Файл: Мищевич, В. И. Гидродинамические исследования поглощающих пластов и методы их изоляции.pdf

Добавки каустической соды сказываются на растекаемости раствора, которая постепенно снижается, а при значительных до­ зировках раствор не течет. Механическая прочность цементного камня с каустической содой меняется в зависимости от количе­

Кальцинированная сода при концентрации ее 2 % способству­ ет резкому сокращению сроков схватывания. Растекаемость умень­ шается только при небольших добавках соды (до 1%). Увеличе­ ние концентрации только на 0,5% может сократить сроки схваты­ вания в 2—3 раза. Предельная концентрация соды, после которой наступает резкий скачок в сокращении сроков схватывания, раз­ лична для каждого цемента и часто колеблется в пределах 2 — 5%. Прочность цементного камня при вводе кальцинированной со­ ды ниже прочности камня чистого цемента и уменьшается с уве­ личением концентрации соды. С введением жидкого стекла в це­ ментный раствор резко сокращается растекаемость его, повыша­ ется прочность. Сроки схватывания сокращаются менее интенсив­ но, чем при добавках других ускорителей в тех же дозировках.

При вводе 3—6 % сернокислого глинозема в раствор тампонаж­ ного цемента сроки схватывания его сокращаются в 2 —3 раза, при­ чем прочность цементного камня несколько повышается.

Так как ускорители часто поступают на промыслы в виде вод­ ных растворов, при приготовлении БСС необходимо знать содер­ жание сухого вещества в объеме ускорителя. В табл. 15 приведена

151

концентрация сухого вещества в растворах реагентов ускорителей схватывания [23].

В табл. 16 приведены свойства цементных растворов с добав­ ками некоторых ускорителей сроков схватывания.

Следует отметить, что необходимо проверять плотность раство­ ра ускорителя непосредственно у скважины, так как при хране­ нии и перевозке в открытой таре возможна его конденсация или разбавление атмосферными осадками.

Приготовление БСС при вводе ускорителя схватывания в воду затворения.

1.Потребное количество ускорителя, обоснованное лаборатор­ ными данными, доставляется на скважину перед цементированием.

2.Ускоритель растворяют в бункере цементировочного агрега­ та в строго определенном объеме вЛды, зависящем от принятого водоцементного отношения. Количество воды затворения с раство­ ренным в ней ускорителем рекомендуется увеличить на 2,5% про­ тив расчетного. Если расчетное количество воды с растворенным в ней ускорителем не вмещается в бункер одного цементировочного агрегата, избыток ее приготовляется в бункере второго агрегата и подкачивается в первый в процессе цементирования.

3.В конце процесса затворения БСС не допускается затво­ рять цемент на чистой воде или разбавленном (против исходного) растворе ускорителя.

4.Если ускоритель доставляется на скважину в виде раствора, необходимое его количество можно определить, исходя из плот­ ности раствора. Количество сухого ускорителя в граммах на 1 л определяется по плотности раствора с помощью таблиц.

Приготовление БСС при вводе ускорителя в затворенный це­ ментный раствор.

1 . Количество ускорителя или его раствора рассчитывают так же, как и при добавке ускорителя в воду затворения смеси.

2 . Для ввода раствора ускорителя в цементный раствор необ­

152

ходимо иметь двухкрановую заливочную головку конструкции ВНИИБТ.

3.Раствор ускорителя заливают в бункер цементировочного агрегата, и после начала закачки в скважину цементного раствора равномерно подают через нижний кран заливочной головки. Не­ обходимо заранее определить время затворения цементного раство­ ра с учетом его количества и соответственно рассчитать скорость подачи ускорителя в заливочную головку.

4.Не допускается изменять скорость подачи раствора ускорите­ ля в процессе цементирования, а также закачивать последнюю

порцию цементного раствора без ускорителя.

5. После окончания закачки цементного раствора необходимо промыть водой манифольд и штуцер, по которым прокачивали ус­ коритель.

Приготовление БСС при вводе порошкообразных ускорителей

всухой тампонажный цемент.

1.Порошкообразный ускоритель, количество которого определя­ ется опытным путем, затаривают в цементно-смесительную маши­ ну в заданной пропорции с тампонажным (или глиноземистым) цементом.

2.Если смесь загружали непосредственно в цементно-смеси­

тельную машину с помощью загрузочного шнека СМН, приготов­ ленную смесь необходимо пересыпать в другую цементосмеситель­ ную машину для получения смеси равномерной консистенции.

3. Затворение БСС на скважине не отличается от обычного затворения чистого тампонажного цемента.

Для повышения качества изоляционных работ перед цементи­ рованием поглощающего пласта в скважину закачивают раствор хлористого кальция или 2—4 м3 воды для разобщения смеси и про­ мывочного раствора, а также для очистки поглощающих каналов и улучшения контакта тампонирующей смеси с породами.

СМЕСИ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА И НАПОЛНИТЕЛЕЙ

Для снижения или повышения плотности тампонирующих сме­ сей, повышения их закупоривающих свойств, изменения сроков схватывания вводят наполнители. В зависимости от температуры зоны поглощения добавляют ускорители или замедлители.

В качестве наполнителей применяют кожу-«горох», кордное волокно, слюду-чешуйку, целлофан, керамзит, резиновую крошку, песок, известняк, древесные опилки, подсолнечную лузгу, вино­ градные косточки, морскую ракушку и др.

При отсутствии данных о размерах поглощающих каналов це­ лесообразно применять смеси с наполнителями различных типов.

В табл. 17 приведены свойства цементных растворов при до­ бавлении в цемент Вольского завода «Комсомолец» некоторых на­ полнителей.

153

Наполнители добавляют в цементный раствор с помощью гид­ ромешалки (цементировочной воронки) заливочного агрегата. При этом способе требуется два цементировочных агрегата: один с цементосмесителем для приготовления цементного раствора и про­ качки его через гидромешалку, другой —для закачки смеси с на­ полнителем в скважину.

При бурении скважин на промыслах Татарии наполнители вво­ дят главным образом непосредственно в приемный чан цементиро­ вочного агрегата, что позволяет приоготовлять тампонирующую смесь с помощью одного цементировочного агрегата. Если стати­ ческий уровень скважины низкий, наполнители добавляют в це­ ментный раствор через воронку, установленную на устье, или пнев­ матическим способом, для чего используется заливочная голов­ ка. Наполнители можно также добавлять непосредственно в це­ ментно-смесительную машину при загрузке тампонажного цемента. Однако для равномерного его перемешивания с цементом необхо­ димо многократное перетаривание смеси с помощью цементно-сме­ сительных машин.

При загрузке наполнителей в цементно-смесительную машину или вводе с помощью цементировочной воронки, или непосредст­ венно в приемный чан заливочного агрегата содержание их не пре­ вышает 3—6 % по весу к сухому цементу (в зависимости от типа наполнителя), а при вводе с помощью воронки на устье скважины или пневматическим способом—7—15%.

При вводе наполнителей первыми тремя способами растекаемость тампонирующей смеси по конусу АзНИИ для обеспечения нормальной работы цементировочных агрегатов должна быть не менее 12—14 см. В табл. 18 приведено изменение растекаемости (в см) цементировочного раствора по конусу АзНИИ в зависи­ мости от количества вводимого наполнителя.

Ц е м е н т н о - п е р л и т о в ы е с м е с и приготовляют путем вве­ дения в цементный раствор вспученного перлита. Это легковесный материал с замкнутыми порами, получаемый при тепловой обра­ ботке перлитового песка. Размер его частиц редко превышает

3—4 мм.

Для приготовления смеси цемент (100%) и перлит (10—15%) загружают в бункер цементно-смесительной машины (ЦСМ). Для

154

Т а б л и ц а 18

равномерности смешивания компонентов и получения раствора постоянной плотности их перегружают в бункер второй ЦСМ. ■Смесь затворяют максимально возможной консистенции (растекаемость по конусу АзНИИ 7—10 см).

При приготовлении цементно-перлитовых смесей необходимо учитывать, что с ростом давления их удельный вес повышается

(табл. 19).

Ц е м е н т н о - к е р а м з и т о в ы е с м е с и приготовляют посред­ ством введения в цементный раствор керамзита. Это пористый ма­ териал, объемный вес которого меньше единицы. Плотность раство­ ра тампонажного цемента при вводе керамзита понижается про­ порционально его количеству и диаметру частиц (табл. 20). Для повышения прочности камня затвердевшей смеси рекомендуется в воду затворения вводить ускорители схватывания.

При приготовлении смеси керамзит с частицами диаметром бо­ лее 5 мм добавляют в цементный раствор на устье скважины с по­ мощью воронки или автоцементовоза. Частицы, размер которых < 5 мм, загружают в бункер ЦСМ вместе с цементом.

155