 |
10.3. Тампонажные материалы органического происхождения.
|
|
|
|
10. 3. Тампонажные материалы органического происхождения.
Смолы представляют собой высокомолекулярные органические соединения (полимеры). Они используются для борьбы с поглщениями. Применяются следующие составы смол.
Карбамидные смолы: мочевино-формальдегидные (МФ-17, МФ-60, М-270, М-19-62, КС-68 «Б», М-3), меламино-мочевино-формальдегидные (ММФ-50), мочевиноформальдегиднофурфуроловые (МФФ-М), карбомидоформальдегидные (КФ-Ж). Они представляют собою жидкости от белого до темно-коричневого цвета, плотностью 1, 17-1, 5 г/см3. Прочность камня довольно высокая: при сжатии – 250 МПа, при изгибе – до 120 МПа.
В качестве отвердителя этих смол используют органические и минеральные кислоты: щавелевую, реже лимонную, соляную, фосфорную, а также соли: хлорное железо, хлорный цинк, хлористый аммоний.
Наиболее широко в качестве отвердителя применяются соляная и щавелевая кислоты в виде водного раствора. Общее содержание воды в рабочем растворе смолы не должно превышать 50%. В целях безопасности соляная кислота применяется в виде 10%-ного раствора, а щавелевую кислоту можно добавлять и в порошкообразном виде.
Латекс применяется в разведочном бурении в основном для ликвидации поглощений промывочной жидкости. Это молочно-белая жидкость плотностью 0, 96-0, 97 г/см3 с содержанием воды до 56% и каучука до 37%. Кроме того, в состав входят 2-7% белков, 1, 6-3, 4% смол, 1, 5-4, 2% сахара и 0, 2-0, 7% золы. Каучук в латексе находится в виде отрицательно заряженных взвешенных глобул, размеры которых колеблются от 0, 1 до 6 мкм. На поверхности частиц каучука расположен адсорбционный слой ПАВ (белков, жировых кислот и т. п. ), выполняющий роль стабилизатора эмульсии каучука в воде.
|
|
|
Применение латекса обусловливается его способностью к коагуляции при смешивании с водным раствором солей поливалентных металлов Са+2, Fе+3, Аl+3, Мg+2, в результате чего образуется эластичная каучуковая масса, способная закупоривать каналы и полости. В качестве основного коагулянта латекса используется 3%-ный раствор СаСl2, концентрацией которого в составе латекса регулируется скорость его коагуляции. При выполнении тампонажных работ с целью ликвидации поглощения промывочной жидкости используются следующие марки латексов: СКС-50КГП; СКС-300Х; СКС-С при концентрации сухого вещества 50÷ 60%; малоконцентрированные латексы (МКЛ) с содержанием сухого вещества 25-30% - ДВХВ-70; ДВМП-100; СКМС-30АРК.
10. 4. Составы тампонажных смесей и условия их применения.
Составы и свойства тампонажных смесей выбираются в зависимости от их назначения, в соответствии с которыми должны предъявляться требования к выбранной тампонажной смеси и получающемуся при твердении тампонажному камню.
Для цементирования обсадных колонн и разобщения проницаемых пластов, основными требованиями являются: подвижность тампонажного раствора, хорошее вытеснение из ствола скважины и из затрубного пространства промывочной жидкости и тампонажного камня, его хорошая адгезия с поверхностью обсадных труб.
При создании мостов, разделительных пробок и искусственных забоев, важнейшими требованиями являются прочность тампонажного камня и высокая скорость твердения.
При выполнении тампонажных работ с целью устранения поглощения промывочной жидкости, тампонажные смеси должны отвечать следующим требованиям: достаточное проникновение в поглощающие каналы и трещины; устойчивость к агрессии подземных вод; достаточно высокая скорость потери подвижности – схватывание; хорошая адгезия с горными породами.
Наиболее часто применяемые виды тампонажных смесей, их параметры и условия применения приведены в табл. 10. 2.
|
|
|
Таблица 10. 2
Тампонажные смеси.
|
Тип смесей |
Состав |
В/Ц |
Сроки схватывания, ч-мин |
Плотность, т/м3 |
Основные свойства (характе-ристика) |
назначение | |||
| начало | оконча-ние | ||||||||
| Тампонажные растворы на основе минеральных вяжущих | |||||||||
| Базовый | Тампонажный портландцемент ПЦТ (ГОСТ 1581-85) | 0, 5 | 2-00 | 10-00 | 1, 8-1, 9 | Хорошая текучесть и прокачивае-мость | 1. Для пористых и мелкотрещиноватых пород с малой и средней интенсив-ностю поглощения; 2. В качестве базового для тампонажных смесей | ||
| Облегченные | ПЦТ – до 40%; диатомит, трепел, опока – до 45%; доменный шлак – до 20% | 0, 95-1, 2 | 2-00 | 18-00 | 1, 4-1, 6 | Малая водоотдача, хорошие закупориваю-щие свойства | Для малых пластовых давлений и уменьшения поглощения раствора | ||
| Утяжеленные | ПЦТ – до 20%; гематит, барит –до 75%; доменный шлак – до 20% | 0, 33-0, 35 | 2-00 | 12-00 | 1, 95-2, 3 | Прочный камень, малая проницаемость, упругость | Для высоких пластовых давлений | ||
| Соляные | ПЦТ, затворенный на насыщенном растворе солей: NaCl – 26, 4%, MgCl – 36, 0%, CaCl2 – 42, 3%, Na2SO4 – 14, 4% | 0, 5 | 0-50… 1-50 | 3-50… 1-50 | 1, 95-2, 0 | Хорошая прокачивае-мость, сцепляемость с породой и трубами, совместимость с другими реагентами | Для соленосных отложений, агрессивных подземных вод | ||
| Песчанистые | ПЦТ – до 50%; Кварцевый песок – до 50% | 0, 8 | 9-00 | 10-00 | 1, 85 | Прочный непроницаемый камень, коррозион-ностойкий | То же | ||
| Волокнистые | ПЦТ с наполнителями – до 3% (хлопковые отходы, волокна асбеста, отходы кордного волокна и др. ) | 0, 5 | 2-00 | 10-00 | 1, 8 | Повышенная вязкость | Уменьшение поглощения в кавернозных породах с интенсивным поглощением | ||
| Глиноцемент-ные | ПЦТ с добавлением бентонита – 4-10% и СаСl2 – 4% | 0, 5 | 3-15… 3-50 | 4-40… 5-05 | 1, 8-1, 84 | Хорошие закупори-вающие свойства | Для зон интенсивных поглощений | ||
| Быстросхваты-вающиеся | ПЦТ с добавлением ускорителей схватывания от 2 до 10%: СаСl2, Na2CO3, NaCl, NaOH, NaSiO3 | 0, 5 | 0-50… 1-50 | 1-00… 2-10 | 1, 8-1, 85 | Сокращение сроков схватывания | То же | ||
| Гипс строительный с добавлением 0, 5-1, 0% замедлителей схватывания (КМЦ, ССБ, гипан, ПАА и др. ) | 0, 6 | 0-40… 1-50 | 1-00… 2-10 | 1-67- 1, 68 | То же | -//- | |||
| Растворы и смеси на основе полимеров
| |||||||||
| Отверждаемый глинистый раствор | Глинистый раствор плотностью 1, 1-1, 4 т/м3 – 58-65%; 30%-ный фориалин – 10-16%, состав ТС-10 – 25-26% | 1-00… 3-00 | 1-20… 3-30 | 1, 2 | Высокая седиментационная устойчивость, небольшая проницаемость камня | Для зон интенсивных поглощений | |||
| Тампонажная смесь СКМ-19 | Карбамидная смола М 19-62, отверждаемая 30%-ным водным раствором хлорного железа – 0, 5-1, 0% | 2-00… 1-10 | 3-00… 1-10 | 1, 4 | То же | То же | |||
| Тампонажные пасты | |||||||||
| Гипаноцемент-ная паста | Массовые части: ПЦТ – 100; гиапн – 1, 0; СаСl2 – 3, 0-5, 0 | 0, 5-0, 6 | 2-35… 2-45 | 3-45… 4-45 | 1, 8-1, 85 | Твердеющая, нерастекаемая, но прокачиваемая масса с высокой начальной пластической прочностью | Для зон интенсивных поглощений, приуроченных к крупнотрещино-ватым и кавернозным породам | ||
| Глиноцементная паста | ПЦТ – 100 кг; бентонит – 200-500 кг; сульфат алюминия – 30-60 кг; вда – 0, 75-1, 25 м3 | 1, 76-1, 62 | Нетвердеющая, нерастекаемая, но прокачиваемая масса с пластической прочностью 32 кПа через 1 ч перемешивания; скорость восстановления структуры через 1 сут, твердения – 0, 26 кПа/мин | Для зон интенсивных поглощений, приуроченных к крупнотрещино-ватым и кавернозным породам | |||||
|
|
|
