Промывочные жидкости и растворы - ГЕЛЬЦЕМЕНТНЫЕ РАСТВОРЫ

ГЕЛЬЦЕМЕНТНЫЕ РАСТВОРЫ

 

Гельцементы представляют собой цементные растворы с до­бавками глины, обычно бентонитовой. Содержание бентонита может доходить до 20% от массы цемента, менее качественные глины могут вводиться в большем количестве. Добавка глины загущает цементный раствор, дает возможность значительно по­высить водоцементное отношение (до 1) и снизить плотность. При этом удлиняются сроки схватывания, повышается прони­цаемость, снижается устойчивость цементного камня.

Гельцементные растворы применяют чаще всего для борьбы с поглощениями.

Они обладают ярко выраженной структурной вязкостью, минимальное значение которой 1,0—2 Па•с. С ростом темпера­туры наблюдается тенденция к повышению вязкости.

Свойства этих растворов дополнительно регулируются реа­гентами.

Глину в гельцемент вводят в виде порошка, однако в этом случае она плохо размешивается. Кроме того, с течением времени смесь очень быстро загустевает (до непрокачиваемости), так как непрерывно происходит процесс распускания глины в жидкой фазе. Свойства быстросхватывающихся гельцементов легче регулируются, если смесь готовится на глинистом раство­ре, в котором глинистая фаза распустилась полностью.

 

БЫСТРОСХВАТЫВАЮЩИЕСЯ СМЕСИ (БСС) И СУХИЕ СОСТАВЫ

 

Основной активный компонент быстросхватывающихся сме­сей— портландцемент. БСС применяют главным образом для борьбы с поглощениями и установки цементных мостов в сква­жине. Они могут быть получены следующим образом: 1) умень­шением водотвердого отношения с одновременным введением ускорителя схватывания; 2) введением активных добавок: гип­са, алебастра, гипсоглиноземистого и глиноземистого цементов и др.; 3)  комбинацией перечисленных выше способов.

В зависимости от соотношения твердой фазы, воды и уско­рителя схватывания консистенция БСС изменяется в широких пределах (вплоть до непрокачиваемости). Для повышения по­движности, с тем чтобы БСС можно было доставить в зону по­глощения закачкой через бурильные трубы, добавляют пласти­фикаторы.

Состав, консистенция и сроки схватывания БСС во многом определяются способом ее приготовления и доставки в скважи­ну. Консистенция БСС, приготовляемых на поверхности и за­качиваемых по бурильным трубам, до начала схватывания мо­жет быть такой, как у обычных цементных растворов. При до­ставке БСС в колонковых трубах, они могут иметь консистен­цию нерастекающейся пасты. При приготовлении БСС в сква­жине в специальных тампонажных устройствах или раздельной закачкой исходных компонентов можно получить мгновенно схватывающуюся смесь. Соответствующим образом подбирают компоненты и их концентрацию.

Водотвердое отношение БСС может составлять 0,25—0,35, особенно если их приготовляют в тампонажных устройствах. Уменьшение водотвердого отношения приводит к более активно­му действию ускорителей схватывания.

Наиболее широко распространены БСС с добавками але­бастра, гипса, извести, смесей цементов, жидкого стекла, хло­ристого кальция, синтетических смол с отвердителями и их ком­бинации. Добавки твердых активных компонентов достигают 20 - 25%, жидкого стекла — 10 - 16%, хлористого кальция — 4 - 6%,  синтетических смол с отвердителями — 20 - 25%.

Для примера можно привести несколько рецептур БСС на базе тампонажного портландцемента: 1) 1000 кг тампонажного цемента, 500 л воды, 150 кг глиноземистого цемента, начало схватывания 45 мин, конец—120 мин; 2) 1000 кг тампонажного цемента, 600 л воды, 100 кг    алебастра,    начало    схватывания 5 мин, конец — 35 мин; 3) 1000 кг тампонажного цемента, 450 л воды, 150 кг жидкого стекла, начало схватывания 1 мин, ко­нец— 15 мин и т. д.

Сухие тампонажные составы представляют собой смеси по­рошкообразных тампонажных материалов, которые опускают в скважину в водонепроницаемых контейнерах (полиэтиленовых мешках, цементных стаканах) и затворяют пластовой водой или промывочной жидкостью в процессе разрушения контейне­ров буровым инструментом. Использование сухих тампонажных составов получило название способа «сухого» тампонирования. Наиболее распространенные составы: 40—50% глиноземистого или активированного тампонажного цемента и 60—50% гипса или алебастра. Известны и полимерцементные составы, пред­ставляющие собой смесь цемента с порошкообразной смолой, например параформальдегидом и резорцином.

Сухие тампонажные составы применяют для изоляции тре­щиноватых поглощающих горизонтов.