Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ результатов исследований расширяющихся тампонажных цементов . 9
1.1 Анализ результатов исследований в области расширяющихся там-понажных цементов 9
1.2 Методика и задачи исследований расширяющихся тампонажныхцементов и расширяющихся добаок 16
1.3 Влияние расширяющихся тампонажных цементов на качество креп
ления эксплуатационных скважин - 26
2 Исследования составов и свойств расширяющих добавок к тампонажным цементам . 30
2.1. Теоретические предпосылки по разработке расширяющихся там- понажных цементов 30
2.2 Исследование расширяющихся добавок на основе шлаков цветной и черной металлургии
2.3 Исследование расширяющихся добавок на основе оксидов щелочноземельных металлов
2.4 Исследование сульфоалюминатных вяжущих для получения РТЦ и природного минерального сырья 43
2.4 Исследование добавок хлоридов щелочных металлов для получения РТЦ
2.5 Выводы и рекомендации
3 Исследование расширяющихся добавок на основе карбонатно-железистых компонентов
3.1 Синтез и исследование расширяющихся добавок на основе карбонатного сырья и соединений железа 53
3.2 Синтез и исследование расширяющихся добавок на основе карбо натного сырья с различным минералогическим составом
3.3 Исследование влияния синтезированных расширяющихся добавок на технологические свойства тампонажных растворов и камня
3 А Выводы
4 Результаты опытно- промышленных испытаний расширяющихся тампонажных цементов
Общие выводы и рекомендации
Список использованных источников
Приложения
- Методика и задачи исследований расширяющихся тампонажныхцементов и расширяющихся добаок
- Исследование расширяющихся добавок на основе шлаков цветной и черной металлургии
- Синтез и исследование расширяющихся добавок на основе карбо натного сырья с различным минералогическим составом
- Исследование влияния синтезированных расширяющихся добавок на технологические свойства тампонажных растворов и камня
Введение к работе
Среди большого числа технологических операций и приемов, используемых при бурении скважин, особое место принадлежит разобщению продуктивных пластов, и в особенности при бурении геологоразведочных скважин, когда необходимо получить максимум достоверной информации об исследуемом пласте при ограниченном количестве скважин. Некачественное разобщение ствола скважины в процессе цементирования приводит к поступлению посторонних примесей, что не позволяет провести достоверные 0 исследования об изучаемом пласте. Это значительно осложняется при
опробовании газонефтяных скважин, когда более подвижный флюид газ, вода не дает возможность притоку в ствол скважины нефти. При этом важное значение приобретает совершенствование технологии цементирования скважин. Качество формирования цементного кольца в заколонном пространстве и надежность изоляционного экрана определяют типы применяемых тампонажных материалов. Условия формирования цементного кольца в заколонном пространстве являются одним из основных факторов при выборе типа тампонажного материала. Последний должен соответствовать термобарическим условиям формирования цементного кольца за обсадной колонной.
Для повышения герметичности зацементированного затрубного пространства скважин используется расширяющиеся тампонажные цементы (РТЦ)- эффект расширения твердеющего цементного камня. С этой целью разработано несколько разновидностей расширяющихся тампонажных цементов (РТЦ), предназначенных для цементирования. Имеются многочисленные публикации по вопросам создания и применения РТЦ. Разработанные РТЦ не всегда удовлетворяют конкретным условиям цементирования скважин.
Практика работ показывает, что ряд скважин эксплуатируются с
продуктов относящихся к разрабатываемому пласту. В большинстве случаев они появляются или в период ожидания затвердевания цементного камня, или в начальной стадии эксплуатации. В настоящее время значительный объем бурения приходится на геостатические температуры 60 120оС,
Разработке РТЦ, используемых в интервалах температур 60-120оС„ позволяющим создавать водогазонепроницаемое заколонное пространство, и как следствие повысить качество опробования разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые, а также угольных месторождений для получения газометана, посвящена настоящая работа. Решению этой актуальной проблемы посвящены исследования, выполненные автором в рамках данной диссертации.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Повышение качества и надежности цементирования скважин за счет применения РТЦ для геостатических температур 60-120оС.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ Разработка расширяющихся добавок (РД) с целью получения РТЦ для цементирования скважин с геостатическими температурами 60-120оС.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЙ Характеристики воздействия РД к тампонажным цементам для получения РТЦ в процессе их гидратации.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ Для достижения поставленной цели - повышения качества и надежности цементирования скважин за счет применения РТЦ для геостатических температур 60-120оС нужно было решить следующие задачи:
- провести анализ причин некачественного цементирования обсадных колонн;
- разработать РТЦ для цементирования скважин в интервале температур 60-120оС;
- изучить физико-механические свойства разработанных РТЦ;
- провести опытно-промышленные испытания разработанных РТЦ;
- разработать рекомендации по цементированию скважин с РТЦ. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ф Для решения поставленных задач применялись общие принципы
методологии научных исследований, включающие в себя анализ и обобщение литературных источников по рассматриваемой проблеме, проведения лабораторных, стендовых и производственных исследований с использованием современных приборов и методик.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ДИССЕРТАЦИИ
1. Установлена зависимость скорости и времени расширения цементного раствора и камня от термобарических условий гидратации тампонажных
цементов с добавками сульфоалюминатов кальция, окислов щелочноземельных металлов и газообразных добавок.
2. Установлена закономерность качества разобщения межколонного пространства я от времени прокачивания, скорости гидратации раствора и камня.
3. Определена зависимость скорости и времени расширения расширяющихся тампонажных цементов от концентрации и типов реагентов
# пластификаторов (полисахаридов, полиакрилатов, лигносульфонатов).
4. Определена зависимость скорости расширения цементного камня от концентрации хлоридов натрия.
ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, выводов И
РЕКОМЕНДАЦИЙ
Практические рекомендации и защищаемые положения обоснованы достаточным объемом теоретических и экспериментальных исследований, а также проверкой положений, выводов и рекомендаций в производственных Щ условиях.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ На основе обобщения результатов теоретических, экспериментальных и промысловых исследований разработаны и внедрены в производство: -технология получения РД (расширяющей добавки);
-РТЦ на основе оксидов щелочноземельных металлов и рекомендации по их применению использованы при составлении планов цементирования четырех скважин месторождения Шуртан;
-рекомендации по цементированию скважин с использованием РТЦ.
Практическое использование результатов выполненных работ позволило повысить качество крепления газовых скважин.
ЗАЩИЩАЕМЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.Повышение эффективности цементирования скважин в различных термобарических условиях требует учета кинетики расширения смесей вяжущих, учитывающих физико-химическое состояние раствора и цементного камня,
2.Для получения оптимального состава РТЦ в интервале геостатических температур 60-120оС необходимы добавки в тампонажный цемент феррита, вьюстита, железистых окерманита и монтечюллита, хлоридов щелочных металлов
З.Для повышения надежности и разобщения пробуренного разреза необходимо учитывать время прокачивания раствора расширяющегося тампонажного цемента, скорости новообразования минералов расширяющей добавки и скорости гидратации цементного камня в процессе его твердения.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ
Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технической конференции Ташкентского Политехнического института (Ташкент 1988г) на «Республиканской научно-технической конференции» в НИИСтромпроекте (Ташкент 1994г), на региональной научно-практической конференции «Проблемы строительства скважин в условиях аномально-высоких пластовых давлений» в СредАзНИИгазе (Ташкент 1986 г), на выездной сессии научно-технического совета в тресте «Узбургаз» ВПО «Узбекгазпром» (п.Караул-Базар 1987г), на межотраслевой научно-практической конференции «Основные принципы выбора технологий, технических средств и материалов при строительстве и ремонте скважин» в НПО «Бурение» (Краснодар-Анапа 2001г), на секции ученого совета в «СевКавНИПИгазе».
ПУБЛИКАЦИИ
По теме диссертации опубликованы 2 статьи и 5 авторских
Ф свидетельств.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представляемая диссертационная работа направлена на решение актуальной научно-практической задачи - повышению качества цементирования обсадных колонн за счет использования РТЦ.
Объем работы
,ф Диссертационная работа изложена на 124 стр. машинописного текста, включая
32 таблицы, 10 рисунков и 4 фотографии.
Состоит из введения, 4 разделов, выводов и приложений. Список
использованной литературы включает 54 наименования.
Неоценимую помощь при выполнении работы оказали сотрудники
НИИСтромпроекта, СредАзНИИгаза, ТашГТУ, д.т.н Нудельман Б.И., д.т.н
Мамаджанов У.Д.,, к.т.н. Климашкин И.И, к.х.н Умаров Т.Ю., д.т.н. Атакузиев Т.А, д.т.н Данюшевский B.C., к.т.н.Хасанов Т.Р. д.т.н Гасумов Р.А. которым
диссертант выражает свою признательность и благодарность.
Методика и задачи исследований расширяющихся тампонажныхцементов и расширяющихся добаок
Как ранее было отмечено, основными причинами проникновения флюидов через заколонное пространство являются: усадка цементного камня, создающая неплотный контакт цементного кольца с граничными поверхностями, щели, образованные между стенками скважин, покрытых рыхлой глинистой коркой, и телом цементного камня в сочетании с кавернами, заполненными невытесненным раствором. Для направленного регулирования расширения цементного камня и создания новых видов цементов и композиций важно знать теоретические предпосылки и природу проявления объемных изменений. Анализ существующих по этому вопросу работ показал, что в их основе лежат физико-химические процессы, и в первую очередь гидратации и кристаллизации. Различают несколько видов усадки. Физическая усадка вызывается в первую очередь испарением некоторого количества воды из твердеющего раствора и камня. Химическая усадка обусловлена тем, что гидраты, образующиеся при затворении портландцемента водой, занимают меньший объем, чем сумма объемов воды и безводных соединений. Ее можно уменьшить правильным подбором минералогического состава вяжущего. Термическая усадка вызывается постоянным охлаждением цементного кольца при уменьшении скорости тепловыделения. Ниже приводятся работы по изучению поведения РТЦ в различных баротермических условиях и некоторые характеристики сформировавшегося в данных условиях камня. Авилов В. С. с авторами [31] на основе экспериментальных исследований пришли к выводу, что в замкнутом пространстве цементный камень испытывает объемную усадку до 3%, а линейную до 1%. Для измерения напряжений цементного камня П. М. Флиер [33] использовал специальные магнитоупругие датчики диаметром 30 мм, которые закладывались вдоль оси образца размером 120x120x600 мм, с ВЦ=0,33. В экспериментах использовались 3 типа цемента. Проведенные опыты показали, что напряжения усадки составляют 1-3 МПа. Они растут линейно во времени до 30-40 суток, затем замедляются и к 60 суткам их рост прекращается. При росте водоцементного отношения усадочные напряжения возрастали. И.В. Кравченко [34] измерял собственные напряжения цементного камня в образцах размером 200x200x200мм, в которые вставлялись на разных расстояниях от оси 7 датчиков диаметром 12мм, в результате чего пришел к выводу, что напряжения достигают 1,3-1,0 МПа. Р. Лермит [35], применяя фотоупругие датчики, измерял сжимающие напряжения в цементном камне и пришел к выводу, что они достигают 11 МПа, являются напряжениями разрыва для цементного камня и вызывают его растрескивание. С.Я. Эйдельман [36] измерял деформацию бетонного образца состава 1:2:4 размером 0,4-0,4x1,5м с помощью струнных телетензомет- ров. Исследования показали, что относительная деформация растяжения бетона через 80 суток достигает (4-18)х10 5, в зависимости от расположения образца. В работе [37] установлено, что относительная деформация сжатия бетона в возрасте 21 суток составляет 6,5х10"5. Существенно, что при этом образец был покрыт воском и испарения воды из образца не бы-\0 ло, и напряжения в образце достигали 2-3 МПа.
А.С.Беликов [38], использовав формулу Ляме, рассчитал напряжения на внутренней (контакте с обсадной колонной) и наружной поверхности (контакте с породой) кольца из обычного цемента, дающего усадку, и расширяющегося цемента в зависимости от модулей упругости, коэффициента Пуансона пород на стенках скважины. Расчеты показали, что если модуль упругости цементного камня выше, чем у породы, то внутренняя поверхность кольца из расширяющегося цемента отстает от обсадной колонны, тогда как наружная расширяется (увеличивается в диаметре) за счет некоторого уплотнения стенок скважины и их деформации.
Если же, наоборот порода жестче цементного камня, то на внутренней и внешней поверхностях последнего возникают сжимающие нагрузки, достигающие 5-6 МПа. При равенстве модулей у цемента и породы никаких нагрузок на колонну не создается.
А.Д. Видовский, А.И. Булатов [5] с применением магнитоупругих датчиков исследовали давление, оказываемое камнем из чистого портландцемента, негашенной извести, гипса, а также цемента с расширяющейся добавкой. Диаметр цилиндрического образца равнялся 125 мм, высота - около 80мм, диаметр датчика не указан, но, судя по чертежу, составлял приблизительно 20мм. Эксперименты показали, что
Исследование расширяющихся добавок на основе шлаков цветной и черной металлургии
Основное внимание в данном разделе уделено работам по подбору существующих продуктов, содержащих щелочноземельные окислы. В природе данные окислы в чистом виде практически не встречаются, их получают обычно или в виде шлаков, или путем обжига известняков, доломитов, магнезитов и т.д. Изучались шлаки черной и цветной металлургии, так как они в результате воздействия значительного количества тепла обладают запасом внутренней энергии, способны при взаимодействии их с водой образовывать продукты, суммарная плотность которых меньше плотности исходных веществ, то есть расширяться. Для получения расширяющихся композиций были отобраны шлаки цветной и черной металлургии, содержащие в своем составе окис V лы щелочноземельных металлов, а также серийно выпускаемые промышленностью продукты, обладающие аналогичными свойствами. Лабораторным исследованиям были подвергнуты следующие шлаки: 1. Шлак Чирчикского завода тугоплавких материалов. 2. Нальчинский шлак. 3. Кировский шлак. 4. Ангренский шлак - отход продукта обогащения вольфрама. 5. Шлаки Алмалыкского медиплавильного комбината. 6. Карагандинский шлак. В таблице 2.1.1 приведен химико-минералогический состав указанных шлаков. Шлаки № 2,3 содержат в своем составе соответственно 50-70 % окиси кальция, сульфатов в данном виде шлаков поактически нет. Слеловательно. оасшиоение тампонажного оаствооа и камня из них возможно будет только за счет образования гидроокиси кальция. Температура обжига шлаков, приведенных в таблице .2.1.1,составила 1200С.± 50 В таблице 2.1.1 также приведены составы двух видов шлаков Ал-малыкского медиплавильного производства: отвальной шлак отражательной печи № 6 кислородно-факельного сплава №7 и исходный продукт, подвергнутый обработке с целью извлечения меди № 5. Шлаки медиплавильного производства лабораторным исследованиям подвергнуты не были, ввиду отсутствия в их составе компонентов, способствующих расширению цементного раствора и камня в процессе его структурообразования. Исследование линейных деформаций тампонажного раствора и камня проводились по методике [44]. Принцип метода состоит в том, что в металлический стакан с цементным раствором устанавливают поршень, который при усадке, либо расширении раствора или камня перемещается соответственно вверх или вниз. Поршень связан со штоком, перемещение которого в осевом направлении изменяет электромагнитное поле дифференциально-трансформаторной катушки, в ее первичной обмотке появляет ся ЭДС, пропорциональная перемещению поршня. Изменение ЭДС регистрируется самопишущим электронным потенциометром на диаграммной ленте. При использовании консистометра КЦ-3 предельные параметры испытаний растворов и камня составляют 200С и ЮОМПа. Тампо-нажный раствор в течение 1 часа перемешивают в стакане мешалкой, вращающейся со скоростью 100 об/мин, при температуре, равной динамической забойной температуре скважин, если она не превышает 80С. После окончания начального водоотделения, происходящего сразу после закрепления стакана с исследуемым раствором, последний опускают в предварительно разогретый до 30-70С автоклав. После того как процесс водоотделения закончится, стрелку самопишущего прибора устанавливают в середине шкалы диаграммной ленты для записи процессов усадки, либо расширения цементного камня.
Относительная величина водоотделения, усадки или расширения в процентах А1 рассчитывается по формуле:
Ah -изменение высоты образца на том или ином участке кривой, мм; 40 - исходная высота образца, мм. к- величина водоотделения, мм.
Результаты лабораторных исследований расширяющей способности выбранных материалов приведены в таблице 2.1.2. Опыты проводились при температуре 60-85С. Количество вводимого шлака составило 15-20% от веса смеси . Нальчинского, Кировского комбината обладают значительной активностью, о чем можно судить по величине коэффициента расширения до момента начала схватывания. Основное расширение проходит в начальный период, когда еще раствор не обладает достаточной структурной прочностью и незначительное после начала схватывания. Химический состав Ангренского шлака не приводится ввиду того, что в последнее время технология обогащения вольфрама претерпела существенное изменение. Из-за ввода различных присадок, состав шлака окончательно не определен. Известно, что при обжиге золы уноса Ангренской ГРЭС, содержащей в себе вольфрам, в нее вводят до 20% извести. Шлак Ангренского завода объединения "Энерго-цветметалл" гранулированный, сравнительно однородного состава. При исследовании в лабораторных условиях Ангренский шлак предварительно смололи в шаровой мельнице. Удельную поверхность определяли по прибору ПСХ-2 методом воздухопроницаемости. Помол производили в течение 3 часов в результате шлак был из мельчен до удельной поверхности - 170,0 м2/кг меньше по сравнению со стандартным цементом в 2 раза. Плотность шлака, определяемая с помощью волюметра Ле-Шателье-Киндли, составила 3200 кг/м8. В таблице 2.1.2. приведены результаты лабораторных исследований Ангренского шлака на линейную деформацию. Из нее видно, что максимальная величина линейного расширения составила - 1,9%, это было получено в результате добавки Ангренского шлака в цемент Чимкентского завода. Линейная деформация наблюдалась как до начала схватывания цемента, так и после. Сравнение результатов добавок шлаков цветной металлургии табл. 2.1.2 показало, что при вводе равных количеств расширяющейся добавки состав с чимкентским цементом обладает большей линейной деформацией. В связи с чем проведены исследования по выяснению причин расширения тампонажных составов с Чимкентским цементом. Чимкентский тампонажный цемент содержит до 20% металлургического гранулированного шлака Карагандинского завода. В практике цементирования нефтяных и газовых скважин шлаки черной металлургии используются довольно широко, в настоящее время серийно выпускаются следующие виды шлаковых цементов: УШЦ-120. ШПЦС-200. Шлаки использовались в данных видах вяжущих для повышения термостойкости и коррозионной стойкости камня. Шлаки черной металлургии по химическому составу приближаются к портландцементному клинкеру, отличаясь от него меньшим содержанием СаО. Способ охлаждения и химико-минералогический состав шлака определяют его свойства: сроки схватывания, подвижность, плотность, механическая прочность. Наибольшее влияние на свойства шлаков оказывает грануляция. Шлак при грануляции фиксируется главным образом в виде переохлажденной жидкости, приобретает стекловидную форму и находится в неустойчивом состоя
Синтез и исследование расширяющихся добавок на основе карбо натного сырья с различным минералогическим составом
Имея положительные результаты по синтезу известняка с соединениями металлов для интервала температур 60-120С, сделана попытка использовать полученный эффект для возможности получения РТЦ на основе природных компонентов, содержащихся в известняке.
Были отобраны разновидности карбонатного сырья с различным минералогическим составом. В таблице 3.2.1 приведены составы известняков.
Как видно из химического анализа (табл. 3.2.1 ),известняк имеет следы оксидов железа, очень мало окислов глинозема и кремнезема, кислых компонентов, с которыми основной продукт СаО мог бы взаимодействовать при нагревании.
Так обжиг в одинаковых условиях известняка ракушечника, почти не содержащего примесей (БегОз), показал, что в чистых известняках увеличение температуры до 1200-1400С и выдержки до 3 часов дает рост кристаллизации кальцита с 0,5 до 2-3 мк, а в извест mняке с примесями FezOi в количестве 1% уже при 1200С наблюдались отдельные зерна до 10 мк, что не замедлило сказаться на увеличении периода гидратации.
Однако, чтобы найти природный известняк с качественным и количественным составом, способным после обжига настолько медленно гидратироваться, чтобы расширение цементного камня при Т=75-80С продолжалось 3-8 часов, пришлось испытать более 10 разновидностей карбонатных пород.
Так состав № 1 не показывает расширение, а № 3, имеющий Бе20з -показывает. Ренгенограммы обожженных минералов показывают наличие ферритов CaOxFe203 ;2CaOxFe203xCaO (ев).
Важное значение, по-видимому, имеет равномерное распределение примесей по всей массе известняка. Так наличие Ре2Оз при Т=900-1000С образует микрорассплавы, в которых рост кристаллов происходит гораздо быстрее, и,с другой стороны, наличие расплава связывает зерна СаО (ев), замедляя дальнейшую гидратацию СаО.
Для оценки роли примесей в известняках были исследованы мергелистые известняки, содержащие Si02, доломитизированные известняки, железосодержащие. Из всех разновидностей испытанных проб известняков наименее активными и долго расширяющимися оказались мергелистые известняки с черными точечными включениями по всему телу материала, и известняки розового цвета, содержащие равномерно распределенные окислы железа .
Исследования проводились аналогично ранее описанным, когда в качестве добавки использовались железосодержащие соединения.В результате проведенных экспериментов установили оптимальную температуру обжига и необходимую выдержку. Так для мергелистого известняка она должна быть не меньше 1200-1250С, и выдержка при этой температуре 2-3 часа. Процент добавки может быть 4-10%.
Расширение мергелистого известняка при 10% добавке достигало общее до 7,6%, после начала схватывания до 1,35 %. Также хорошее расширение показали и известняки с равномерно распределенной окисью железа, однако оптимальная температура для нее несколько выше 1250-1300С и выдержка 3-4 часа. В основном эти параметры зависят от количества содержащегося в нем железа: чем его больше, тем температура и выдержка меньше.
Общее расширение в этих пробах при 10% добавке составило 9,14%, после начала схватывания более 1,0%.Все остальные разновидности известняков и доломитов имели быстрое гашение, несмотря на то, что температуру обжига поднимали до 1400С, а выдержка составляла 4-5 часа.
Для подтверждения возможности использования природного сырья в качестве исходных продуктов для получения расширяющейся добавки нами проведены аналогичные исследования с разновидностями известняков Карактайского карьера.В силитовой печи были одновременно обожжены три разновидности известняков Карактайского карьера
В таблице 3.2.2 приведены условия обжигов этих известняков и результаты показанных расширений.
Все разновидности известняков обжигались при температурах 1200 и 1300С, с выдержками 3-5 часов.
Затем, для определения влияния размера частиц РД на время гашения, Ъсе обоженные образцы были размолоты до двух тонкостей помола: до размеров 0,2-1,0мм и до полного прохождения материала через сито и 008.
Расширяющие свойства растворов с 10% добавкой определялись в набухометрах при термостатировании 75С и атмосферном давлении.
Исследование влияния синтезированных расширяющихся добавок на технологические свойства тампонажных растворов и камня
Основные требования, предъявляемые к расширяющимся там-понажным цементам, по существу не отличаются от обычных типов ) цементов. К тем и другим предъявляется ряд требований, основные из которых следующие: 1-возможность регулирования плотности в широком диапазоне; 2-седиментационная устойчивость раствора; 3-возможность регулирования времени прокачивания в процессе его транспортирования в заколонное пространство; 4-повышенная адгезия цементного камня к поверхности обсадной колонны и горных пород; 5-возможность компенсировать цементным камнем механические напряжения, возникающие в обсадной колонне во время гидравлических испытаний и эксплуатации; 6-термостойкость в гидротермальных условиях при температуре до 120С; 7-для РТЦ это положительная линейная деформация раствора и камня; 8-устойчивость цементного камня к агрессивному воздействию внешней среды. Решая 7 пункт одновременно, решаются и 4 ,5 пункты. В таблице 3.3.1 приведены лабораторные исследования о влиянии РД на основе синтезированных ферритов кальция на механические показатели цементного камня. Результаты опытов показывают, что синтезированные РД при вводе их до 20% не оказывают существенное влияние на механические показатели цементного камня. С течением времени происходит релаксация напряжений цементного камня и к 9-суточному, показатели прочности впоследствии существенно не изменяется, хотя и наблюдается небольшой ее рост. Условия твердения камня 90С. Повышение более 20% от смеси РД приводит к изменению прочностных показателей камня, набор прочности несколько снижается.
Исследования,проведенные по влиянию РД на время прокачивания тампонажных растворов, с применением традиционных реагентов, показали, что растворы,прокачиваемы в течении 3 часов и более, обладает хорошей подвижностью. Введение РД на основе ферритов кальция существенно не влияет на сроки прокачивания, это вызвано тем, что синтезированные добавки при температуре 60-120С гидра-тируются медленно.
В лабораторных исследованиях применялись следующие реагенты КМЦ, ССБ, экстракт тарана, декстрин. Применение реагентов экстракт тарана, декстрин позволило снизить водоцементное отношение с 0,5 до 0,4 при сохранении необходимой консистенции, времени прокачивания, плотность тампонажного раствора подняли с 1840кг/м3 до 1960 кг/м3 Влияние синтезированных РД на время прокачивания тампонажных растворов приведены в табл. 3.3.2.
Как следует из таблицы 3.3.2 на прокачиваемость тампонажных растворов РД существенного влияния не оказывают. Время прокачивания определяется типом используемого реагента, сульфитспиртовая барда ССБ, как регулятор времени прокачивания РТЦ эффективен до температуры 90С, реагенты декстрин, экстракт тарана обеспечивают необходимое время прокачивания при одновременном снижении во-доцементного фактора до температуры 120С.
Анализ влияния различного рода замедлителей схватывания на свойства тампонажного раствора с синтезироваными добавками не дал ничего нового. Эффективность различных химических соединений вписывается в рамки их паспортных данных. Влияние реагентов замедлителей и пластификаторов на технологические свойства тампонажного раствора не существенно, и эта закономерность по эффективности сохраняется и при температуре более 100С. Были проана лизированы широко распространенные реагенты, такие как КМЦ, декстрин, ССБ, ФХЛС и др. Опыты проводились при температуре 75С-100С. Результаты лабораторных исследований приведены в таблице 3.3.3.Но на величину расширения, количество и вид вводимого реагента, влияет существенно. Величина расширения после начала схватывания, при В/С-0,6 и выше, с реагентами замедлителями снижается , это связано с тем, что расширение происходит в вязкопластич-ном растворе.
В таблице 3.3.4 представлены экспериментальные данные влияния РД на седиментационную устойчивость тампонажных суспензий. После перемешивания исходной суспензии в течение 45мин. Результаты лабораторных исследований показали, что вводимые РД не обладают повышенной водопотребностью ,что существенно могло повлиять на скорость водоотделения.
