Исследования влияния среды MgSO4 на процессы твердения С3А и С4АF показало, что в концентрированных растворах MgSO4 происходит нормальное твердение С3А и быстрое разрушение С4АF при t от 200 и 700С. Характерно, что как и в случае С4АF с MgCl2, разрушение цементного камня С4АF сопровождается его интенсивным разрушением.
В соответствии с результатами исследований фазового состояния при твердении С4АF в среде MgSO4 можно следующим образом сформулировать основные положения механизма процесса разрушения камня С4АF. Первоначально в твердеющей системе образуются гексагональные гидроалюминаты кальция состава С4АН19, которые и формируют в этот период прочностную структуру камня. В дальнейшем в результате реакции с MgSO4 образуется трехсульфатный гидросульфоалюминат кальция – эттрингит, появление которого также способствует повышению прочности камня С4АF.
Снижение же прочности и последующие разрушение цементного камня связано с разложением в течении времени эттрингита на низкоосновной (моносульфатный) гидроалюминат кальция и гипс. При этом гексагональные гидроалюминаты кальция переходят в кубические составы С3АН6, что неблагоприятно сказывается на прочности цементного камня. С3А затворенный на концентрированном растворе MgSO4 и твердении в контакте с ним, имеет сначала сравнительно высокую прочность, особенно при 200С, которая сохраняется в течение длительного срока (до 120 суток).
На основе полученных данных о нормальном протекании процесса гидратации и относительно хорошей устойчивости С3А в концентрированной среде MgCl2 было сделано предположение о том, что для крепления скважин в этих условиях может оказаться благоприятным применение тампонажных композиций на основе цементов алюминатного типа твердения.
3. Добавки повышающие коррозионную стойкость цементного камня
3.1 Исследования влияния реагентов-замедлителей на коррозионную стойкость тампонажного камня спеццементов
В большинстве случаев тампонажные материала при работе в агрессивных средах разрушаются за счет выщелачивания и растворения при гидролизе твердой фазы. Поскольку растворение является самой медленной стадией всего процесса, то скорость его определяет долговечность крепи скважин.
Установлено, что скорость растворения экспоненциально зависит от температуры и с ее ростом скорость разрушения камня возрастает.
В настоящее время спеццементы для крепления высокотемпературных скважин применяют обязательно с добавками реагентов-замедлителей схватывания, которые выбирают только с учетом температуры на забое, что обуславливает возможность протекания реакцией гидротермального синтеза.
Все пластовые флюиды встречающиеся в высокотемпературных скважинах, делятся на 3 группы: пресная и низкоминерализованная вода; раствор хлористого натрия; высокоминерализованная вода, содержащая хлористый магний и сернокислый натрий.
Чаще всего для крепления высокотемпературных скважин используются термостойкие тампонажные материалы на базе шлаков с различными добавками. Это серийно выпускаемые цементы марок ШПЦС-200, ШПЦС-120, УШЦ-200, УШЦ-120, ОШЦ. Их коррозионная стойкость исследовалась при t=120 0С и давлении Р=30 Мпа.
3.3 Влияние реагентов-замедлителей схватывания на коррозионную стойкость камня из термосолестойкого цемента
Лабораторией цементирования скважин ВНИИКРнефти для крепления скважин при забойной температуре 100..250 0С и изоляции пластов с высокоминерализованнымиводами разработан термосолестойкий цемент (ТСЦ) на базе шлака, песка и барита. Сроки схватывания и время загустевания раствора из ТСЦ при высоких температурах наиболее эффективно регулируются такими замедлителями как ВКК (2%), гипан+хромпик (1,5+0,5; 0,2+0,1%) и СДБ + хромпик (по 0,6%).
Влияние этих реагентов на коррозионную стойкость образца термосолестойкого цемента, твердевшего в высокоминерализованной воде при температуре 120 и 150 0С и давлении соответственно 30 и 50 МПа, исследовалось в течение 12 мес. При этом выявлено, что у образцов с комплексной добавкой хромпик + гипан прочность при сжатии после твердения в течение 200 сут в насыщенном растворе NaCl повышается. К сроку твердения 360 сут исследуемый цементный камень обладает примерно в 2 раза большей прочностью, чем камень того же состава без добавок.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.