Профессиональный срок

Добавка к тампонажному цементу и ее применение
Раздел 1 Обзор

С развитием нефтяной промышленности область разведки и разработки нефти и газа расширяется день ото дня, а технология бурения постепенно совершенствуется. Глубокие скважины, сверхглубокие скважины и специальные скважины выходят часто, что выдвигает более высокие требования к технологии нефтяных скважин. Особенно в случае сложной геологической структуры и плохих подземных условий использование чистого цемента далеко не соответствует требованиям технологии, поэтому мы должны полагаться на добавки для корректировки его характеристик. Например: наполнитель может увеличить производство раствора, сэкономить цемент и снизить стоимость; ускоритель или замедлитель может регулировать время загустевания, что может не только обеспечить безопасность конструкции, но и удовлетворить требования прочности непрерывной работы в течение заданного времени; присадка для снижения водоотдачи может снизить эффект фильтрации проницаемого пласта на водную суспензию, защитить нефтегазовый пласт и повысить нефтеотдачу; Диспергатор может улучшить реологические свойства цементного раствора, повысить эффективность вытеснения, улучшить качество цементирования и продлить срок службы нефтяных скважин. Поэтому исследования, производство и применение добавок быстро развивались в стране и за рубежом.
Добавки могут изменить характеристики цементного раствора без изменения основного состава. Его связь с цементом является дополнительной. В целом добавки к цементу для нефтяных скважин можно разделить на:

(1) Добавки для регулирования времени загустевания цементного раствора: ускоритель и замедлитель схватывания;

(2) Добавки для изменения характеристик водоотдачи цементного раствора: добавка для водоотведения;

(3) Добавки для улучшения реологических свойств тампонажного раствора: диспергатор;

(4) Регулятор плотности цементного раствора: утяжелитель и гидроксильный реагент;

(5) Добавки для снижения циркуляционных потерь: закупоривающий агент;

(6) добавка для повышения термической стойкости цементного камня – кварцевый песок;

(7) Приготовить соленую грязь;
Раздел 2 Акселератор

При цементировании неглубокой скважины или обсадной колонны, несмотря на то, что цементный раствор может соответствовать требованиям перекачки, часто возникают такие проблемы, как длительное время загустевания и медленное нарастание прочности, что серьезно влияет на проходку бурения и качество цементирования. Характеристики цементного раствора можно изменить, добавив ускоритель или агент ранней прочности, который может не только удовлетворить требования операции цементирования, но и как можно скорее сделать прочность соответствующей требованиям непрерывного бурения. Конечно, он также используется для уменьшения чрезмерного замедления, вызванного добавлением других добавок, таких как диспергатор и присадка для снижения водоотдачи, чтобы ускорить развитие прочности на сжатие и сократить время ожидания. Строго говоря, существует разница между ранней прочностью и ранней прочностью: ранняя прочность относится к очевидному улучшению ранней прочности на сжатие, но нет требований к времени схватывания, например, к обычно используемому диспергатору, который имеет определенный эффект ранней прочности; в то время как коагулянт требует сокращения времени схватывания, то есть ускорения схватывания, независимо от скорости набора прочности. Оба они часто имеют одинаковую природу, но они разные.

Хлоридный ускоритель
Ускоритель без хлора
Составной ускоритель

Раздел 3 Ретардер

Функция замедлителя схватывания заключается в эффективном продлении или поддержании времени нахождения цементного раствора в жидком состоянии и способности к перекачиванию. Лучший замедлитель схватывания должен оказывать замедляющее действие в любом диапазоне температур, а время загустевания прямо пропорционально его дозировке. Он хорошо приспосабливается к различным цементам для нефтяных скважин и имеет хорошую совместимость с различными типами других добавок. Другими словами, это не влияет на другие свойства цементного раствора, такие как загущение, увеличение статической силы сдвига, замедление набора прочности и т. д. Для цементного раствора с указанной формулой время загустевания имеет хорошую предсказуемость и повторяемость, и оно также должно быть анти-загрязнением, нетоксичным, безвкусным, невзрывоопасным, негорючим и не загрязняющим окружающую среду.

Замедлители схватывания тампонажного цемента бывают следующих типов:

(1) Лигносульфонат и его изомеры или производные;

(2) Дубильные вещества, сульфированные дубильные вещества и их производные;

(3) Карбоновые кислоты, оксикарбоновые кислоты, изомеры или производные и их соли;

(4) Натриевые или кальциевые соли глюконовой кислоты и ее производные

(5) Целлюлоза и ее производные с низкой молекулярной массой;

(6) Органические или неорганические фосфаты,

(7) Борная кислота и ее соли.
Лигносульфонат, дубильная кислота и ее сульфометиловые соли
Гидроксикарбоновые кислоты и их соли

Углеводные соединения
Производные целлюлозы

неорганическое соединение
Раздел 4 Утяжелитель
Добавку или добавку, повышающую плотность цементного раствора, называют утяжелителем. Его собственная плотность выше, чем у цемента. Как правило, гранулометрический состав утяжелителя должен быть таким же, как у цемента. Если размер частиц слишком велик, их легко осадить из цементного раствора, а если он слишком мал, легко увеличить консистенцию цементного раствора. Расход воды должен быть меньше, а цемент должен быть инертен в процессе гидратации, иметь хорошую совместимость с другими добавками. Барит, пирит и гематит являются наиболее часто используемыми утяжелителями для уплотнения цементного раствора.
Раздел 5 Противогазовый канальный агент
При нагнетании цемента в нефтяные и газовые скважины, особенно в некоторых высоконапорных газовых скважинах, пласт, прилегающий к затрубному пространству, содержит первичный газ определенного давления. Этот газ может попасть в кольцевое пространство после закачки цемента и вызвать утечку газа. Иногда он может достигать поверхности или других слоев с низким давлением. Это называется канализацией газа, также известной как газовое вторжение. Обычно это вредно и опасно, и его нужно исправлять добавлением цемента. Для предотвращения этого явления обычно используют сжимаемый цемент, непроницаемый цемент или тиксотропный цемент. Агент против газовых каналов используется для приготовления сжимаемого цемента, непроницаемого цемента, тиксотропного цемента, цемента с нулевой свободной водой и нецементирующего цемента. Вообще говоря, один и тот же противогазовый агент может иметь несколько функций, которые могут не только сделать цементный раствор тиксотропным, но также сделать цементный раствор без осаждения свободной воды. Однако независимо от того, какая добавка используется, физические свойства, такие как водоотдача, время загустевания и прочность на сжатие, должны контролироваться в пределах диапазона, требуемого конструкцией цементирования.
Раздел 6 Добавки для контроля водоотдачи
Реагент для контроля водоотдачи используется в цементном растворе для поддержания неизменного соотношения вода/твердое вещество. Это достигается путем регулирования скорости фильтрации воды из пульпы в соседнюю проницаемую зону.

Использование понизителя водоотдачи может помочь предотвратить:

- преждевременное обезвоживание цементного раствора привело к закупорке затрубного пространства и невозможности завершения операции закачки.

- изменяется текучесть цементного раствора, что снижает эффективность замены раствора.

- фильтрат цементного раствора повреждает горный пласт.
Потери воды обычно корректируются в зависимости от типа операции цементирования. При нагнетании в обсадную трубу потери воды в цементном растворе должны быть менее 250 мл, а при продавливании цемента более важным является контроль потерь воды, а максимальная потеря воды не должна превышать 150 мл.

При прочих равных условиях водоотдача цементного раствора увеличивается с уменьшением удельного веса, то есть чем выше водоцементное отношение, тем хуже эффект снижения водоотдачи. Из-за этого трудно контролировать потери воды при заливке цементного раствора.

Другим фактором, оказывающим большое влияние на водоотдачу, является степень дисперсности частиц цемента в цементном растворе. Если не используется диспергатор, будет трудно контролировать потерю воды, независимо от того, сколько добавок для контроля потери воды используется. Это связано с тем, что диспергаторы при диспергировании частиц цемента также позволяют им более плотно собираться в фильтрационной корке. Таким образом, снижается проницаемость фильтрационной корки для воды между промежутками цементного раствора, а также снижается скорость фильтрации по закону Дарси.

Механизм действия присадки против водоотдачи заключается в следующем.
(1) Для улучшения вязкости цементного раствора для предотвращения обезвоживания; (2) для увеличения статической силы сдвига цементного раствора, когда он неподвижен, произойдет гелеобразование, ни статическое давление, ни внешнее давление не будут передаваться; (3) гранулированные материалы с разным гранулометрическим составом будут блокировать пустоты или микропоры пласта; (4) Водорастворимый полимер может быть адсорбирован на поверхности частиц цемента с образованием адсорбционно-гидратного слоя, в результате чего частицы цемента соединяются, а затем формируют сетчатую структуру, связывая больше свободной воды, блокируя внутренние пустоты цемента и уменьшая проницаемость цементной корки. В соответствии с этим принципом существует только два вида добавки для водоотдачи цемента для нефтяных скважин: материал с твердыми частицами и водорастворимый полимер.
Раздел 7 Заглушающий агент

Во время бурения или цементирования весь или часть бурового раствора и цементного раствора будет потеряна в высокопроницаемом пласте, естественном или искусственно созданном трещиноватом пласте, пористом или пористом пласте, что приведет к серьезным последствиям, таким как потеря циркуляции. Для контроля потери циркуляции в скважинах, несмотря на то, что было исследовано и разработано множество обычных и специальных тампонажных материалов, существует не так много тампонажных агентов для борьбы с серьезными утечками, а также все виды цемента и небольшая часть химических тампонажных агентов и их по-прежнему наиболее часто используются смеси, такие как материалы для борьбы с поглощением, полимеры и вяжущие материалы, мостовые тампонажи и двойные тампонирующие и водозабивающие реагенты.
Раздел 8 ПАВ и спейсер


WhatsApp онлайн чат!