Нефте цементный раствор состоит из

Обновлено: 16.05.2024

Каменные дома строили в 19 веке практически без того, что сегодня мы называем цементом. Приготовление растворов и их составляющих было очень простым, но были разработаны и применялись специальные добавки.

Растворы пришли из очень глубокой древности и заслужили право на существование. Строительство стен и фундаментов тоже было, на первый взгляд несложным.

Перейдем непосредственно к самим растворам

Вот как описывается это в книге “Технолог-практик” 1868 года:

“Известь употребляется в полужидком виде; для связывания, или склеивания камня или кирпича. Для это известь приготовляют следующим образом: выкапывается яма (творило) и в нее сыплется слой извести, песку, опять извести и т. д., потом все смачивают водою и оставляют на сутки. Такой известково-песчаный раствор называется цементом и употребляется, как сказано выше, на склеивание камня и кирпича. Хороший цемент, т. е. клейкий, прочный, не пропускающий сквозь себя сырости есть вещь самая важная в постройках; понятно, что если цемент плох, то и вся постройка никуда не годится”.

КУЯНОВ ЦЕМЕНТ .

Он состоит из: 7 частей речного песку.

1 части пережженной и измельченной глины.

1 части измельченной каменноугольной золы.

1 части естественной водной извести.

Все это должно быть очень хорошо перемешано. Такой цемент застывает в 5— 6 дней, а через год делается очень крепким.

ЦЕМЕНТ С ОПИЛКАМИ .

Употребляется для построек, очень подверженных сырости. Гашеную известь разводят водою, затем прибавляют в нее опилок на столько, чтоб известь не потеряла своей клейкости.

ТУРЕЦКИЙ ЦЕМЕНТ.

⅓ часть кирпичного порошка и ⅔ части мелкого известкового.

Все это смачивается дождевой водою. Между связываемыми камнями кладется его слой толщиною в 3 вершка.

АРАВИЙСКИЙ ЦЕМЕНТ .

2 части золы. 3 части извести.

Все это смешать и просеять, затем взбивать смесь трое суток.

Деревянной колотушкой, подливая понемногу масла и воды. Цемент вообще в несколько дней затвердеет настолько, что уже по прошествии этого времени стена делается довольно крепкою. Но, собственно говоря, он продолжает твердеть целые столетия.

ЦЕМЕНТ ДЛЯ КИРПИЧНЫХ КРЫШ.

2 ч. извести 3 ч. перемешанного песку.

К этому прибавляют измельченного коровьего волоса и мягкой речной воды.

ЦЕМЕНТ ИЗ ДРЕВЕСНОЙ ЗОЛЫ.

2 ч. негашеной, извести. 3 ч. золы.

В земле вырывают ров, в который насыпают золы, а посредине её в углубление— извести. Эту известь тут же гасят и хорошенько смешивают с золой”.

Как вы обратили внимание, составы и их составляющие очень просты и понятны. Так в чем же дело? Почему сегодня трудно воссоздать подобные растворы?

Оказывается все дело в самой извести.

Вот,что написано в книге об этом: “ Известь, Она выжигается из камня известняка. Лучшая та, которая, при поливании ее водою, вскипает и рассыпается мелким порошком! Известь, лежавшая долго, в дело не годится”.

Также в извести должно быть много кремния. Если его было мало, то добавляли различные цемянки содержащие кремний. Применялся мергель пресноводный ( рыхлая, рассыпчатая, порошкообразная масса углекислого кальция, отложенная в водоемах озерно-болотного типа в результате выпадения СаСО 3 из раствора, обогащенная глинистой примесью (свыше 30 %)

Чего бы другого, а болот и озер у нас в достатке, так, что проблем с мергелем не было.

В основном применялось, то, что находилось недалеко, так как составов различных было очень много.

Приготовление нефте-цементного раствора на скважине производят в мерниках в следующей последовательности: сначала поверхностно-активную добавку растворяют в дизельном топливе, а затем при загрузке цемента отдельными порциями тщательно перемешивают смесь гребками или насосом агрегата. Затворение на гидромешалке не рекомендуется, потому что раствор приобретает достаточную подвижность лишь после перемешивания в течение 5 - 10 мин. [3]

Для изоляции нефте-цементного раствора в заливочных трубах и в затрубном пространстве от жидкости, находящейся в скважине, и продавочной жидкости, впереди и за раствором закачивают буферные пробки объемом 1 5 - 3 м3 из нефти или нефтепродукта. [4]

Перед продавливанием нефте-цементного раствора в трещины и каналы, подводящие воду, нижнюю буферную пробку необходимо расположить в затрубном пространстве между заливочными трубами и колонной выше верхних отверстий и задавку продолжать до тех пор, пока верхняя буферная пробка не подойдет к башмаку труб. [5]

При применении нефте-цементного раствора для изоля ционно-оздоровительных работ исключается возможность обратного поступления из пласта при вымывании излишка нефте-цементного раствора обратной промывкой. [6]

Механическая прочность нефте-цементных растворов после замещения 25 - 30 % нефтепродукта не уступает механической прочности цемента, затворенного на воде. [7]

В присутствии крезола нефте-цементные растворы при увеличении температуры разжижаются. [8]

Сравниваемый с ним нефте-цементный раствор из того же цемента, содержащий 30 % дизельного топлива и 0 5 % крезола от веса цемента, после взаимодействия с 30 % горячей воды и выделения 75 % всего дизельного топлива через 48 час. [9]

По этой причине нефте-цементные растворы , затворенные на активной нефти, не твердеют в призабойной зоне независимо от ее водонеф-тенасыщенности. При затворении же на малоактивных и неактив - ных жидкостях растворы твердеют в призабойной зоне, полностью обводненной, и в призабойной зоне с содержанием остаточной нефти до 25 % и не твердеют в призабойной зоне, полностью нефтенасыщенной. [10]

Для заливки был взят нефте-цементный раствор . [12]

Технологический процесс заливки с применением нефте-цементного раствора отличается от описанного следующими основными особенностями. [13]

Следующим примером использования положительных особенностей нефте-цементных растворов может служить цементировка скв. Характерной особенностью этой скважины являются ее относительно большая глубинд и слабая приемистость. Скважина обводнилась верхней водой. Изоляционно-оздоровительные работы были проведены в следующей последовательности. [15]

Нефтецементные растворы ( без воды) не схватываются при температурах выше 200 С и давлении 70 МПа. Однако замещение 20 % нефтепродукта водой приводит к тому, что растворы быстро густеют уже при температуре 120 С и давлении 30 МПа и схватываются в течение 20 - 30 мин. [1]

Нефтецементный раствор на границе с водоцементным раствором густеет. [2]

Нефтецементный раствор приготавливают следующим образом. [4]

Нефтецементные растворы ( без воды) не схватываются при температурах выше 200 0 и давлении 70 МПа. Однако замещение 20 % нефтепродукта водой приводит к тому, что растворы быстро густеют уже при температуре 120 С и давлении 30 МПа и схватываются за 20 - 30 мин. [5]

Нефтецементные растворы ( без воды) не схватываются при температурах выше 200 С и давлении 70 МПа. Однако замещение 20 % нефтепродукта водой приводит к тому, что растворы быстро густеют уже при температуре 120 С к давлении 30 МПа и схватываются за 20 - 30 мин. [6]

Нефтецементные растворы ( НЦР) состоят из цемента и нефти или дизельного топлива в количестве 40 - 50 % от массы цемента. Они применяются при цементировании скважин в условиях трещиноватых коллекторов, для ликвидации поглощений и изоляции пластовых вод. При смешении НЦР с водой масса очень быстро теряет подвижность, превращаясь в камень с выделением почти всего количества нефтепродукта. Для увеличения подвижности раствора применяют ПАВ: кубовые остатки, крезол, димеру, асидол, нафтенафт кальция. [8]

Нефтецементный раствор приготовляют следующим образом. Замерные емкости цементировочного агрегата заполняют расчетным количеством углеводородной жидкости и растворяют в ней ПАВ. Смесь размешивают насосом цементировочного агрегата до получения однородного раствора, после чего цемент затворяют обычным путем. Полученный нефтецементный раствор закачивают в запасную емкость или в замерные емкости друго-го заливочного агрегата и дополнительно перемешивают. Проходя через насос, раствор продолжает перемешиваться и приобретает необходимую однородность. [9]

Преимущество нефтецементных растворов заключается в их несхватываемости при отсутствии воды и высокой прочности камня. [11]

В нефтецементных растворах цемент затворен на углеводородной жидкости ( нефти, дизельном топливе, керосине) с добавкой поверхностно-активного вещества ( ПАВ), которое улучшает смешивание тампонажного цемента и углеводородной жидкости в однородную массу, способствует сохранению подвижности нефтецементного раствора в течение длительного времени, облегчает вытеснение углеводородной жидкости при контакте нефтецементного раствора с водой, а также сокращает расход, нефтепродуктов за счет увеличения их смачиваемости. [12]

При смешении нефтецементного раствора с водой масса очень быстро теряет подвижность, превращается в комки и камень с выделением почти всего количества нефтепродукта. Для увеличения подвижности раствора и лучшего отмыва нефтепродукта применяют высокодействующие ПАВ: кубовый остаток этилового эфира ортокремневой кислоты, крезол, димеру, асидол, нафте-нат кальция. Менее дефицитен крезол СНзСзЩОН, используемый нефтяной промышленностью в качестве селективного растворителя. [13]

На основе нефтецементных растворов введением в них ускорителя могут быть приготовлены быстросхватывающиеся смеси для ликвидации поглощения в скважинах. Эти растворы при отсутствии воды не схватываются. Вода способствует быстрому их загустеванию, а ускоритель - схватыванию. Ускорителями сроков схватывания могут быть кальцинированная сода, гипс и другие материалы. [14]

При смешении нефтецементного раствора с водой масса очень быстро теряет подвижность, превращается в комки и камень с выделением почти всего количества нефтепродукта. Для увеличения подвижности раствора и лучшего отмыва нефтепродукта применяют высокодействующие поверхностно-активные вещества: кубовый остаток этилового эфира ортокремниевой кислоты, крезол, димеру, асидол, нафтенат кальция. Менее дефицитен крезол СНзСбН4ОН, используемый нефтяной промышленностью в качестве селективного растворителя. [15]

Указанный способ заливки с применением нефте-цементных растворов для случаев, подобных описанному, является эффективным и может быть рекомендован для производства изоляционно-оздоровительных работ в фонтанирующих скважинах, в которых предварительное прекращение фонтанирования утяжеленными растворами вызывает затухание приемистости скважины. [16]

В связи с тем, что нефте-цементные растворы не схватываются в нефтяной среде, в ряде случаев ими можно успешно изолировать обводнившиеся пропластки, не снижая продуктивности нефтяных пропластков. Это условие может быть сохранено до тех пор, пока нефтяной пропласток не содержит воды. Характерным в этом отношении является скв. [17]

Особое место среди тампонажных цементов занимают нефте-цементные растворы . [18]

Процесс замещения нефтепродукта пластовой водой в нефте-цементных растворах зависит от физико-химических свойств нефтепродуктов, водонасыщенности призабойной зоны и качества продавочной жидкости. [19]

Поверхностно-активные вещества позволяют в широких пределах изменять подвижность нефте-цементных растворов . [20]

Для улучшения смешивания тампонажного цемента и углеводородной жидкости и превращения их в однородную массу в нефте-цементный раствор добавляют поверхностно-активные вещества ( ПАВ): крезол, асидол, ОП-10; фенол, нейтрализованный черный контакт ( НЧК); нафтанат кальция и др. Добавка ПАВ способствует сохранению подвижности раствора в течение длительного времени и облегчает замещение ( вытеснение) углеводородной жидкости при контакте раствора с водой. [21]

Это дает возможность транспортировать цемент на забой кважины не в виде водного раствора, способного быстро схватываться, нередко до проникновения в пласт, а в виде суспензии в инертной по отношению к цементу жидкости. При взаимодействии с водой нефте-цементный раствор освобождается от нефтепродукта и схватывается, образуя прочный камень. [23]

Пути проникновения нижних вод в скважину по заколонному пространству через отверстия фильтра определяют таким же способом, как и при проникновении верхних вод. Для изоляции скважины от проникновения нижних вод применяют цементирование под давлением через отверстия фильтра водо-цементным и пеноцементным растворами в тех случаях, когда нет опасности зацементировать продуктивный горизонт. В остальных случаях используют нефте-цементный раствор . [24]

Поступление верхних вод через фильтр эксплуатационной колонны ликвидируется путем цементирования под давлением через трубы с последующим наращиванием труб и вымыванием излишнего цементного раствора или путем цементирования под давлением через заливочные трубы, спущенные ниже отверстий фильтра. В качестве тампонажного материала используются только нефте-цементные растворы . [25]

Смесь доводят водой до забоя, а затем продавливают в пласт. В конце продавки давление в два-три приема снижают до нуля и снова поднимают до максимальной величины для ускорения процесса отделения нефтепродукта от цементной суспензии и уплотнения цемента в трещинах, образованных гидравлическим разрывом. Остатки нефте-цементного раствора после срыва па-кера удаляют из скважины обратной промывкой водой при положении башмака заливочных труб на 0 5 м выше верхних отверстий дополнительной перфорации. В течение первого месяца ограничивают отбор жидкости из скважины. [26]

Рядом преимуществ по сравнению с водо-цементными растворами обладают цементные суспензии на углеводородной основе. Цемент, затворенный на дизельном топливе или керосине, как известно, дает тесто, не способное схватываться и отвердевать, но приобретает эти свойства после замещения нефтепродукта водой. Нагнетаемая в пласт смесь при взаимодействии с пластовой и промывочной водами быстро загустевает, что предупреждает обратное вытеснение цемента в скважину при снижении избыточного давления на устье. Нефте-цементный раствор , проникший в нефтеносную часть пласта, при отсутствии в ней воды не схватывается и может быть удален из пласта в процессе последующей эксплуатации скважины. Нефте-цементный раствор, попадая в трещины нефтенасыщенной части пласта, может образовать плотную цементную пасту, с трудом поддающуюся вымыванию нефтью при работе скважины. Поэтому этот метод может быть селективным лишь при известных условиях. [27]

Продавливание нефтецементного или водоцементного растворов в пласт при расположении башмака НКТ у нижних дыр-фильтра не рекомендуется. При наличии перепада давления в призабойной части скважины из тампонирующей смеси идет интенсивное отфильтровывание жидкой фазы. При использовании водоцементных растворов это вызывает резкое сокращение сроков схватывания смеси, что в совокупности с другими факторами ( температура, давление, время проведения операции) может служить причиной прихвата НКТ. В случае применения нефте-цементных растворов процесс отфильтровывания жидкой фазы идет еще интенсивнее. В интервале перфорации образуется плотная спрессованная пробка из обезжиженного цемента, которая-также может явиться причиной прихвата НКТ. [28]

Рядом преимуществ по сравнению с водо-цементными растворами обладают цементные суспензии на углеводородной основе. Цемент, затворенный на дизельном топливе или керосине, как известно, дает тесто, не способное схватываться и отвердевать, но приобретает эти свойства после замещения нефтепродукта водой. Нагнетаемая в пласт смесь при взаимодействии с пластовой и промывочной водами быстро загустевает, что предупреждает обратное вытеснение цемента в скважину при снижении избыточного давления на устье. Нефте-цементный раствор, проникший в нефтеносную часть пласта, при отсутствии в ней воды не схватывается и может быть удален из пласта в процессе последующей эксплуатации скважины. Нефте-цементный раствор , попадая в трещины нефтенасыщенной части пласта, может образовать плотную цементную пасту, с трудом поддающуюся вымыванию нефтью при работе скважины. Поэтому этот метод может быть селективным лишь при известных условиях. [29]

Строительство скважины состоит из последовательных процессов - бурение и крепление, и сегодня мы затронем второй этап.

Сначала поговорим о принципах крепления скважины и используемом растворе, а в следующих статьях уже больше об оборудовании для цементирования.

Компания Экохимия занимается разработкой, производством и внедрением материалов для бурения и крепления нефтяных и газовых скважин, а также при капитальном ремонте скважин и повышении нефтеотдачи пластов при добыче.

Одним из основных направлений деятельности компании является совершенствование указанных процессов и разработка реагентов под требования каждого Заказчика.

Для предотвращения осыпания стенок скважины, газо, нефте и водопроявлений и для изолирования продуктивных пластов стенки скважины укрепляют обсадными трубами.

А для того, чтобы обсадную колонну "закрепить" используют раствор, который закачивают между стенками скважины и обсадной колонной.

Этот процесс и называется крепление скважины (или тампонирование), а используемый раствор называется цементный (или тампонажный)..

Закачка цементного раствора

1. Скважина заполнена буровым раствором, спущена обсадная колонна, на конце которой установлен башмак, в колонну введена нижняя пробка.

2. Закачиваем заранее подсчитанный объем цементного раствора, после чего вводим верхнюю пробку.

Между буровым раствором и тампонажным прокачивают буферную жидкость, но для простоты схемы пока не будем об этом.

3. Закачиваем продавочный раствор до тех пор, пока не заполним нужный интервал в заколонном пространстве и верхняя пробка не "сядет" на нижнюю.

Цементировочная головка устанавливается для герметизации верхнего конца обсадной колонны и соединяется с цементировочными насосами для прокачки цементного раствора и циркуляции бурового раствора, Подача всех растворов контролируется с помощью манометра.

Тампонажный раствор

Раствор, получаемый после разбавления тампонажного цемента водой (или другой жидкостью), обработанной химическими реагентами (или без них), после затвердевания образует цементный камень.

После процесса цементирования проводят проверку качества цементирования и прочность цементного камня.

Время схватывания раствора - очень важный показатель, т.к. цемент не должен схватиться (застыть) в процессе закачки, и при этом не должен слишком долгое время находится в жидком состоянии в затрубном пространстве (во избежании осаждения частиц).

Если подобный материал Вам интересен - поддержите статью лайком.

Спасибо за прочтение!

Дополнительная информация:

С личностью автора можно познакомиться в инстаграме

И, конечно, если статья Вам понравилась, то отметьте сей факт лайком и подпиской, и тогда мы будем видеться чаще.

Читайте также: