Marketokon.ru

Маркет Окон и замков
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Облегченный цемент для бурения

Облегченный цемент для бурения

Зацементированных обсадных колонн

Фото1 Фото 2 Фото 3

ЦЕМЕНТ ТАМПОНАЖНЫЙ ОБЛЕГЧЕННЫЙ ДЛЯ ИНТЕРВАЛОВ ММП ЦТРО

ТУ 5734-003-74364232-2006

Разработан альтернативный (добавочный) состав ЦТРО II по ТУ 5734-003-80338612-2008 .

НАЗНАЧЕНИЕ

Предназначен для цементирования обсадных колонн эксплуатационных и разведочных скважин в интервалах многолетнемерзлых пород и пород с низкими положительными температурами.

В зависимости от вида специальных добавок (армирующих, кольматирующих или повышающих прочность камня) цемент выпускают следующих марок:

ЦТРО — без ввода специальных добавок;

ЦТРО -Арм — с армирующими добавками;

ЦТРО -К — с кольматирующими добавками.

СВОЙСТВА

В условиях низких положительных и отрицательных температур обладает высокой гидратационной активностью, высоким качеством сцепления и расширением камня на ранней стадии.

В отличие от других цементов для низких температур ЦТРО обладает значительно лучшими показателями по водоотделению тампонажного раствора и прочности цементного камня.

Таблица 1 — Физико-механические показатели цементов серии ЦТРО

Наименование показателя

Норма для марок

ЦТРО

ЦТРО-Арм

ЦТРО-К

Плотность тампонажного раствора, г/см 3

Водоотделение, мл, не более

Растекаемость, мм, не менее

Время загустевания при t 22 о С и давлении 0,1МПа, мин, не менее

Прочность камня при изгибе через 2 суток при t 22 о С и давлении 0,1МПа, МПа, не менее

ПРЕИМУЩЕСТВА

Цемент серии ЦТРО является полностью готовой смесью, в условиях низких положительных и отрицательных температурах обладает высокой гидратационной активностью, высоким качеством сцепления и расширением камня на ранней стадии.

В отличие от других цементов для низких температур ЦТРО обладает значительно лучшими показателями по водоотделению тампонажного раствора и прочности.

ПРОМЫСЛОВЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ

Промышленное применение цементов серии ЦТРО — с 2006г филиалом «Уренгой бурение» ООО «Газпром бурение» при цементировании кондукторов в зоне ММП и эксплуатационных колонн в сеноманских скважинах на Песцовой площади Уренгойского ГКМ, Харвутинской площади Ямбургского ГКМ, Заполярном ГКМ и др. С 2008 г цемент ЦТРО применяется филиалом «Ухта бурение» ООО «Газпром бурение» на Бованенковском ГКМ.

Анализ результатов оценки качества цементирования кондукторов (по данным АКЦ) на Харвутинской площади в интервале размещения облегченных тампонажных растворов на основе ЦТРО, показывает, что коэффициенты качества сцепления облегченного камня составляют не менее 0,6.

Это является высоким показателем для облегченного тампонажного камня, твердеющего в условиях ММП и свидетельствует о высокой гидратационной активности данного цемента при низких положительных и отрицательных температурах.

Облегченный тампонажный состав для низких и умеренных температур

Предложен состав облегченного тампонажного материала, разработанный в лаборатории ООО «Химпром». Материал предназначен для крепления скважин с низкой и нормальной температурой, осложненных наличием в разрезе поглощающих пластов и пластов с низким давлением гидроразрыва. Представлены основные параметры тампонажного материала и описан компонентный состав. Значения основаны на лабораторных исследованиях и могут быть изменены под требования заказчика.

Читайте так же:
Начало схватывания цемента для бетона

Облегченный тампонажный материал содержит цемент ПЦТ-I-50, основную облегчающую добавку АСПМ, специальный наполнитель WellFix Base 1 (мод), регулятор сроков схватывания WellFix FP, пластификатор WellFix P-130, пеногаситель ПТЖ-20. Преимуществами данного состава являются низкая плотность цементного теста, высокая седиментационная устойчивость, небольшое время переходного периода, высокая прочность цементного камня, хорошие технико-экономические характеристики. Цементное тесто имеет нулевое водоотделение. Прочность на сжатие цементного камня через 12 часов твердения – 3,6 МПа.

Технический результат – предотвращение поглощения тампонажного раствора за счет снижения его плотности при сохранении нулевого водоотделения и высокой прочности цементного камня.

This paper proposes lightweight cement material developed by the laboratory of Himprom LLC. The material is designed for cementing of low and normal temperature wells drilled in sections with thief zones and low fracture pressure formations. The paper provides the basic parameters of the cement material and its compositional analysis. Values are based on laboratory tests and can be customized.
The lightweight cement contains PTC-I-50 (ПЦТ-I-50) Cement, Main Lightweight Aluminosilicate Microsphere Additive, WellFix Base 1 (mod) Special Filler, WellFix FP Setting Time Regulator, WellFix P-130 Plasticizer, PTG-20 (ПТЖ-20) Antifoamer. The advantages of this material include low-density of cement paste, high sedimentation stability, short transitional period, high-strength cement stone, and high performance. The cement paste features zero water loss. The cement stone compressive strength after 12-hour hardening is 3.6 MPa.
The technical result is prevention of cement slurry losses by reducing its density, while maintaining zero water loss and high strength of the cement stone.

Как известно, главными критериями мэффективности цементирования скважины являются надежное разобщение пластов и обеспечение герметичности ее крепи в течение длительного срока эксплуатации. Однако применение существующих технологий и тампонажных материалов в сложных горно-геологических условиях не всегда могут обеспечить требуемое качество крепления. Значительную часть осложнений при цементировании скважин составляют поглощения тампонажного раствора, недоподъем цементного раствора до проектной высоты, недостаточное разобщение пластов и возникновение вследствие этого межпластовых перетоков [1].
Сложные условия проводки скважины, такие как чередование интервалов с различными пластовыми давлениями, близкое расположение друг от друга водоносных и нефтеносных горизонтов, низкие градиенты давлений гидроразрыва пластов, бурение скважин с большими отходами от вертикали требуют новых подходов при разработке технологий и материалов для цементирования скважин.

Наиболее эффективным способом предупреждения поглощения тампонажного раствора является снижение давления на пласт за счет уменьшения плотности цементного теста.

Независимо от того, какой способ облегчения цементного раствора будет реализован (изменение водоцементного отношения, использование облегчающих добавок, снижение плотности самого вяжущего вещества), как правило, это сопряжено с удорожанием стоимости цементного раствора или ухудшения его характеристик (увеличение водоотделения, ухудшение прочности цементного камня, усадка). Облегченные цементы заводского производства, обладая достаточно высокими значениями седиментационной устойчивости и приемлемыми прочностными характеристиками, не всегда позволяют получать тампонажные составы плотностью ниже 1,45 г/см 3 [2]. Гельцементные облегченные тампонажные составы, содержащие бентонитовые глины, имеют сравнительно низкую прочность, растянутые сроки схватывания при низких и умеренных температурах. Облегченные составы, включающие в себя материалы вулканического происхождения, диатомит, трепел, опоку, также характеризуются низкой прочностью, высокой проницаемостью, что обусловлено большим водосодержанием.
Для решения задач крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномально низких пластовых давлений и при наличии в разрезе пластов с низким градиентом давления гидроразрыва в лаборатории ООО «Химпром» разработан облегченный тампонажный состав, обеспечивающий высокое качество цементной крепи при низких и нормальных температурах. Состав включает в себя вяжущее вещество и специальные облегчающие добавки (табл. 1).
Преимуществами данного материала являются низкая плотность цементного теста при сравнительно низком водосодержании, хорошая прокачиваемость цементной смеси, небольшое время переходного периода, высокая седиментационная устойчивость и прочность цементного камня. Данный тампонажный состав может применяться совместно с реагентами — понизителями фильтрации и газоблокаторами из линейки WellFix. В этом случае возможно получение низкой и сверхнизкой фильтрации цементного раствора.
Для получения требуемых характеристик была использована в составе цементной смеси специальная комбинация вяжущих компонентов и пуццолановые наполнители. В качестве основной облегчающей добавки были использованы полые стеклянные микросферы (табл. 2).
Хорошая подвижность цементного теста определяет возможность использования данного состава для глубоких скважин с малыми зазорами.

Читайте так же:
Бухтарминская цементная компания вко

ООО «Химпром» – современное наукоемкое предприятие, специализирующееся на разработке химических реагентов и технологий для повышения эффективности добычи нефти и газа.
Квалифицированный персонал, аккредитованные лаборатории, собственные производственные мощности, складские помещения и развитая логистика составляют основу динамичного развития компании. Научно-исследовательский центр компании «Химпром» оснащен современным оборудованием, укомплектован высококвалифицированными специалистами, позволяющими проводить исследования, соответствующие российским и зарубежным стандартам. Аккредитованные Центры исследований буровых и тампонажных растворов в Ижевске, Нефтеюганске и Нижневартовске осуществляют проверку физико-химических параметров растворов в стационарных и передвижных лабораториях, проводят комплексные аудиты буровых

и тампонажных растворов.

Высокая седиментационная устойчивость — один из эффективных путей повышения качества разобщения пластов. Недостаточная седиментационная устойчивость тампонажных растворов приводит к увеличению проницаемости цементного камня, нарушению сплошности тампонажного камня в затрубном пространстве в поперечном направлении в результате образования водяных «поясов» [1].

Для чего нужен буровой цемент?

Буровой цемент – народное наименование специального вида «связующего» – «Портландцемент тампонажный» со специальными добавками или без таковых. Основными потребителями бурового цемента, являются нефтедобывающие и газодобывающие предприятия.

буровой цемент что это

Что такое буровой цемент?

В соответствии со своим «народным» и Гостовским названием тампонажные цементы используются для герметизации пространства между пробуренным стволом скважины и обсадными трубами от грунтовых вод или разделения нефтегазоносных горизонтов.

Иногда, тампонажный цемент используют в качестве классического портландцемента в строительстве объектов промышленного и гражданского назначения.

ПЦТ II-СС-50. Портландцемент Тампонажный сульфатостойкий с минеральными добавками, для низких или нормальных температур:

  • ПТЦ и – портландцемент тампонажный;
  • II – с минеральными добавками;
  • СС – сульфатостойкий;
  • 50 – для низких и нормальных температур (от 15 до 50 градусов Цельсия).

Особенности и характеристики бурового цемента

Тампонажный цемент производится по технологии тонкого помола клинкера с добавкой гипса (от 2 до 3,5% от массы клинкера) и ряда других минеральных веществ, придающих ему специальные свойства: быстрое твердение по отношению к общестроительным цементам, повышенную прочность, высокую жидкотекучесть и пр.

Читайте так же:
Асбестоцементная труба обложенная кирпичом

Так как линейные размеры пространства между стволом и обсадными трубами скважин составляют всего 15-50 миллиметров, при глубине бурения сто и тысячи метров, к тампонажному раствору предъявляются весьма жесткие требования. Жидкотекучесть раствора должна обеспечивать скорость закачки в зазор 1,5 м/с, а после того как закачка прекратится раствор должен набрать расчетную прочность в минимальные сроки.

Также стоит учитывать, что по мере увеличения глубины ствола в нем увеличиваются давление и температура. В связи с этим тампонирование шахты осуществляется жидким цементным тестом (пульпой) без песка, с содержанием воды порядка 50% от веса цемента.

Так как наибольшее влияние на сроки схватывания и твердения бурового цемента оказывает температура внутри ствола скважины, цементная промышленность выпускает два класса тампонажного цемента – цемент для «горячих» и «холодных» скважин.

Кроме того имеются специальные виды бурового цемента для особых условий эксплуатации, присутствующих в особоглубоких шахтах: белитокремнеземистый, песчанистый, солестойкий, гигроскопический, сульфатостойкий, утяжеленный, облегченный, волокнистый и другие специальные виды тампонажного цемента. При этом специальные свойства бурового «вяжущего» регулируются добавкой: шлаков, известняков, песка и других минеральных веществ.

При высокой температуре пульпа полностью отвердевает в промежутке времени от 1 часа 40 минут до 10 часов, в зависимости от конкретных условий. При низкой и нормальной температуре процесс твердения занимает промежуток времени от 2 до 12 часов. Для регулировки времени твердения используются добавки калия хлористого и натрий хлора. Самый длительный период твердения имеет тампонажный солестойкий цемент.

тампонажный цемент

Специальные свойства бурового цемента определяют его высокую стоимость по сравнению с классическим портландцементом. Стандартный пятидесятикилограммовый мешок тампонажного цемента стоит в среднем 300 рублей, а стоимость цемента реализуемого россыпью или в мягких контейнерах (биг-бегах) колеблется от 4 400 рублей до 6 950 рублей в зависимости от вида и компании производителя.

Читайте так же:
Время загустевания цементного раствора это

Поэтому применение бурового цемента в гражданском строительстве экономически нецелесообразно, и возможно только в тех случаях, когда бетонная конструкция эксплуатируется в особых условиях.

Отечественные производители тампонажного цемента

Спасскцемент, ОАО Сухоложскцемент, ООО «Топкинский цемент», ООО «Красноярский цемент», Группа компаний «БЕСТО», ОАО «Вольскцемент», ПАО «Подольск-Цемент» и ряд других старейших и новых предприятий.

Тампонажный цемент: классификация и применение

Тампонажный цемент – это разновидность портландцементов, предназначенная для изоляции труб нефтяных и газовых скважин и их защиты от давления грунтовых вод, сдвижек грунтовых пластов, негативного воздействия агрессивных сред. При затвердевании цементный раствор образует монолитную рубашку, непроницаемую для жидкостей и газов. Материал крепко сцепляется с металлической трубой и со стенками ствола, пробуренного в горной породе. Применение тампонажного цемента создает условия для безопасной эксплуатации скважин и продлевает их рабочий период. В традиционном строительстве этот вид портландцемента не используется. Исключение – устройство фундамента из буровых свай в сложных геологических условиях.

Состав и специфические особенности тампонажного цемента

В состав тампонажного цемента входят:

  • клинкер – до 80 %;
  • гипс – 3-5 %;
  • добавки, придающие смесям заданные свойства.

Базовый состав клинкера такой же, как и у обычного портландцемента, но к его компонентам предъявляются повышенные требования. Для применения в холодных скважинах содержание трехкальциевого алюмината в клинкере должно находиться в пределах 10-13 %, алита – примерно 50 %. Для «горячих» скважин необходим клинкер с минимальным количеством трехкальциевого алюмината.

Для тампонажного цемента характерны: тонкий помол, быстрое твердение, способность твердеть даже в воде, хорошая совместимость с добавками разной функциональности.

Виды тампонажных цементов

Для изоляции буровых скважин, предназначенных для нефте- и газодобычи, применяют различные виды тампонажных цементов:

  • Гигроскопический. К традиционным сырьевым компонентам добавляют триэтаноламин. Это бесцветная жидкость, относящаяся к слабым основаниям.
  • Облегченный. Получить составы невысокой плотности позволяют зола, трепел и другие низкоплотные добавки.
  • Утяжеленный. В качестве утяжеляющих добавок используют железорудные минералы.
  • Песчанистый. В основные компоненты сырьевой смеси добавляют гипс и кварцевый песок.
  • Солестойкий. В смеси присутствует тонкодисперсный кварцевый песок. Такой материал защищает металлические трубы от возникновения и развития очагов коррозии при воздействии на металл грунтовых вод с высоким содержанием солей.

Когда применяют облегченный и утяжеленный тампонажный цемент?

Введение специальных добавок позволяет получать облегченный и утяжеленный тампонажный цемент.

Облегченный

Облегченные растворы востребованы при обустройстве глубоких скважин в сложных геологических условиях, в которых высока вероятность гидроразрывов. Плотность цементного раствора снижают – диатомит, трепел, зола, алюмосиликатные микросферы. Для ремонта оболочки применяют наименее плотные составы, которые получают введением в сырьевую смесь каолина и алюмосиликатных полых сфер. Такие растворы легко закачивать, они обладают прекрасной адгезией к старой оболочке, хорошо заполняют трещины и пустоты.

Читайте так же:
Мраморная крошка цемент соотношение

Утяжеленный

Этот тип ТПЦ используют для цементирования высокотемпературных скважин. В качестве утяжелителя применяется специальный железорудный концентрат. Сроки схватывания цементно-рудных смесей мало зависят от количества утяжеляющей добавки и определяются только свойствами самого ТПЦ. В такие растворы обычно вводят пластификатор, в качестве которого применяют ацетально-спиртовый стабилизатор.

Классификация и маркировка

В соответствии с ГОСТом 1581-96 ТПЦ разделяют на типы:

  • I – бездобавочный;
  • I-G – бездобавочный с нормированными требованиями, водоцементное соотношение в таких смесях составляет 0,44;
  • I-H – бездобавочный с нормируемыми требованиями, водоцементное соотношение – 0,38;
  • II – с минеральными добавками;
  • III – со специальными добавками, влияющими на плотность цементного теста. По плотности теста вяжущее типа III разделяют на облегченное (Об) и утяжеленное (Ут).

По температуре эксплуатации тампонажные цементы разделяют на следующие типы:

  • для пониженных и нормальных температур – +15…+50 °C;
  • для умеренных температурных условий – +51…+100 °C;
  • для повышенных температур – +101…+150 °C.

Типы вяжущего по сульфатостойкости:

  • обычное – используется в условиях, в которых требования по сульфатостойкости не предъявляются;
  • сульфатостойкое – СС, высокой сульфатостойкости – СС1, умеренной сульфатостойкости – СС2.

В условном обозначении тампонажного цемента в соответствии с ГОСТом указывают:

  • буквы ПЦТ – портландцемент тампонажный;
  • тип – I, I-G, I-H, II, III;
  • уровень сульфатостойкости;
  • среднюю плотность для вяжущего типа III – Об или Ут;
  • самую высокую температуру, при которой может эксплуатироваться продукт, изготовленный на базе этого цемента;
  • наличие гидрофобизирующих или пластифицирующих добавок – ГФ или ПЛ;
  • обозначение ГОСТа, требованиям которого соответствует тампонажный портландцемент.

Основные технические характеристики и особенности выбора

Технические свойства тампонажных цементов в зависимости от их состава изменяются в широких пределах, что позволяет выбрать подходящий вариант для конкретных условий применения.

Основные технические показатели:

  • удельная насыпная плотность – 800-1200 кг/м 3 ;
  • насыпная поверхность (зависит от крупности помола, состава клинкера, номенклатуры добавок) – 250-1500 кг/м 2 ;
  • водоцементное соотношение – 0,35-0,45;
  • прочность – 27-62 кг/см 2 , этот показатель определяют на вторые сутки после заливки раствора, в возрасте 28 дней тампонажные составы не тестируют.

При выборе подходящего типа ТПЦ учитывают:

  • глубину скважины и температуру в ней;
  • свойства геологических пластов;
  • количество и состав солей в грунтовых водах.

Обеспечить полное соответствие требованиям ГОСТа может только свежий тампонажный цемент, при хранении которого были соблюдены нормативные условия.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector