Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Здатність тампонажних цементів після змішування з водою до структуроутворення і твердненню (перетворенню в камінь) зумовила їх застосування для цементування свердловин.
Стосовно до портландцементу (який використовують в якості тампонажного цементу для «холодних» і «гарячих» свердловин) першої ста-діей структуроутворення є виникнення коагуляционной структури вихідних частинок цементу і гідратних новоутворень. На другій стадії розвивається суцільна пухка кристаллизационная структу-ра гідроалюмінати, яка зазвичай руйнується при перемішуванні рас-твора. Третя стадія - це особливе утворення кристаллизационной структури гідросилікатів.
При замішуванні цементу водою спочатку відбувається розчинення його невеликої частини, яка вступає в хімічну взаємодію з водою, до насичення. Потім настає період коллоидация, що характеризується високою дисперсністю частинок цементу, - період власне Схоплюючи-ня (коагуляційного структуроутворення), що переходить у власне твердіння (період кристалізації) розчину при переході системи з ме-неї стійкого стану в більш стійке.
Природа сил, що обумовлюють міцність тампонажного каменю, має різні тлумачення, засновані як на кристаллизационной, так і на кол-лоідно-хімічної теорії. У першому випадку вона пояснюється зрощенням кристалів в місцях контактів за рахунок іонно-хімічних зв'язків, а в другому - зчепленням частинок завдяки ван дер Ваальсових поверхност-ним силам.
Процес структуроутворення в'яжучих речовин проходить в два етапи.
Результатом першого етапу є отримання коагуляционной струк-тури частинок і гідратних новоутворень. Пластична міцність струк-тури до цього моменту низька, темп наростання її повільний і залежить від зв'язування води, ступеня диспергування цементу в воді і накопичення гідратних новоутворень. Така система тиксотропна, і зв'язок між частинками в ній забезпечується через гідратів оболонки, які відділень-ляють їх один від одного. Після механічного руйнування системи зв'язок відновлюється.
Другий етап характеризується виникненням і розвитком кристалів-заційного структури гідратів цементних мінералів. Поверхня частинок збільшується, виникають молекулярні зв'язки між ними. Цей процес характеризується інтенсивним наростанням міцності структури. Форми-ється безпосередній зв'язок між частинками, яка відрізняється ви-сокой міцністю і незворотнім характером руйнування (наприклад, при запізнілому продавлені розчину).
Істотний вплив на процес твердіння цементного розчину надають температура і тиск. З їх збільшенням прискорюється гідрату-ція, змінюється розчинність твердих речовин в рідкій фазі, змінюється також фазовий склад продуктів гідратації цементів, шлаків та інших в'яжучих матеріалів.
У заколонном просторі може скластися така ситуація, при ко-торою одночасне перемішування тампонажного розчину і зміна температури приведуть до схоплювання і твердіння цементного розчину окремими зонами. Картина прийме ще більш мозаїчний характер, якщо врахувати дію підвищеного водоцементного відносини і змінює-ся концентрацію реагентів-структуроутворювачі.
Якщо при нормальних умовах додається пісок є практи-но інертним наповнювачем, то при підвищених температурах кварц стає активним і взаємодіє зі складовими цементу.
Кварц, розчиняючись у воді при нагріванні і під тиском, вступає в реакцію з вапном; на цьому принципі засноване виробництво піщано-вапняних цегл. Швидкість цієї реакції в значній мірі залежить від питомої поверхні кварцу.
Загальновизнана теорія природи процесів гідратаціонной струк-турообразованія і твердіння шлакових розчинів в даний час від-сутствует.
Взаємодія шлаків з водою супроводжується комплексом процес-сов, що включають адсорбцію, іонний обмін, вилуговування, гідроліз, гідратацію та інші, в результаті яких відбуваються деструкція результат-них фаз і виникнення нових.
При нормальній температурі як Комові, так і гранульовані шлаки навіть при найбільш сприятливих хімічному і фазовому складах майже не виявляють в'яжучих властивостей. При введенні в розчин лужних сполук гідроксидів натрію, кальцію, калію відбуваються подальші гідроліз і гідратація. Крім лужної активації шлаків на практиці застосовують ще сульфатную, а також комбіновану. Зазвичай в якості-ве лужних активаторів використовують вапно і портландцемент, а в якост-стве сульфатних - гіпс і ангідрит.
Потужний засіб пробудження гідравлічної активності доменних шлаків - підвищення температури.
Добавки кварцового піску при високих температурах в значній мірі інтенсифікують гидратацию шлаку з утворенням нізкооснов-них високоміцних гідросилікатів.
Шлакопесчание розчини при високих температурах і тисках так-ють щільні і міцні камені, дуже стійкі в агресивних середовищах.
Твердіння тампонажного каменю в умовах циклічного температур-ного впливу (свердловини з термічним впливом на пласти) ха-рактерізует істотною зміною їх фізико-механічних властивостей.
Теплова обробка значно інтенсифікує процеси гідрату-ції і твердіння. Результати досліджень показують, що в середовищі пара процеси гідратації і зростання кристаллогидратов протікають інтенсивніше, ніж у воді.
Основні технологічні параметри ТР
Цементним тестом називається суміш цементу з водою. Цемент перед випробуванням проходять крізь сито 80 мкм.
Водо-цементне відношення - В / Ц - відношення обсягу води до ваги цементу.
Тісто готується вручну в сферичної чаші протягом 3 хвилин або на спеціальних мешалках 5 хвилин.
1. Розтічність, см - визначає плинність (рухливість) цементного розчину.
2. Щільність, г / см3 - відношення маси цементного розчину до його об'єму.
3. Фільтрація або Водовіддача, см3 за 30хв - величина, яка визначається обсягом рідини замішування, відфільтрованої за 30 хвилин при пропущенні цементного розчину через паперовий фільтр обмеженій площі під тиском 1 атм.
4. Седиментаційна стійкість цементного розчину - визначається водовідділенням, тобто максимальною кількістю води, здатним виділитися з цементного розчину в результаті процесу седиментації.
5. Час загустіння (годину - хв, початок-кінець) - час втрати плинності.
5. Строки схоплювання (годину - хв, початок-кінець) - визначать час переходу цементного розчину в твердий стан цементного каменю.
