ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ
Цементированием называют процесс заполнения заданного интервала раствором вяжущих материалов (например, цемента), который в состоянии покоя превращается в прочный непроницаемый камень. Цементирование применя
ется для изоляции друг от друга проницаемых пластов, установки цементных мостов, защиты обсадных труб от коррозии агрессивными пластовыми жидкостями и газами, заякорива — ния обсадной колонны и др.
Тампонажными называют такие материалы, которые при затворении водой образуют суспензии, способные затем превращаться в твердый, непроницаемый камень.
В зависимости от вида вяжущего материала тампонажные материалы подразделяются на следующие:
тампонажный цемент на основе портландцемента (силикат кальция);
тампонажный цемент на основе доменных шлаков;
тампонажный цемент на основе известково-песчаных смесей;
прочие тампонажные цементы (белитовые и др.)
В настоящее время номенклатура тампонажных цементов на основе портландцемента и шлака включает:
тампонажные портландцементы для "холодных" (до 50 °С) и "горячих" (до 100 °С) скважин, плотность раствора 1,85— 1,90 г/см3;
облегченные цементы, раствор плотностью 1,4-1,6 г/см3 (за счет добавки глинопорошка, молотой пемзы, трепела, опоки и
ар-); з
утяжеленные цементы, раствор плотностью до 2,15 г/см на базе портландцементов для "холодных" и "горячих" скважин и на базе шлакопесчаной смеси для температуры 90- 140 °С и 140-180 °С;
низкогигроскопичные тампонажные цементы.
Растекаемость цементного раствора с водоцементным отношением В/Ц = 0,5 (на 1 кг цемента — 0,5 кг воды) должна быть не менее 18 см.
Время начала и конца схватывания для "холодных" и "горячих" цементных растворов должно быть соответственно 2 ч и 1 ч 45 мин и не более 16 ч 40 мин.
Предел прочности на изгиб образца размерами 4x4x16 см при двухсуточном твердении и температуре 22 ± 2 °С и 75 ± ± 3 °С должен быть не менее 2,7 и 6,2 МПа соответственно.
При смешивании тампонажных растворов с водой начинаются реакции гидратации и гидролиза. Эти реакции сопровождаются выделением большого количества теплоты. Скорость реакции гидратации (присоединение воды к клинкерным материалам) значительно влияет на быстроту схватывания и твердения цементного раствора: скорость возрастает с повышением температуры давления и тонкости помола и зависит от водоцементного отношения В/Ц, состава цемента и степени минерализации вод.
К свойствам раствора из тампонажных смесей относятся плотность, растекаемость, сроки загустевания и схватывания, а к свойствам цементного камня — прочность, проницаемость, температуростойкость, коррозионная стойкость, пластичность, объемные изменения. Плотность в лабораторных условиях определяется пикнометром, а в полевых — ареометром. Растекаемость цементного раствора определяется с помощью конуса АзНИИ.
Загустеваемость тампонажного раствора определяется с помощью консистометра.
Сроки схватывания определяются прибором ВИКа. Свойства тампонажных растворов регулируют путем изменения водоцементного соотношения а также добавлением различных химических реагентов, ускоряющих или замедляющих сроки схватывания или загустевания. Существенное увеличение содержания воды (более, чем необходимо для процесса гидратации) ведет к росту пористости и проницаемости камня, что недопустимо. Уменьшение количества воды вызывает ухудшение прокачиваемости тампонажного раствора. Для улучшения прокачиваемости цементных растворов применяют реагенты-пластификаторы ССБ, КССБ, нитролигнин и др. Ввод этих реагентов в количестве 0,1-1,0 % в воду затворения не только улучшает прокачиваемость, но и снижает В/Ц до 0,3-0,36, что приводит к повышению прочности камня. В качестве замедлителей сроков схватывания растворов применяют борную кислоту, гипан, ССБ и др.
В качестве ускорителей используют хлористый кальций (1- 5 %), хлористый натрий (до 2,5 %}, жидкое стекло (до 5 %) и др.