Тампонажные материалы и химреагенты согласно классифи ции АНИ

Для цементирования нефтяных и газовых скважин в США в качестве базового цемента используется портландцемент - чис­тый или с примесями [18].

Такие тампонажные материалы подразделяются на девять ос­новных классов (А, В, С, D, Е, F, G, Н, I) по следующим при­знакам: приблизительный интервал глубин и оптимальные тем­пературы использования, сульфатостойкость соответствующего класса.

Дополнительные требования в тампонажным раствора таковы:

- максимальная седиментация для цементов классов G и Н не
должна превышать 1,4 %;

- прочность на сжатие камня из цемента класса I через
7 сут не должна быть ниже, чем через 1 сут твердения.

Время твердения растворов обусловлено продолжительностью процесса цементирования с запасом 25 %. Для цементов классов G и Н задается минимальное время затвердения, которое состав­ляет 2 ч.

Давление при проведении измерений времени затвердения должно соответствовать гидростатическому давлению, которое создается цементным раствором с определенной плотностью.

Для цементирования скважин со сложными геолого-техническими условиями, которым не соответствуют портланд­цемент по классификации АРI, используются специальные це­менты.

К специальным цементам относятся следующие:

1 Облегченные тампонажные материалы, в частности, пуцолановый цемент (изготавливается путем совместного помола портландцементного клинкера и пуццолана), цементно-зольные смеси, пуцоланово-известковый и зольно-известковый цементы.

Существуют также сверхлегкие тампонажные растворы (р < 1250 кг/м³). Такая низкая плотность тампонажного раствора достигается путем насыщения его пус­тотными микросферами или сжатым азотом при предваритель­ной его обработке ПАВ, стабилизирующим пену.

2 Утяжеленные тампонажные материалы, получают:

- введением примеси утяжелителя, в частности, песка, барита, ильменита, гематитовой руды;

- снижением водоцементного отношения с сохранением под­вижности тампонажного раствора за счет введения в него пла­стификаторов.

3. Расширяющиеся цементы.

Расширение в специальных цементах, которые изготавливают­ся в США, обусловлено образованием в процессе гидратации гидросульфоаминатов типа эттрингита. Абсолютная величина расширения не должна превышать 0,5 %.

Существует три основных типа расширяющихся цементов:

1) тип К - смесь портландцемента с сульфоаминатом каль­ция;

2) тип S - портландцемент (класс А) с повышенным содер­жанием С₃А и примесью СаSO₄ ¹/₂Н₂О;

3) тип М - портландцемент (класс А) с незначительной приме­сью кислотостойкого цемента.

К специальным цементам также относят:

- цементы с примесью латекса (латекс-цементы); они отличают­ся низкой водоотдачей, улучшенными реологическими парамет­рами, а цементный камень приобретает высокую упругость;

- портландцемента с примесью бентонита (8-25 %) и пласти­фикаторов (лигносульфоната). Такие составы имеют низкую во­доотдачу и относятся к облегченным цементам;

- солевые гельцементы, которые изготавливаются из портланд­цемента, бентонита (12-16 %), соли (например, NаС1), лигносульфоната кальция (0,1-1,5 %); они отличаются пониженной вязко­стью и используются для цементирования солевых отложений.

Для регулирования свойств тампонажных растворов исполь­зуются:

- ускорители твердения: хлористый кальций, хлористый натрий, кремнекислый натрий и другие неорганические ускорители;

- замедлители твердения: для низких температур - MRL-1, (3), (L); НR-4, (7), (6L); D-13 (81); R-5; WR-1, (2), (L1); для высоких и сверхвысоких температур - MHR-8, (9), (L); HR-12, (15), (13L); D-28, (29); R-11, (15L); M-6; WR-6, (7). Такие замедлители относятся к лигносульфонатам, органическим кислотам, производным целлюлозы, боратам и др.;

- пластификаторы МСD-3, (4) (L); TF-3, (4), (5); D-30, (31), (45), (65), (80), (31L); CFR-1, (2) и др.; пластификаторы марки CFR одновременно являются замедлителями твердения; большинство пластификаторов представляют собой модифицированные лигносульфонаты и низкомолекулярные водорастворимые смолы;

- вещества понижающие водоотдачу: MFL-4, (5), (7); Халад 9, (14); D-19, (22), (59), (60); CF-1, (2), R-6 и др.. В основном это производные целлюлозы.