примерно 28 [15] —30 [12] % от объёма образующейся структуры геля. При этом величина пористости геля в основном не зависит от водоцементного отношения смеси и степени гидратации, а является характерным показателем для марки цемента. [16] Размер гелевых пор составляет примерно 1,5—2 [15] (1—3 [17] ) нм в диаметре. [

4] Часть общего объёма цементного теста, которая не заполнена продуктами гидратации, образует взаимосвязанную систему капиллярных пор, беспорядочно распределённых по всему цементному камню. Капиллярная пористость цементного камня находится в прямой зависимости от водоцементного отношения смеси и в обратной зависимости от степени гидратации. Чем больше величина водоцементного отношения, тем больше капиллярных пор. В то же время по мере роста степени гидратации цемента будет уменьшаться объём капиллярных пор. Размер капиллярных пор составляет примерно 1,27 мкм. [19]

Структурно продукты гидратаци представляет собой гель, а сам процесс гидратации классифицируется как гелеобразование. [5] В процессе гидратации значительно увеличивается площадь поверхности твёрдой фазы цементного геля, что влечёт за собой повышение адсорбции свободной воды. При этом сохраняется расход воды в реакциях гидратации. Следствием этих двух процессов становится самовысушивание — явление уменьшения относительной влажности в цементном тесте. Самовысушивание снижает степень гидратации, поэтому для нормального протекания процессов твердения цементного теста необходимо поддерживать уровень влажности, как одно из условий нормального набора прочности. Процесс самовысушивания также компенсируется избытком воды при затворении цементной смеси (при значениях водоцементного отношения 0,5 и более). [20]

время загустевания

Смотреть что такое «время загустевания» в других словарях:

Время загустевания — – время от момента затворения до достижения цементным тестом заданной консистенции. [ГОСТ 1581 91] Время загустевания (thickening time) – время, по истечении которого степень густоты раствора становится настолько высокой, что его… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

время загустевания — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN pumpability time … Справочник технического переводчика

Читайте так же:
График застывания цементного раствора

Время загустевания — 14. Время загустевания Время от момента затворения до достижения цементным тестом заданной консистенции Источник: ГОСТ 1581 91: Портландцементы тампонажные. Технические условия оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

время загустевания цементного раствора — Время от начала затворения до момента, когда цементный раствор начинает терять способность прокачиваться насосом. [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN thickening… … Справочник технического переводчика

время загустевания (раствора) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN jelling time … Справочник технического переводчика

время — 3.3.4 время tE (time tE): время нагрева начальным пусковым переменным током IА обмотки ротора или статора от температуры, достигаемой в номинальном режиме работы, до допустимой температуры при максимальной температуре окружающей среды. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 1581-91: Портландцементы тампонажные. Технические условия — Терминология ГОСТ 1581 91: Портландцементы тампонажные. Технические условия оригинал документа: 11. Водоотделение Расслоение цементного теста вследствие осаждения (седиментации) твердых частиц цемента Определения термина из разных документов:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Камера для цементного раствора — Камера для цементного раствора, чаша для цементного раствора (slurry container, slurry cup) – емкость в атмосферном консистометре или в консистометре для замеров под давлением, используемая для хранения цементного раствора в целях… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Свойства цемента — Термины рубрики: Свойства цемента Активация цемента Активность цемента Активность цемента при пропаривании Алюминаты кальция … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Битум — (Asphalt) Определение битума, свойства битума, применение битума Информация об определении битума, свойства битума, применение битума Содержание Содержание 1. Свойства 2. Методы испытания и соответствующие виды классификаций Пенетрация… … Энциклопедия инвестора

Промывочные тампонажные растворы

Нефтяная скважина — это горная выработка округлого сечения, предназначенная для получения и транспортирования углеводородного полуфабриката из недр. Тампонажный промывочный раствор применяется в бурении для достижения увеличения срока функциональной пригодности скважины, наряду с технологическим процессом разобщения пластов обсадными колоннами.

Цементирование (тампонаж) нефтяной скважины

По мере увеличения глубины скважины требуется проводить цикл работ по укреплению стволового пути, включающий спуск обсадной колонны и тампонаж затрубного сектора. Так как в качестве тампонажного промывочного раствора обычно (но не всегда) применяются рабочие жидкости, содержащие цемент, этот технологический прием получил дублирующее название «цементирование скважины». Для дальнейшей успешной эксплуатации скважины процесс укрепления стенок цементированием и, в частности, качество образующегося цементного камня, играет первостепенную роль. Состав тампонажных промывочных растворов должен обеспечить:

  • безпустотное, сплошное заполнение зоны между обсадной колонной и стволовыми стенками забоя;
  • расчетную величину адгезии как со стенками обсадных труб, так и со стволовой поверхностью скважины;
  • изоляцию и разобщение продуктивных и проницаемых пластов;
  • защиту затрубного пространства от проникновения нефти и (или) газонефтяной смеси под воздействием избыточного пластового давления;
  • укрепление обсадной колонны в толще разрабатываемой породы;
  • антикоррозийную протекцию металлических частей обсадной колонны от окислительного разрушения межпластовыми водами;
  • частичную разгрузку буровой колонны от экстернального давления.

Ввиду того, что цементный камень не подлежит замене и должен обеспечить надежное функционирование скважины во все время эксплуатации цементирование колонны необходимо выполнять в строгом соответствии с разработанными техническими регламентами, обеспечивая наличие и использование качественных тампонажных реагентов.

Цементирование колонны включает в себя цикл работ по приготовлению промывочного тампонажного раствора и нагнетании его в скважину, в затрубный промежуток. Во время проведения работ ведется постоянный контроль за параметрами промывочного тампонажного раствора и его соответствия технологическим характеристикам. После проведения цементажа скважины, через время, требующееся для затвердевания раствора, проводится исследование качества выполненных работ и, при соответствии цементного камня расчетным технологическим параметрам, процесс цементирования объекта считается законченным.

Портландцемент — основа тампонажного промывочного раствора

В качестве цементирующей составляющей промывочных тампонажных растворов используются портландцементы и доменные шлаки.

Читайте так же:
Рейтинг качества цемента россии

Портландцемент — это сыпучий материал с вяжущими свойствами, получаемый в результате одновременного размола гипса, клинкера и (или) гранулированных доменных шлаков. При этом количество гипса в полученной смеси регламентируется в пределах 1,5-3,5%. Портландцементные тампонажные смеси обладают способностью затвердевания и превращения в минеральное соединение, характеризующееся повышенной механической прочностью, через некоторое время после разведения компонентов в воде. Цементный камень образуется в результате реакций гидратации и гидролитической диссоциации клинкерных элементов (кальциевых алюминатов, алюмоферритов, силикатов). Таким образом именно минеральный состав клинкера играет главную роль при протекании химических реакций, определяющих скорость затвердевания промывочного тампонажного раствора и финишных функциональных свойствах полученного бетона.

На месторождениях с АВПД (аномально высоким давлением) работы по цементажу скважин производятся многоступенчатым методом, при этом плотность бурового тампонажного раствора увеличивают до максимально возможной величины. Помимо этих технологических приемов, во избежание заколонных нефтегазоводопроявлений, используют седиментационноустойчивые тампонажные компоненты, обеспечивающие ускоренное «схватывание» цементной смеси. В результате обработки стенки скважины успешно противостоят проницаемости пластов.

Добавки, улучшающие свойства тампонажных растворов

Для улучшения рабочих характеристик промывочного тампонажного раствора в качестве дополнительно используемых добавок используются:

  • хлористый кальций и карбонат натрия. Применяются для сокращения сроков схватывания бетона. Добавление ускорителей в воду или в сухие компоненты позволяет получить БСС (быстросхватывающиеся смеси), которые используются при температуре скважины в пределах до 50-65°С. БСС с расширительными свойствами получают, добавляя к исходному сырью до 10-30% гипсоглиноземистого цемента. БСС на основе пуццолановых цементов отличаются низкой плотностью и высоким порогом интенсивности загустевания;
  • гипс. Добавление гипса позволяет сократить срок твердения, в результате чего высокопрочный камень получается уже через 3-4 часа после закачки промывочного тампонажного раствора. Чтобы процесс схватывания не начался уже в бурильных трубах, в них специально добавляются замедлители процесса. Гипсо-цементные тампонажные суспезии гораздо более стойки к разбавлению водой, чем обычные цементные и применяются при наличии водяных пропластков;
  • бентонит, применение которого увеличивает стартовую подвижность промывочного тампонажного раствора, что оптимизирует работу по закачке, особенно при необходимости применения высокой плотности цементирующего материала. Глиноцементные смеси обеспечивают стабильную вязкость рабочего материала во время продавливания его в зону поглощения, после чего происходит резкое увеличение параметра и наступление периода пластической прочности. Для улучшения характеристик бентонитовых смесей и нивелирования воздействия пластовых вод до начала твердения возможно добавление в раствор натриевого или калиевого силиката, в количестве 3-10% от массы цемента ;
  • цементно-смолистая композиция (ЦСК) с использованием пластификатора ТЭГ-1 (эпоксидной алифатической смолы). Смола представляет собой вязкую жидкость желтого цвета, способную растворяться в воде. Используется при наличии осложнения скважины в виде близкорасположенных водоносных пластов;
  • углеводородные добавки (дизельное топливо, добавляемое в количестве 30%). Соляро-цементные смеси используют при необходимости закачки раствора на большую глубину. Цементная составляющая инертна к углеводородам и раствор приобретает вязкость и пластическую прочность только после замещения дизтоплива водой. Для усиления прочности бетона и снижения материальных затрат допускается введение в массу до 50% кварцевого песка.

Общим недостатком практически всех цементных смесей является низкая коррозионная стойкость полученного цементного камня, усадка его во время дальнейшей эксплуатации и возможность проникновения вод через поры.

Комбинированные полимерно-цементные растворы

Комбинированные растворы получаются путем сочетания в тампонажном растворе цементной суспензии и раствора полиакриламида или гипана. Для приготовления комбинированной смеси используются следующая пропорция компонентов:

  • ¾ тампонажный цемент;
  • ¾ вода в соотношении 60% от массы сухого цемента;
  • ¾ хлористый кальций (2,5-5%);
  • ¾ полиакриламид (0,15-0,20%).

Из-за высокой вязкости полиакриламид предварительно разводят до концентрации трехпроцентного раствора и вводят в цементную массу непосредственно в буровых трубах, чтобы избежать преждевременного схватывания.

Тампонажные растворы на основе «Ультрацемета»

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector