ГОСТ 25597-83 Цементы тампонажные. Классификация

Тип: ГОСТ 25597-83

Статус: Не действует — Отменен. ИУС 12-1987

Текст документа: присутствует

Изображение документа: присутствует

Страниц в документе: 6

Утвержден: Госкомитет СССР по делам строительства, 23.12.1982

Стандарт распространяется на тампонажные цементы, предназначенные для цементирования нефтяных, газовых и специальных скважин, и устанавливает их классификацию.

Вы можете получить этот (и еще 150 000) документ в рамках бесплатной 3х-дневной опытной эксплуатации NormaCS. Заполните анкету и мы предоставим Вам инструкцию по установке системы.

Если Вы уже воспользовались услугой бесплатной опытной эксплуатации и определились с выбором разделов — просто нажмите кнопку

Или свяжитесь с нами по телефону (831) 2-100-100

При запросе просим обратить внимание, что мы продаем библиотеку Нормативно-технической документации (а не товары, гвозди, балки и прочее). Так же мы не продаем документы отдельно. Однако если Вы попали на эту страницу и видите первую страницу документа — это означает, что он у нас есть. Всего в системе около 150 000 нормативно-технических документов. Если Вам необходим только один документ — мы готовы его предоставить совершенно бесплатно в рамках 3х-дневной опытной эксплуатации. Для этого отправьте свой Email, нажав на кнопку «получить документ», чтобы мы выслали Вам инструкцию по установке программы. Существуют несколько вариантов проведения опытной эксплуатации (Вы можете заказать винчестер с дистрибутивом, либо пригласить специалиста к себе в компанию). Мы готовы ответить на Ваши вопросы в любой рабочий день с 9 до 18 по Московскому времени по телефону (831) 2-100-100.

Вместо этого документа рекомендуется использовать:

На документ ссылаются:

Информация, представленная на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой, определяемой Статьей 437 Гражданского кодекса РФ.
О всех несоответствиях в спецификации товаров, просим Вас сообщать в форме обратной связи.

ГОСТ 25597-83 Цементы тампонажные. Классификация

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЦЕМЕНТЫ ТАМПОНАЖНЫЕ

КЛАССИФИКАЦИЯ

ГОСТ 25597-83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА
Москва

Министерством промышленности строительных материалов СССР

Министерством нефтяной промышленности

ИСПОЛНИТЕЛИ

3. Е. Энтин, канд. техн. наук; М. Г. Толочкова, канд. техн. наук; А. И. Булатов, д-р техн. наук (руководители темы); Д. Ф. Новохатский, д-р техн наук; С. Б. Трусов; Г. И. Лавренина; Е. Ю. Быченкова; В. Т. Филиппов; Т. С. Власова; Е. Ф. Волков, канд. техн. наук; Н. Е. Микиртумова, Т. В. Аникеева, канд. техн. наук

ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

Зам. министра В. И. Кущиди

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 23 декабря 1982 г. № 297

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЦЕМЕНТЫ ТАМПОНАЖНЫЕ

Классификация

Oil-well cement. Classification

ГОСТ
25597-83

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 23 декабря 1982 г. № 297 срок введения установлен

1. Настоящий стандарт распространяется на тампонажные цементы, предназначенные для цементирования нефтяных, газовых и специальных скважин, и устанавливает их классификацию.

2. Классификация, установленная настоящим стандартом, обязательна для применения во всех нормативно-технических документах и научно-технической литературе.

Рациональные области применения тампонажных цементов приведены в рекомендуемом приложении.

3. Тампонажные цементы классифицируют по следующим признакам:

по виду клинкера и составу основных компонентов;

средней плотности тампонажного цементного теста;

устойчивости к воздействию агрессивных пластовых вод;

объемным деформациям при твердении.

4. По виду клинкера и составу основных компонентов тампонажные цементы подразделяют на:

тампонажные цементы на основе портландцементного клинкера;

тампонажные цементы на основе глиноземистого клинкера;

тампонажные цементы бесклинкерные.

Тампонажные цементы на основе портландцементного клинкера по вещественному составу в зависимости от содержания и вида добавок подразделяют на:

тампонажный портландцемент бездобавочный;

тампонажный портландцемент с минеральными добавками;

тампонажный портландцемент со специальными добавками, регулирующими свойства цемента. Перед наименованием такого цемента добавляется наименование добавки.

5. По температуре применения, °С, тампонажные цементы подразделяют на цементы для:

низких температур ниже 15;

нормальных температур от 15 до 50;

умеренных температур от 50 до 100;

повышенных температур от 100 до 150;

высоких температур от 150 до 250;

сверхвысоких температур выше 250;

циклически меняющихся температур.

6. По средней плотности тампонажного цементного теста, кг/м 3 , цементы подразделяют на:

легкие — ниже 1400;

облегченные — от 1400 до 1650;

нормальные — от 1650 до 1950;

утяжеленные — от 1950 до 2300;

тяжелые — выше 2300.

7. По устойчивости тампонажного камня к воздействию агрессивных пластовых вод тампонажные цементы подразделяют на:

цементы, к которым не предъявляют требований по устойчивости тампонажного камня к агрессивности пластовых вод;

устойчивые к сульфатным пластовым водам;

устойчивые к кислым (углекислым, сероводородным) пластовым водам;

устойчивые к магнезиальным пластовым водам;

устойчивые к полиминеральным пластовым водам.

8. По объемным деформациям тампонажного камня при твердении в водной среде в 3-суточном возрасте цементы подразделяют на:

цементы, к которым требования не предъявляют;

безусадочные с расширением не более 0,1 %;

расширяющиеся с расширением более 0,1 %.

9. При составлении нормативно-технических документов в наименование тампонажных цементов должны включаться название цемента по составу основных компонентов и классификационные признаки, определяющие основные требования к условиям применения данного цемента. Например, тампонажный портландцемент с минеральными добавками утяжеленный.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Рекомендуемое

Рациональные области применения тампонажных цементов

По температуре применения

По средней плотности цементного теста

По устойчивости к воздействию агрессивных пластовых вод

По объемным деформациям при твердении

Тампонажные цементы на основе портландцементного клинкера:

Для нормальных и умеренных температур

Требования не предъявляют

портландцемент с минеральными добавками

Для нормальных и умеренных темпера тур

Облегченное, нормальное и утяжеленное

Устойчив к сульфатным пластовым водам

Требования не предъявляют

портландцемент со специальными добавками

Для низких, нормальных и повышенных температур

Устойчив к сульфатным пластовым водам при введении соответствующих специальных добавок

Требования не предъявляют

портландцемент с минеральными и специальными добавками

Для низких, нормальных, повышенных и умеренно высоких температур

Нормальное, облегченное утяжеленное

Устойчив к сульфатным пластовым водам и другим видам агрессии

Требования не предъявляют; расширяющиеся безусадочные

Тампонажные цементы на основе глиноземистого клинкера

Для низких и нормальных температур

Требования не предъявляют

Для повышенных, высоких, сверхвысоких и циклически меняющихся температур

ГОСТ 25597-83 Цементы тампонажные. Классификация

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЦЕМЕНТЫ ТАМПОНАЖНЫЕ

КЛАССИФИКАЦИЯ

ГОСТ 25597-83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА
Москва

Министерством промышленности строительных материалов СССР

Министерством нефтяной промышленности

ИСПОЛНИТЕЛИ

ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

Зам. министра В. И. Кущиди

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЦЕМЕНТЫ ТАМПОНАЖНЫЕ

Классификация

Oil-well cement. Classification

ГОСТ
25597-83

Рациональные области применения тампонажных цементов приведены в рекомендуемом приложении.

3. Тампонажные цементы классифицируют по следующим признакам:

по виду клинкера и составу основных компонентов;

средней плотности тампонажного цементного теста;

устойчивости к воздействию агрессивных пластовых вод;

объемным деформациям при твердении.

4. По виду клинкера и составу основных компонентов тампонажные цементы подразделяют на:

тампонажные цементы на основе портландцементного клинкера;

тампонажные цементы на основе глиноземистого клинкера;

тампонажные цементы бесклинкерные.

тампонажный портландцемент бездобавочный;

тампонажный портландцемент с минеральными добавками;

5. По температуре применения, °С, тампонажные цементы подразделяют на цементы для:

низких температур ниже 15;

нормальных температур от 15 до 50;

умеренных температур от 50 до 100;

повышенных температур от 100 до 150;

высоких температур от 150 до 250;

сверхвысоких температур выше 250;

циклически меняющихся температур.

6. По средней плотности тампонажного цементного теста, кг/м 3 , цементы подразделяют на:

легкие — ниже 1400;

облегченные — от 1400 до 1650;

нормальные — от 1650 до 1950;

утяжеленные — от 1950 до 2300;

тяжелые — выше 2300.

устойчивые к сульфатным пластовым водам;

устойчивые к кислым (углекислым, сероводородным) пластовым водам;

устойчивые к магнезиальным пластовым водам;

устойчивые к полиминеральным пластовым водам.

цементы, к которым требования не предъявляют;

безусадочные с расширением не более 0,1 %;

расширяющиеся с расширением более 0,1 %.

Читать еще: Заливка фундамента под гараж – советы специалистов

ПРИЛОЖЕНИЕ
Рекомендуемое

Рациональные области применения тампонажных цементов

По температуре применения

По средней плотности цементного теста

По устойчивости к воздействию агрессивных пластовых вод

По объемным деформациям при твердении

Тампонажные цементы на основе портландцементного клинкера:

Лекция 7. Классификация тампонажных цементов. Определение свойств тампонажного раствора и камня. Методы испытания тампонажных материалов

Из многообразия минеральных вяжущих важнейшее место занимает портландцемент вследствие хорошего сочетания строительно-технических свойств:

· сравнительно высокая скорость твердения при достаточно большом времени сохранения подвижности после смешения с водой;

· водостойкость, способность твердеть как на воздухе, так и под водой;

· хорошая сочетаемость с различными наполнителями, способность к довольно прочному сцеплению с разнородными по физико-химической природе поверхностями, в том числе со сталью;

· достаточная долговечность затвердевшего материала при разнообразных условиях окружающей среды;

· доступность сырьевой базы и наличие технологии крупнотоннажного, полностью механизированного производства.

Портландцемент служит базовым материалом для большинства специальных модифицированных тампонажных цементов, в то же время он и без модификации может применяться в широком диапазоне условий проведения тампонажных работ.

Промышленностью для крепления скважин выпускаются базовые тампонажные материалы, к которым относятся: портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый, гипсоглиноземистый, магнезиальный, гипсовый, цементы на основе водорастворимых силикатов, полимерорганические цементы.

На основе базовых тампонажных материалов производятся модифицированные цементы (с различными добавками): облегченные, утяжеленные, термостойкие, расширяющиеся, коррозионностойкие и др., которые чаще всего готовятся в производственных условиях буровых предприятий.

Портландцемент – порошкообразный материал, содержащий искусственные минералы, большинство из которых в природе не встречается. Эти минералы образуются в результате высокотемпературного обжига смеси оксидов, в которой преобладает оксид кальция – CaO (известь), но входят также (19-23%) оксид кремния SiO₂ (кремнезем); (4-8%) оксид алюминия Al₂O₃ (глинозем); (3-6%) оксид железа Fe₂O₃ и много других оксидов в виде примесей.

Эти минералы обладают высокой химической активностью и способны взаимодействовать с водой. В результате химических реакций суспензия порошка портландцемента в воде приобретает способность к затвердеванию.

При производстве портландцемента в качестве исходных материалов обычно используют известняк высоким содержанием CaCO₃ и глину, содержащую алюмосиликаты и в виде примеси оксид железа в виде пиритных огарков.

Продукт обжига называется портландцементным клинкером. Он получается в виде спекшихся гранул величиной с орех. Для получения портландцемента клинкер размалывают в тонкий порошок с добавлением некоторых веществ, например, гипса.

Классификация и требования к тампонажным цементам приведены в ГОСТе 1581-96.

По вещественному составу тампонажные цементы делятся на следующие типы:

I – тампонажный цемент бездобавочный;

II – тампонажный цемент с минеральными добавками;

III – тампонажный цемент со специальными добавками, регулирующими плотность цементного раствора.

По плотности цементного раствора цемент типа III подразделяют на:

По температуре применения цементы типов I, II и III подразделяют на цементы, предназначенные для:

· низких и нормальных температур (15-50) o C;

· умеренных температур (51-100) o C;

· повышенных температур (101-150) o C.

ПЦТ – портландцемент тампонажный;

1) обозначение типа цемента;

2) обозначение сульфатостойкости (СС);

3) обозначение средней плотности для цемента типа III;

4) обозначение максимальной температуры применения цемента;

5) обозначение гидрофобизации или пластификации цемента (Гф или Пл);

6) обозначение настоящего стандарта.

Например: ПЦТ-III-Об5-50 ГОСТ 1581-96 – портландцемент тампонажный облегченный, обеспечивающий получение цементного раствора плотностью 1,5 г/см 3 , для низких и нормальных температур.

ПЦТ-III-УТ1-100 – портландцемент тампонажный утяжелённый, обеспечивающий получение цементного раствора плотностью 2,1 г/см 3 для умеренных температур.

ПЦТ-I-СС-100 – портландцемент тампонажный бездобавочный сульфатостойкий для умеренных температур.

Классификация тампонажных растворов. Состав клинкера

Тампонажные материалы. Это такие материалы, которые при затворении водой образуют суспензии, способные затем превращаться в твердый непроницаемый камень.

В зависимости от вида вяжущего материала Тампонажные материалы делятся на:

1) тампонажный цемент на основе портландцемента;

2) тампонажный цемент на основе доменных шлаков;

3) тампонажный цемент на основе известково-песчаных смесей;

4) прочие Тампонажные цементы (белитовые и др.). При цементировании скважин применяют только два первых вида — тампонажные цементы на основе портландцемента и доменных шлаков.

К цементным растворам предъявляют следующие основные требования:

подвижность раствора должна быть такой, чтобы его можно .было закачивать в скважину насосами, и она должна сохраняться от момента приготовления раствора (затворения) до окончания процесса продавливания;

структурообразование раствора, т. е. загустевание и схватывание после продавливания его за обсадную колонну, должно проходить быстро;

цементный раствор на стадиях загустевания и схватывания и сформировавшийся камень должны быть непроницаемы для воды, нефти и газа;

цементный камень, образующийся из цементного раствора, должен быть коррозионно- и температуроустойчивым, а его контакты с колонной и стенками скважины не должны нарушаться под действием нагрузок и перепадов давления, возникающих в обсадной колонне при различных технологических операциях.

В зависимости от добавок тампонажные цементы и их растворы подразделяют на песчаные, волокнистые, гельцементные, пуццолановые, сульфатостойкие, расширяющиеся, облегченные с низкой водоотдачей, водоэмульсионные, нефтецементные и др. Номенклатура тампонажных цементов на основе портландцемента и шлака содержит:

1) тампонажные портландцементы для «холодных» и «горячих» скважин («холодный» цемент — для скважин с температурой до 50 °С, «горячий» — для температур до 100 °С, плотность раствора 1,88 г/см 3 );

2) облегченные цементы для получения растворов плотностью 1,4-1,6 г/см 3 на базе тампонажных портландцементов, а также на основе шлакопесчаной смеси (до температур 90-140 °С), в качестве облегчающих добавок используют глинопорошки или молотые пемзу, трепел, опоку и др.;

3) утяжеленные цементы для получения растворов плотностью не менее 2,15 г/см 3 на базе темпонажных портландцементов для температур, соответствующих «холодным». и «горячим» цементам, а также шлакопесчаной смеси для температур 90-140°С (в качестве утяжеляющих добавок используют магнетит, барит и др.);

4) термостойкие шлакопесчаные цементы для скважин с температурой 90-140 и 140 180 °С;

5) низкогигроскопическиетампонажные цементы, предназначенные для длительного хранения.

Регулируют свойства цементных растворов путем изменения водоцементного отношения (В:Ц), а также добавлением различных химических реагентов, ускоряющих или замедляющих сроки схватывания и твердения, снижающих вязкость и показатель фильтрации.

В практике бурения в большинстве случаев применяют цементный раствор с В:Ц = 0,4-0,5. Нижний предел В:Ц ограничивается текучестью цементного раствора, верхний предел — снижением прочности цементного камня и удлинением срока схватывания. К ускорителям относятся S хлористые кальций, калий и натрий; жидкое стекло (силикаты натрия и калия); кальцинированная сода; хлористый алюминий. Эти реагенты обеспечивают схватывание цементного раствора при отрицательных температурах и ускоряют схватывание при низких температурах (до -40°С).

Замедляют схватывание цементного раствора такие химические peaгенты, как гидролизованный полиакрилонитрил, карбоксиметилцеллюлоза, полиакриламид, сульфитспиртовая барда, конденсированная сульфитспиртовая барда, нитролигнин. Перечисленные реагенты оказывают комбинированное действие. Все они понижают водоотдачу и одновременно могут увеличивать или уменьшать подвижность цементного раствора.

Для приготовления цементного раствора химические реагенты растворяют предварительно в жидкости затворения (вода). Утяжеляющие облегчающие и повышающие температуростойкость добавки смешивают с вяжущим веществом в процессе производства (специальные цементы) или перед применением в условиях бурового предприятия (сухие цементные смеси).

От правильного выбора тампонажного цемента и при необходимости добавок к нему зависит качество строящейся скважины. Поэтому выбор рецептуры тампонажногорастврра надо проводить только на основании тщательных лабораторных исследований. Особое внимание следует уделять смешиванию цемента с добавками. В американской практике непосредственно перед приготовлением тампонажного раствора перекачивают сухую смесь в пустой цементосмеситель и обратно. Этим достигают равномерного распределения добавок.

Тампонажный цемент – свойства и сферы применения

На заключительном этапе работ по обустройству скважин пространство вокруг обсадной колонны заполняют специальным цементным раствором. При затвердевании он образует монолитную рубашку для защиты трубы от агрессивных сред и газов. Для приготовления состава используется тампонажный цемент ПТЦ – особый подвид портландцемента.

Особенности тампонажного цемента
Cостав
Маркировка тампонажного цемента
Сферы применения
Заключение

Особенности тампонажного цемента

Раствор для тампонажных работ приготавливают из цемента со специфическими свойствами. Материал:

имеет тонкий помол;
затвердевает в короткие сроки, при этом смесь цемента с водой долго сохраняет текучесть, что позволяет ее свободно закачивать;
схватывается и затвердевает, несмотря на контакт с водой;
совместим с разнообразными добавками.

Монолитная конструкция, выполненная из тампонажного раствора, на протяжении многих лет сохраняет целостность и не теряет прочности благодаря устойчивости к влиянию окружающих сред, в том числе агрессивных.

Cостав

Основой для производства тампонажного цемента служит измельченный клинкер (от 80%) и гипс (2-3,5%). К ним добавляются различные минеральные вещества для приготовления рабочих смесей с заданными свойствами. Применяется несколько видов тампонажных растворов:

Гигроскопический. Добавкой служит триэтаноломин.
Песчанистый. К основному составу добавляют гипс, кварцевый песок.
Утяжеленный. В число утяжеляющих добавок входят железнорудные минералы (магнетит, гематит, шпальт).
Солестойкий. Тонкоизмельченный кварцевый песок, добавленный в раствор, позволяет создать материал, защищающий трубы от коррозии под воздействием грунтовых вод с высоким содержанием соли.

К специальным тампонажным портландцементам относят сульфатостойкую смесь, устойчивую к агрессивным средам.

В сложных геологических условиях, в том числе если в разрезе имеются пласты поглощающие или склонные к гидроразрыву, цементирование глубоких скважин осуществляется с использованием облегченных растворов. Облегченный тампонажный цемент изготавливается путем введения добавок, снижающих плотность состава – золы, трепела, диатомита, алюмосиликатных микросфер и т.д.

Еще ниже плотность легких тампонажных цементов, предназначенных для работ на большой глубине и для ремонта разрушенных участков оболочки. Такие материалы проще закачивать, они обладают высокой адгезией и хорошо сцепляются со старой цементной оболочкой трубы, способны заполнять пустоты и трещины. Добавками служит каолин, полые алюмосиликатные микросферы и т.д.

Читать еще: Масса кубометра щебня разных фракций

Отличие тампонажного и расширяющегося цемента. При цементировании скважин в пористых и рыхлых горных породах требуется создать оболочку из цементного камня, не склонного к усадке.

Расширяющийся цемент содержит добавки, благодаря которым в цементном растворе происходят химические реакции с образованием кристаллических продуктов. Таким образом, раствор в процессе застывания увеличивается в объеме, при этом получившийся камень имеет плотную структуру. Обычные тампонажные цементы не расширяются при твердении.

Маркировка тампонажного цемента

Тампонажный цемент производится в соответствии с ГОСТ 1581-96. Материал имеет маркировку ПТЦ (портландцемент). В зависимости от характеристик и свойств, тампонажный цемент бывает:

Бездобавочным (I, I-G, I-H), с добавлением минеральных веществ (II), с примесями, регулирующими плотность состава (III).
Утяжеленным (Ут), облегченным (Об);
Для применения при низких и нормальных (15-50°С), умеренных (51-100°С) и повышенных (101-150°С) температурах;
Обычным и сульфатостойким (СС).

В стандартной маркировке указывается тип цемента, его сульфатостойкость, средняя плотность, максимально допустимая температура применения, степень пластификации (ПЛ) или гидрофикации (ГФ), номер ГОСТа.

Рабочие характеристики зависят от марки тампонажного цемента и особенностей его изготовления. В таблице ниже приведены пределы, в которых могут варьироваться показатели материала.

Остаток на сите с сеткой №008, %, не более

Данные характеристики тампонажного цемента приводятся в сертификате на продукцию вместе с информацией о дате изготовления и объеме партии материала.

Сферы применения

Применение тампонажного цемента обусловлено его главным качеством: материал имеет высокие показатели прочности с самого начала затвердевания. Данный вид цемента в первую очередь предназначен для тампонирования нефтегазовых скважин. В процессе цементирования одновременно вытесняется буровая смесь.

Тампонажный цемент для скважин закачивается с помощью насосного оборудования – чтобы обеспечить текучесть раствора объем воды должен превышать объем сухих компонентов в два раза. Получившаяся масса (пульпа) характеризуется высокой подвижностью, после затвердевания она образует плотный монолит, не склонный к усадке, между обсадной трубой и стенками скважины. При этом материал плотно сцеплен как с трубой, так и со стенками пробуренного в горных породах ствола.

Цементная оболочка служит защитой обсадной трубы от сдвижек пластов, от контакта с грунтовыми водами, агрессивными газообразными средами. Тампонажный цемент применяется для укрепления дна скважины и сокращения ее глубины, для устранения повреждений самой обсадной колонны.

В строительстве данный вид цемента практически не используется. Исключением служит применение тампонажного цемента для фундамента из буровых свай, которые устанавливаются на сложных грунтах.

Заключение

Производители тампонажных цементов выпускают материалы с различными характеристиками для применения в любых условиях.

При подборе марки ПТЦ учитывается:

глубина скважины;
характеристики геологических пластов;
уровень температуры в шахте (влияет на сроки затвердения раствора);
показатель содержания соли в грунтовых водах и т.д.

Чтобы готовый монолит отвечал всем требованиям, важно использовать свежий тампонажный цемент, который хранился в герметичной упаковке.

Применение тампонажного цемента, его классификация и маркировка

Одним из уникальных подвидов портландцемента является тампонажный цемент. Он используется в тампонажных работах, цель которых — исключить влияние агрессивных газов и сред на трубы при бурении скважин, снизить давление на них и гарантировать их безопасную эксплуатацию.

Особенности и состав
Технические характеристики
Классификация и маркировка
Пример маркировки и ее расшифровка
Область и технология применения

Особенности и состав

К специфическим особенностям тампонажного цемента можно отнести такие его свойства, как:

Быстрый период затвердевания, при том, что достаточно долгое время перемешанная с водой смесь сохраняет свои подвижные и вязкие свойства;
Устойчивость к воздействию влаги — затвердевает даже в воде;
Совмещение с различными добавочными веществами.

Тампонажный цемент прочен и целостен длительное время, независимо от влияния вредных окружающих сред.

Основной состав строительного материала представлен измельченным клинкером и гипсом. Также для воздействия на те или иные свойства применяют минеральные добавочные вещества. Для цементирования буровых скважин при нефте- и газодобыче производятся разные виды растворов, а именно:

Гигроскопический. К основной смеси добавляют триэтаноламин.
Утяжеленный. В клинкеро-гипсовую основу вводят утяжеляющие добавки, одной из которых могут быть железорудные минералы (тяжелые шпальт, гематит, магнетит).
Песчанистый. Основной состав смешивают с гипсом и кварцевым песком, при этом соотношение компонентов должно быть для использования в горячих скважинах не больше 50% и менее 20% в холодных.
Солестойкий. В раствор добавляют кварцевый тонкоизмельченный песок, противостоящий коррозии, которая образуется в результате воздействия на трубы грунтовых вод с высокой концентрацией соли.

Кроме обычного тампонажного портландцемента производят сульфатостойкую смесь, которая не поддается воздействию агрессивной среды, долговечный низкогигроскопичный цемент, а также волокнистую смесь для прочного цементирования путей утечки раствора.

Технические характеристики

Тампонажный цемент характеризуется следующими техническими параметрами:

Быстрым периодом загустения цементного раствора – не более 90 ед. консистенции;
Расслоением затвердевшей массы либо водоотделением: для холодной — в пределах 3,5%, для горячей — около 4%;
Малым объемом растекаемости раствора – максимум 0,4 см;
Началом затвердевания – не более 120 минут (после затворения);
Окончанием затвердевания – для холодного материала – не более 18 часов и для горячего — не более 8 часов (после затворения).

Помимо этого, нормируется также тонкость измельчения клинкера и лимит прочности на изломе макета из затвердевшей смеси.

Классификация и маркировка

Строительный материал можно классифицировать в зависимости от следующих критериев:

Состав цементного вещества:

I — без добавок;
I-G — без добавок, с нормой требования соотношения воды и цементной смеси — 0,44;
I-H — без добавок, с нормой требования соотношения воды и цементной смеси — 0,38;
II — с минеральными добавками;
III — с добавлением специальных веществ, которые регулируют плотность цемента.

В свою очередь, портландцемент тампонажный III-го типа делится по плотности:

Ут — утяжеленного типа;
Об — облегченного типа.

Температура использования цементного теста:

в пределах 15°С — 50°С — низкие и нормальные температуры;
от 51°С до 100°С — умеренные;
от 101°С до 150°С — повышенные.

Степень противостояния разрушающим действиям сульфат-ионов:

типы I, II, III — СС — сульфатоустойчивые и обычные (так как нормы по поводу сульфатоустойчивости не фиксируются);
типы I-G и I-H — СС-1 — с высокой степенью противостояния сульфатам и СС-2 — с умеренной степенью сульфатопротивостояния.

Маркировка материала включает:

Буквенное обозначение: ПЦТ — портландцемент тампонажный;
Тип — I (I-G, I-H), II, III;
Сульфатостойкость — СС, СС-1, СС-2;
Среднюю плотность для III-го — Об, Ут;
Максимальную температуру использования вещества — 50, 100, 150 °С;
Пластификацию, либо гидрофобизацию цемента — ПЛ либо ГФ;
Обозначение госстандарта.

Пример маркировки и ее расшифровка

Марка ПЦТ II-СС-50 ГОСТ 1581-96 означает, что эта смесь называется тампонажным портландцементом, в состав которого входят минеральные добавки. Это вещество с сульфатоустойчивыми параметрами, используется при температурах в диапазоне от низкой до нормальной.

Область и технология применения

Отличительной особенностью тампонажного цемента является высокая степень крепости с самого начала затвердения. Это качество и обусловило главную сферу применения данного материала — цементирование (либо тампонирование) нефтегазовых скважин при одновременном вытеснении буровой смеси. В жилищном строительстве этот вид цемента не применяется. Исключение составляет установка буровых свай в сложных условиях.

Тампонажный цемент закачивается насосами, поэтому раствор используют в достаточно жидком виде: к сухой цементной смеси добавляется вода в пропорции 2:1. После затворения большими объемами жидкости цемент преобразуется в подвижную массу, именуемою пульпой, ее и закачивают в скважину. По окончании этапа транспортировки масса затвердевает и становится безусадочным плотным монолитом, который хорошо скреплен со стенками ствола скважины и обсадной трубой.

Полученный слой надежно защищает от грунтовых вод, либо сдвижек пластов разной плотности. Учитывая свойства грунта, заполнение бывает либо полным, либо частичным. Кроме обеспечения защиты, тампонажный цемент может сократить глубину и укрепить дно скважины, а также ликвидировать повреждения на обсадных колоннах.

Подбор каждой конкретной марки ПЦТ осуществляется с учетом условий использования и глубины скважины. Бурение на болоте или в песчаном грунте, либо закладка скважин глубже 2000 м предполагает применение облегченных видов (в данной ситуации — рекомендована марка ПЦТ-III-об-5-100).

Важное значение при работе с ПЦТ имеет температура в шахте. При высокой температуре, пульпа затвердевает в период от 90 минут до 10 часов. Более горячая температура способствует быстрейшему схватыванию раствора. При использовании в холодной скважине (либо если материал применяется для гидроизоляции при возведении сооружений зимой) затвердение начинается по истечении 120-180 минут и может завершиться через двадцать часов. Более длительный период застывания у солестойкого цемента.

ГОСТ 25597-83 Цементы тампонажные. Классификация

Главная страница
Читать «Attek journal»
Учебный центр
Охрана труда
Проведение СОУТ
Производственный контроль
Аудит по охране труда
Сертификация технологических процессов
Оценка профрисков

Сертификация

Сертификация ТР ТС

Декларация соотвествия ТР ТС

Сертификат соотвествия ГОСТ Р

Сертификат сейсмостойкости

Сертификат взрывозащиты

Пожарный сертификат

Пром. безопасность

Паспорт антитеррор. защищенности

Неразрушающий контроль

Техническое диагностирование

Разработка ПЛАРН

Разработка ПЛА

План гражданской обороны

Разработка ОПО/ПОО

Разработка ПМЛЛПА

Медицина

Регистрация мед.изделий (РУ)

Государственная регистрация медицинских изделий

Свидетельство о гос. регистрации (СГР)

Лицензирование

Лицензирование медицинской деятельности

Лицензирование образовательной деятельности

Лицензирование фармацевтической деятельности

Лицензирование продажи алкогольной продукции

Лицензирование ветеринарной деятельности

Лицензия МЧС

Получение заключений СЭС (Роспотребнадзор)

Вступление в СРО

Лицензирование скважин

Лицензирование автобусных перевозок

Компания

О компании
Партнерство
Вакансии
Лицензии

Читать еще: Физико-механические основы уплотнения бетонных смесей

Клиенты

Клиенты
Проекты
Отзывы

Контакты

Сертификация ТР ТС; подтверждение соответствия; специальная оценка условий труда;аттестация рабочих мест; повышение квалификации; промышленная безопасность.

Классификация тампонажных материалов

2.2 Классификация тампонажных материалов

В зависимости от вида вяжущего материала тампонажные материалы делятся на:

1) тампонажный цемент на основе портландцемента;

2) тампонажный цемент на основе доменных шлаков;

3) тампонажный цемент на основе известково-песчаных смесей;

4) прочие тампонажные цементы (белиловые и др.).

При цементировании скважин применяют только два первых вида — тампонажные цементы на основе портландцемента и доменных шлаков.

К цементным растворам предъявляют следующие основные требования:

Ø подвижность раствора должна быть такой, чтобы его можно было закачивать в скважину насосами, и она должна сохраняться от момента приготовления раствора (затворения) до окончания процесса продавливания;

Ø структурообразование раствора, т. е. загустевание и схватывание после продавливания его за обсадную колонну, должно проходить быстро;

Ø цементный раствор на стадиях загустевания и схватывания и сформировавшийся камень должны быть непроницаемы для воды, нефти и газа;

Ø цементный камень, образующийся из цементного раствора, должен быть коррозионно- и температуроустойчивым, а его контакты с колонной и стенками скважины не должны нарушаться под действием нагрузок и перепадов давления, возникающих в обсадной колонне при различных технологических операциях.

В зависимости от добавок тампонажные цементы и их растворы подразделяют на:

Ø облегченные с низким показателем фильтрации,

Ø нефте-цементные и др.

В настоящее время номенклатура тампонажных цементов на основе портландцемента и шлака содержит:

1) тампонажные портландцементы для «холодных» и «горячих» скважин («холодный» цемент — для скважин с температурой до 500С, «горячий» — для температур до 1000С, плотность раствора 1,88 г/см3);

2) облегченные цементы для получения растворов плотностью 1,4 — 1,6 г/см3 на базе тампонажных портландцементов, а также на основе шлакопесчаной смеси (до температур 90 — 1400С), в качестве облегчающих добавок используют глино-порошки или молотые пемзу, трепел, опоку и др.;

3) утяжеленные цементы для получения растворов плотностью не менее 2,15 г/см3 на базе тампонажных портландцементов для температур, соответствующих «холодным» и «горячим» цементам, а также шлакопесчаной смеси для температур 90 — 1400С (в качестве утяжеляющих добавок используют магнетит, барит и др.);

4) термостойкие шлакопесчаные цементы для скважин с температурой 90 — 140 и 140 — 1800С;

5) низкогигроскопические тампонажные цементы, предназначенные для длительного хранения.

Регулируют свойства цементных растворов изменением водоцементного отношения (В:Ц), а также добавлением различных химических реагентов, ускоряющих или замедляющих сроки схватывания и твердения, снижающих вязкость и показатель фильтрации.

В практике бурения в большинстве случаев применяют цементный раствор с В:Ц=0,4 — 0,5. Нижний предел В:Ц ограничивается текучестью цементного раствора, верхний предел — снижением прочности цементного камня и удлинением срока схватывания.

К ускорителям относятся

Ø хлористые кальций,

Ø калий и натрий;

Ø жидкое стекло (силикаты натрия и калия);

Ø кальцинированная сода;

Ø хлористый алюминий.

Эти реагенты обеспечивают схватывание цементного раствора при отрицательных температурах и ускоряют схватывание при низких температурах (до 40 °С).

Замедляют схватывание цементного раствора также химические реагенты, такие как:

Ø гидролизованный полиакрилонитрил,

Ø сульфит-спиртовая барда,

Ø конденсированная сульфит-спиртовая барда,

Перечисленные реагенты оказывают комбинированное действие. Все они понижают фильтрацию и одновременно могут увеличивать или уменьшать подвижность цементного раствора.

Для приготовления цементного раствора химические реагенты растворяют предварительно в жидкости затворения (вода). Утяжеляющие, облегчающие и повышающие темпера-туростойкость добавки смешивают с вяжущим веществом в процессе производства (специальные цементы) или перед применением в условиях бурового предприятия (сухие цементные смеси).

2.3 Требования к тампонажным материалам для цементирования скважин

Успех цементировочных работ определяется техникой и технологией проведения процессов цементирования, качеством подготовительных работ, тампонажного материала и полнотой замещения бурового раствора тампонажным.

Для выбора рецептуры тампонажного раствора при цементировании скважин не всегда можно по установленному геотермическому градиенту точно вычислить температуру забоя скважины.

При цементировании скважин необходимо знать статическую и динамическую температуры.

Статическая температура — это температура пород нетронутого массива. В скважинах температура забоя принимается близкой к статической, если буровой раствор в ней не циркулирует в течение 2 — 4 сут.

Под динамической температурой понимается установившаяся температура в скважине на некоторой глубине в процессе циркуляции в ней бурового раствора. Практически считается, что постоянная динамическая температура устанавливается в скважине после одного-двух циклов циркуляции бурового раствора. Динамическая температура на забое всегда ниже статической. Разность температур зависит от ряда геолого-технических и технологических условий и составляет для скважин глубиной до 6000 м десятки градусов. Однако в каждом конкретном случае ее следует проверять.

Для первичного цементирования скважин рецептуру тампонажного раствора подбирают с учетом динамической температуры, для проведения повторных цементирований — исходя из статической температуры.

Требования к тампонажным материалам для цементирования нефтяных и газовых скважин в основном определяются геолого-техническими условиями в скважинах. Проблема выбора материалов сложна. Тампонажный раствор должен оставаться подвижным во время транспортирования в заколонное пространство и сразу же после прекращения процесса затвердеть в безусадочный камень с определенными физико-механическими свойствами. Указанные процессы происходят в стволе скважины сложной конфигурации, где температуры и давления изменяются с глубиной, имеются поглощающие и высоконапорные пласты, а также пласты с наличием минерализованных вод, нефти и газа. При таких изменяющихся условиях один тип цемента или одна и та же рецептура тампонажного раствора не могут быть одинаково приемлемы. Один тип цемента не может отвечать всем требованиям, связанным с разнообразием условий даже в одной скважине.

Для осуществления процесса цементирования с наибольшим вытеснением бурового раствора тампонажным следует выполнить ряд специальных мероприятий. Такие мероприятия могут и не обеспечить полного вытеснения бурового раствора тампонажным, однако в интервалах обязательного заполнения тампонажным раствором этого добиться можно. Необходимо обеспечить контактирование тампонажного раствора со стенкой скважины и обсадной колонной. Применение комплекса технологических мероприятий с расхаживанием обсадных колонн при использовании скребков и других приспособлений изменит условия формирования тампонажного раствора.

Качественное цементирование скважин следует планировать на стадии бурения, обеспечивая форму ствола, приближающуюся по конфигурации к цилиндру.

Подвижность тампонажного раствора. Наиболее важное свойство тампонажного раствора — его подвижность, т.е. способность легко прокачиваться по трубам в течение необходимого для проведения процесса цементирования времени. Подвижность (растекаемость) раствора устанавливается при помощи конуса АзНИИ. Это свойство тампонажных материалов определяется природой вяжущего, тонкостью помола, водоцементным отношением, количеством, степенью загрязненности и удельной поверхностью наполнителя, добавок, а также условиями, в которых раствор пребывает в течение процесса цементирования, временем и способом перемешивания раствора. Требуемая подвижность раствора обусловлена техникой и технологией проведения тампонажных работ и может быть изменена в желаемую сторону.

Метод определения подвижности позволяет быстро подбирать количество воды при соответствующем составе смеси. Полученные при этом результаты могут рассматриваться как ориентировочные. Для глубоких скважин с малыми зазорами растекаемость тампонажных растворов рекомендуется повышать до 22 см. Раствор считается соответствующим ГОСТ 1581—91, если диаметр круга расплывшегося раствора не менее 180 мм при водоцементном отношении 0,5.

Плотность тампонажного раствора — одна из важнейших его характеристик. В процессе цементирования скважины плотность — практически пока единственный критерий для оценки качества тампонажного раствора.

Колебания плотности тампонажного раствора при цементировании указывает на изменения его водоцементного отношения. Такие колебания считаются нарушением технологического режима процесса и могут привести к осложнениям, в частности, к повышению давления при цементировании. Особенно трудно на практике придерживаться заданной рецептуры при затворении цементных смесей, дающих облегченные тампонажные растворы. Уменьшение плотности — это увеличение водоцементного отношения, что приводит к ухудшению свойств камня.

Учитывая, что водоцементное отношение определяет и другие физико-механические свойства, необходимо строго контролировать изменение плотности тампонажного раствора при цементировании и не допускать отклонений от заданной величины. Процесс цементирования проходит обычно нормально, если колебания плотности не превышают 0,02 г/см3.

Сроки схватывания тампонажных растворов. Пригодность тампонажного раствора для транспортирования в заколонное пространство скважины оценивается сроками схватывания. Для определения этих сроков при температурах 22 и 75 °С применяют прибор, называемый иглой Вика.

Началом схватывания считается время от момента затворения цемента водой до момента, когда игла, погружаясь в раствор, не доходит до нижней пластины на 0,5—1,0 мм, а концом схватывания — время от момента затворения цемента водой до момента, когда игла, погружаясь в раствор, проникает в него не более, чем на 1 мм.

Для определения сроков схватывания тампонажных растворов при высоких температурах и давлениях применяют специальный прибор — автоклав, рассчитанный на рабочее давление до 100 МПа и высокую температуру.

Сроки схватывания тампонажных растворов подбирают исходя из конкретных условий.

Консистенция тампонажного раствора. Для цементирования глубоких высокотемпературных скважин кроме сроков схватывания в статических условиях необходимо устанавливать изменение загустевания (консистенции) тампонажных растворов во времени в процессе их перемешивания

Список используемой литературы

1. Булатов А.И., Макаренко П.П., Проселков Ю.М. Буровые промывочные и тампонажные растворы: Учеб. пособие для вузов. — М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999. — 424 с.

2. Булатов А. И., Данюшевский В.С. Тампонажные материалы: Учебн. пособие для вузов, —М:. Недра

3. Булатов А. И Тампонажные материалы и технология цементирования скважин: Учеб. для техникумов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра

0 0 голоса

Рейтинг статьи