Відкрити головне меню

Тампонажні матеріали

Тампонажні матеріали - матеріали, які при змішуванні з водою або водними розчинами солей, утворюють суспензії, здатні в умовах свердловини перетворюватися в практично непроникне тверде тіло.

Як тампонажні матеріали найширше застосовують мінеральні в'яжучі речовини – спеціальні марки цементів.

До мінеральних в'яжучих речовин належать також рідкі матеріали, здатність до затвердівання яких проявляється при змішуванні їх з розчинами інших хімічних речовин. У суміші таких речовин відбувається хімічна реакція, в результаті якої випадає тонкодисперсний твердий осад.

Як тампонажні застосовуються й органічні матеріали, що полімеризуються (деякі смоли, пластичні маси та ін.).

Зміст

Класифікація тампонажних матеріалівРедагувати

Хімічні речовини, які забезпечують затвердівання тампонажних розчинів, називаються базовими тампонажними матеріалами або цементами. Речовини, які вводяться для регулювання властивостей тампонажних розчинів або тампонажного матеріалу, називаються домішками. Матеріали, які містять домішки, називаються модифікованими. Хімічні речовини, які забезпечують затвердіння рідиноподібної системи – тампонажного розчину часто змішують з іншими речовинами – наповнювачами, щоб зекономити в'яжуче, змінити фізичні властивості розчину (обважнювальні, полегшувальні домішки) та надати їм спеціальні властивості (закупорювальні або армувальні наповнювачі), або з хімічно активними домішками, щоб прискорити чи сповільнити темпи затвердіння, зменшити корозійну дію навколишнього середовища і т.д.

  • За характером застосування тампонажні матеріали можна розділити на три групи:

а) базові тампонажні матеріали; б) модифіковані тампонажні цементи (суміші); в) домішки до тампонажних матеріалів для їх модифікування.

  • За властивостями тампонажні матеріали класифікуються на:

1. швидкотужавіючі; 2. повільнотужавіючі; 3. корозійно стійкі до певних середовищ; 4. розширювальні; 5. із закупорювальними властивостями; 6. з особливо високою рухомістю (текучістю); 7. з низькою водовіддачею; 8. армовані волокнами.

  • За складом тампонажні цементи розділяють на такі групи:

1. портландцементи (без домішок, крім гіпсу); 2. портландцементи з мінеральними домішками до 20%; 3. портландцементи зі спеціальними домішками, які регулюють густину цементного тіста (20 – 80 %); 4. цементи на основі глиноземистого клінкера; 5. безклінкерні цементи на основі вапняково-кремнеземистих в'яжучих, доменних шлаків та інших відходів металургійної промисловості, а також цементи полімерні, на основі гіпсу і композиції декількох в'яжучих речовин.

  • За температурою застосування тампонажні цементи діляться на:

1. для низьких температур (15 0С); 2. для нормальних температур (15 – 50 0С); 3. для помірних температур (50 – 100 0С); 4. для підвищених температур (100 – 150 0С); 5. для високих температур (150 – 250 0С); 6. для надвисоких температур (250 0С); 7. для циклічно-змінних температур.

  • За густиною одержаного розчину тампонажні цементи поділяють на:

1. легкі – 1400 кг/м3; 2. полегшені – 1400 – 1650 кг/м3; 3. нормальні – 1650 – 1950 кг/м3; 4. обважнені – 1950 – 2300 кг/м3; 5. важкі – 2300 кг/м3.

  • За стійкістю до агресивної дії пластового середовища тампонажні цементи розділяються на:

1. стійкі до сульфатних середовищ; 2. стійкі до кислих (вуглекисле, сірководневе) середовищ; 3. стійкі до магнезіальних середовищ; 4. стійкі до полімінеральних середовищ.

  • За величиною об’ємних деформацій при твердінні:

1. без особливих вимог; 2. безусадочні – величина лінійної деформації розширення після 3-х діб твердіння до 0,1 %; 3. цементи, що розширюються – величина лінійної деформації розширення після 2-х діб твердіння більше 0,1 %.

Американський нафтовий інститут класифікує цементи на дев’ять класів залежно від умов цементованої свердловини (класи А, В, С, D, Е, F, G, Н, І).

Приклади тампонажних матеріалівРедагувати

СУМІШ НА ОСНОВІ РЕЗОРЦИНОФОРМАЛЬДЕГІДНОЇ СМОЛИ ФР-12 – тампонажний матеріал, який із отверджувачем типу формалін чи параформ застосовується для ізоляції "сухих" поглинаючих горизонтів, оскільки час твердіння смоли, а також якість одержаного затверділого матеріалу в значній мірі залежать від ступеня розведення її водою.

СУМІШ НА ОСНОВІ ФЕНОЛОСПИРТУ, (ФС) – тампонажний матеріал для ізоляції припливу пластової води за температур 70-110 0С (за температури 65 0С ФС не отверджується). Швидкість конденсації фенолоспирту залежить від рН, зовнішнього тиску, температури. З їх збільшенням вона зростає. Найбільший вплив виявляє температура (збільшення її на 10 0С призводить до скорочення термінів загущення більше, ніж у 2 рази).

СУМІШІ НА ОСНОВІ СЕЧОВИНОФОРМАЛЬДЕГІДНОЇ СМОЛИ СФ-17 – тампонажний матеріал, який застосовуються із отверджувачем типу: розчин щавлевої кислоти та хлористого амонію, гасовий контакт Петрова, соляна кислота та розчин кислого гудрону. Час твердіння залежить від температури середовища, виду та концентрації розчину отверджувача.

Полегшені тампонажні цементи ОЦГ – на основі суміші шлаку, портландцементного клінкеру і трепелу при співвідношенні компонентів 1:1 (за масою) та ОШЦ – на основі суміші шлаку і глини (наприклад бентоніту). Діапазон густини тампонажних розчинів на основі ОЦГ – 1450 ÷ 1600 кг/м3, водосумішеве відношення (В/С) = 0,7 ÷ 1,1, допустимі температури використання 40 ÷ 150 °С. Діапазон густини тампонажних розчинів на основі ОШЦ – 1450 ÷ 1550 кг/м3, В/С = 0,85 ÷ 0,95, рекомендована температура використання для ОШЦ-120 – 80 ÷ 160 °С, для ОШЦ-200 – 160 ÷ 220 °С . Цементи ОЦГ і ОШЦ вироблялись в Україні Констянтинівським ВАТ „Завод обважнювачів”.

В Україні були розроблені також полегшені цементи ПЦТІІI-Пол5-100 і ПЦТІІІ-Пол4-100 до складу яких входить 50 % цементного клінкеру і 50 % полегшувальної домішки – цеолітизованого туфу, та 3 % гіпсу . Діапазон густини тампонажних розчинів на основі таких цементів 1400 ÷ 1500 кг/м3 при В/С = 1 ± 0,2. Рекомендована температура використання 50 ÷ 100 °С.

Див. такожРедагувати

ЛітератураРедагувати