Промывочные жидкости и растворы - Седиментационная устойчивость

Седиментационная устойчивость

 

Седиментационная устойчивость тампонажных растворов ха­рактеризуется коэффициентом водоотделения и измеряется в процентах. Она определяется следующим образом. Испытуемый раствор заливают в два мерных цилиндра объемом 250 см3 каж­дый и оставляют в покое на 3 ч. Для предотвращения испарения жидкости мерные цилиндры сверху накрывают. По истечении 3 ч по делениям на стенках цилиндров измеряют объемы жид­кости, отделившейся из раствора в каждом из них. По резуль­татам измерений вычисляют коэффициент водоотделения KB= 100%(V1-V2)/V1 , (Х.6)

где V1— первоначальный объем тампонажного раствора, см3; V2объем осевшего тампонажного раствора, см3. За оконча­тельный результат принимается среднеарифметическое из изме­рений в обоих цилиндрах.

Раствор считается достаточно устойчивым, если коэффици­ент водоотделения не превышает 2,5%.

Водотвердое отношение (В/Т) представляет собой отноше­ние масс воды и твердой фазы, необходимых для получения единицы объема раствора. Оно во многом определяет свойства тампонажных растворов. При известных составах воды и твердой фазы по водотвердому отношению обычно прогнозируются свойства раствора. И наоборот, желая получить определенные параметры раствора, нередко изменяют водотвердое отношение. Для тампонажных растворов В/Т =0,4÷0,8.

При однокомпонентной твердой фазе тампонажного раство­ра плотность и В/Т связаны следующей формулой:

clip_image071

где рр , рт , рж — плотности соответственно раствора, вяжущего вещества, жидкости затворения.

При многокомпонентной твердой фазе сначала определяют ее среднюю плотность, а затем делают расчет по формуле (Х.7).

Реологические свойства тампонажных растворов (µ, η, τ0) определяют на тех же вискозиметрах, на которых измеряют свойства промывочных жидкостей.

Не все тампонажные растворы характеризуются полным на­бором приведенных выше параметров. Так, для оценки качества тапонажных растворов на основе цементов используют все ха­рактеристики; тампонажные пасты оцениваются водотвердым отношением и сроками схватывания; в полимерных тампонаж­ных растворах важны сроки твердения, а водотвердое отноше­ние и водоотдача теряют смысл.

Вид и состав тампонажного раствора, а в ряде случаев и технология использования определяют свойства, подлежащие оценке и контролю.

 

 

ТРЕБОВАНИЯ К ТАМПОНАЖНОМУ КАМНЮ

 

Для того чтобы тампонирование достигло цели, тампонаж­ный камень должен удовлетворять ряду требований, основные из которых следующие.

1.  Достаточная механическая прочность. Эта прочность должна обеспечивать также выполнение различных операций при дальнейшем бурении скважины.

2.  Непроницаемость для промывочных жидкостей, пластовых вод и газа.

3.  Стойкость к коррозионному действию пластовых вод.

4.Температурная стойкость.

5.  Сохранение объема при твердении и упрочении.

6.  Минимальная  экзотермия — образование  тампонажного камня обычно сопровождается выделением тепла.

Уровень требований к этим параметрам зависит от цели там­понирования. Не всегда целесообразно иметь камень, пол­ностью удовлетворяющий этим требованиям. Наиболее высокие требования предъявляются к тампонажному камню для тампо­нирования обсадных колонн при разобщении проницаемых гори­зонтов в продуктивных скважинах.

В конкретной ситуации те или иные параметры тампонажно­го камня являются определяющими и их стараются получить, выбирая тампонажный раствор и регулируя соответствующим образом его свойства.

Измеряемые характеристики тампонажного камня:

прочность на изгиб и сжатие (для нетвердеющих составов пластическая прочность и другие параметры);

проницаемость;

коррозионная устойчивость;

объемные изменения при твердении.

Методика измерения характеристик тампонажного камня разработана применительно к цементным растворам и в настоя­щее время используется полностью для оценки камня на основе вяжущих веществ.