Технологічні властивості цементного порошку, розчину і каменю 3 страница

Продовження таблиці 2.86

нітрати натрію (НН) NaN0₃ та кальцію (НК) Ca(N0₃)₂, нітрит-нітрат кальцію (ННК), нітрит-нітрат-хлорид кальцію (ННХК), сечовину (С), нітрит-нітрат-сульфат натрію (ННСН), сульфанілову кислоту (СФК), триетаноламін (TEA), мелясу, їдкий натр NaOH та ін.

Найчастіше як реагенти-прискорювачі термінів тужавіння цементних розчинів використовують хлориди натрію (ХН) NaCl і кальцію (ХК) СаС1₂ в кількості відповідно 2-8 і 5%, каустичну соду NaOH - 0, 3-0, 5%, хлори­стий алюміній (ХА) А1С1₃ - 2%, кальциновану соду (КС) Na₂C0₃ - 1-5%, рідке скло Na^iC^ і K₂Si0₃ - 5-15%. Хлориди кальцію і натрію поряд з прискоренням термінів тужавіння і твердіння дещо підвищують початкову рухомість цементних розчинів. За ефективністю прискорення схоп­лювання деякі реагенти розміщаються в такий ряд [137]:

ZnCl₂ > Na₂C0₃, > АІСІ₃ > NaOH > СаС1₂ > FeCl₃ > NaCl.

У ході вибору реагента необхідно керуватися тим, що, як правило, сульфати Na₂S0₄, K₂S0₄, нітрат Ca(N0₃)₂, нітрит-нітрат кальцію ННК, нітрит-нітрат-сульфат натрію ННСН є ефективними для розчинів, які приготовлені на основі низько- і середньоалюмінатних цементів, а реаген­ти, які містять хлор-іони, - також і на основі високоалюмшатних [341].

Рекомендації з температурних умов застосування прискорювачів охоплення і тверднення приведені в табл. 2.86, а за призначенням їх дозувань — в табл. 2.87.

Підвищення вмісту в тампонажному розчині каустичної соди NaOH, поташу К₂С0₃, кальцинованої соди Na₂C0₃, хлоридів натрію NaCl, калію КС1 і кальцію СаС1₂ до 3% призводить до зниження міцності цементного каменю після тривалого тверднення. За вмісту хлориду натрію NaCl більше 5%, а вуглекислого натрію Na₂C0₃ менше 1% сповільнюються швидкості охоплення і тверднення. Введення більше 2% хлоридів викликає корозію труб. Для її зменшення при підвищених концентраціях хлоридів рекомен­дується одночасно вводити нітрити, нітрати і хромати натрію (NaN0₂, NaN0₃₎ Na₂Cr0₄) калію (KN0₂, KN0₃, К₂Сг0₄) і кальцію (Ca(N0₂)₂, Ca(N0₃)₂, CaCr0₄). Сульфати натрію Na₂S0₄ і калію K₂S0₄ викликають корозію при введенні їх більше 6%. З метою попередження корозії труб рекомендується при цементуванні свердловин в умовах плюсових темпе­ратур використовувати інгібіторні або органічні електроліти.

Необхідно враховувати, що при введенні кальцинованої соди Na₂C0₃ в тампонажні розчини з великими дозуваннями хлоридів, а також при тампонуванні свердловин з виділенням сильно мінералізованих вод може різко знизитись рухомість розчинів.

За великого прискорення процесів тверднення внаслідок використання прискорювачів, як правило, суттєво зменшується міцність і морозотрив­кість цементного каменю.

Таблиця 2.87 - Витрата прискорювачів охоплення і тверднення в залежності від умов кріплення свердловин Г200, 3411

Тампонажні розчини з додатками НК+С, ННК+ХН, ХК+ХН, ННХК, ННХК+ХН характеризуються прискореними і дуже короткими термінами загустіння, що мало залежать від температури, тому одночасно з вказа­ними прискорювачами в деяких випадках вводять уповільнювачі. Необ­хідність введення останніх визначається експериментально. У разі при­значення прискорювачів необхідно враховувати, що деякі з них при підви­щенні або зниженні температури стають уповільнювачами (наприклад, се­човина). Такий же вплив може здійснювати концентрація реагенту [341].

Характеристику тампонажних розчинів, оброблених прискорювачами схоплення, подано в табл. 2.88.

2. Уповільнювачі тужавіння та твердіння - реагенти, які вводяться в тампонажні розчини для попередження передчасного загустіння і схоп­лення.

Реагенти-уповільнювачі тужавіння і твердіння умовно ділять на вісім груп [137, 370]:

1) окси- та амінокарбонові кислоти і їх солі - лимонна, виннокам яна, триоксиглутарова, 2, 4-діоксибензойна, 3, 4-діоксибензойна (уповільнювач тільки за малих доз і прискорювач за великих), 3, 4, 5-триоксибензойна (за доз понад 0, 2% від маси цементу) кислоти; комплексони - оксиаміно-алкілфосфонові кислоти, зокрема нітрілотриметилфосфонова кислота (НТФ) та оксиетилендифосфонова кислота (ОЕДФ) та ін.;

2) сахари - сахароза, глюкоза, галактоза та ін.;

3) борати і фосфати - борна кислота, бура, гексаметафосфат натрію

таін.;...

4) похідні лігніну - активовані гідролізні лігніни, зокрема нітролігнш,

хлорлігнін, сульфований нітролігнін та ін.;

5) лігносульфонати, зокрема лігносульфонат кальцію, ферохромлігно-сульфонати, сульфіт-спиртова барда (ССБ), та інші танінові продукти і синтани;

6) гумати;

7) похідні полісахаридів - крохмаль, модифікований крохмаль, декстрин та ін.; ефіри целюлози, зокрема карбоксиметилцелюлоза (КМЦ), карбо-ксиметилгідроетилцелюлоза (КМГЕЦ), оксиетилцелюлоза (ОЕЦ) та ін.;

8) продукти на основі вінілакрилових полімерів - гіпан, метас, полі-вінілсульфонати та ін.

Найчастіше використовують уповільнювачі схоплення - винну кисло­ту (ВК) та її солі, борну кислоту (БК) і борати, хромати, поліакрилати, лігносульфонати, водорозчинні ефіри, целюлози, водорозчинні фосфати, щавлевокислі та інші солі органічних кислот.

Для збільшення термінів тужавіння цементних розчинів найчастіше використовують сульфітно-спиртову барду (ССБ) в кількості до 0, 5%,

Таблиця 2.88- Тампонажні суміші на мінеральній основі, оброблені прискорювачами і уповільнювачами тужавіння (168)

Продовження таблиці 2.88

336

Продовження таблиці 2.88

Примітка: ПЦ - портландцемент, ШЦ - шлаковий цемент, Б - бентонітовий глинопорошок.

розчин 0, 1%-0, 2% нейтралізований чорний контакт (НЧК) в кількості до 0, 5% від маси цементу, 0, 1-0, 2% НЧК як піногасник і карбоксиметил-целюлозу (КМЦ) в кількості 0, 5-0, 6%, лісохімічні поліфеноли (ПФХЛ) в кількості до 0, 3%, синтан марки ПЛ (0, 3-0, 7% і 0, 2-0, 4% НЧК), винно-ка­м'яну кислоту (ВКК), технічний винний камінь (ТВК), суміш винно-кам'я­ної і борної кислот (ВКК і БК), трилон Б, сегнетову сіль, лимонну кислоту тощо. Знайшли використання також конденсована сульфіт-спиртова барда (КССБ), кієтково-дріжджова бражка (КДБ), ферохромлігносульфо-нат (ФХЛС), малеїновий ангідрид (МА), кремнієорганічні рідини (ГКР), триоксиглуторова кислота (ТОГК), модифікований крохмаль (МК) та ін.

Рекомендації з температурних умовах їх використання приведено в табл. 2.86 і 2.89, а за призначенням доз - в табл. 2.90.

У ході призначення уповільнювачів схоплювання необхідно врахо­вувати, що більшість із них одночасно є уповільнювачами тверднення, а також впливають на реологічні і фільтраційні властивості тампонажних розчинів.

Хромпік використовується, як правило, спільно з такими уповільнюва­чами схоплення і понижувачами водовіддачі, як сульфітно-дріжджову бражку (СДБ), гіпан, КМЦ, окзил, метас, синтетичну винну кислоту (СВК). Уповільнювачі на основі гідролізованих сполук акрилової кислоти (гіпан, К-4) при введенні у портландцементні тампонажні розчини необ-

Таблиця 2.89 - Температурні області застосування реагентів - уповільнювачів схоплення і тверднення

Таблиця 2.90 - Витрата уповільнювачів схоплення і тверднення в залежності від умов кріплення свердловин