Влияние химических реагентов на долговечность крепления скважин, страница 2

За счет применения реагентов-замедлителей схватывания, создающих пластифицирующий эффект, возможно снижение водоцементного отношения, то есть к уменьшению количества несвязанной, свободной воды, заполняющей поры и каналы, через которые возможно проникновение агрессивной среды.

В УкрНИГРИ при исследовании камня из шлакопортландцемента выявлено положительное влияние на долговечность камня введения в жидкость затворения жмыха горчицы – эффективного замедлителя схватывания. Добавка 0,45% КМЦ к пуццолановому цементу, затворенному на растворе соли, повышает коррозионную стойкость формирующегося камня.

Добавка КМЦ и ВВК к тампонажным материалам, содержащим мел, не оказывают влияния на долговременную прочность цементного камня в присутствии пластовых минеральных вод.

В строительной практике в СНГ и за рубежом в целях повышения коррозионной стойкости тампонажного камня в условиях сероводородной агрессии. Установлено, что замедлить коррозионные процессы в тампонажным камне можно за счет добавления ингибиторов.

При оценке коррозионной стойкости тампонажных материалов обычно принимается нижний предел прочности при изгибе 1…2 МПа, а при сжатии 3 МПа. Если предел прочности исследуемого материала через заданный промежуток времени не ниже их значений, материал считается стойким в данной агрессивной среде. Верхний предел проницаемости тампонажного камня предложено ограничить 2..5 м².

Горные породы часто содержат галит, встречаются калийные и магнезиальные соли – карналлит и бишофит. Интенсивность коррозии в растворе галита невысока – меньше, чем в большинстве минерализованных пластовых вод. Однако если в разрезе содержатся и соли магния, то цементный раствор быстро разрушается.

2.  ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ-ЗАМЕДЛИТЕЛЕЙ НА КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ ТАПОНАЖНЫХ ВЯЖУЩИХ

В отечественной практике для регулирования сроков схватывания и снижения водоотдачи тампонажных растворов при креплении скважин нашли широкое применение следующие реагенты: полисахариды (КМЦ), полиакрилаты (гипан), лигносульфонаты (СДБ), оксикислоты (СВК).

КМЦ – высокомолекулярный полимер, содержащий большое количество карбосильных и небольшое – гидроксильных групп.

Оксикислота линейного строения (СВК) с двумя карбосильными и гидроксилы, избирательно действующая на минералы клинкера (С₃А и С₄АF).

Разнообразие строения перечисленных реагентов проявляется и в различном влиянии их на коррозионную стойкость цементного камня, твердевшего в минерализованной воде, насыщенном растворе бишофита или пресной воде.

При изучении влияния различных доз КМЦ на коррозионную стойкость камня из портландцемента выявлено следующее. Добавка 0,5% КМЦ к тампонажному раствору, твердевшему в минерализованной воде, в ранние сроки твердения повышает прочность камня как при изгибе, так и при сжатии (кривые в на рис.2.1 II), а в последующие сроки стабилизирует ее.

Коррозионную стойкость цементных камней при изгибе оценивали также по коэффициенту стойкости КС (табл. 2.1.).

Если исходить из значения КС, оптимальная доза КМЦ для портландцемента равняется 0,2%.

При хранении в минерализованной воде добавка КМЦ в количестве 0,35…..0,50% повышает коррозионную стойкость тампонажного камня на протяжении всего процесса гидратации смеси. Однако добавка 0,1…0,25% КМЦ не оказывает положительного влияния на прочность образцов (рис.2.2. II).

Сравнивая КС цементного камня, твердевшего в минерализованной воде с добавками КМЦ и без нее (табл.2.1.), следует отметить, что добавки КМЦ повышают КС портландцемента и ШПЦС-120 в 1,5..2,0 раза.

Таблица 2.1.