Suspensie de ciment: proprietăți, reguli de preparare, compoziție, conformitate cu cerințele GOST, scop și aplicare

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

În timpul procesului de foraj, se folosesc soluții speciale pentru a elimina butașii și produsele din dezvoltarea rocii locale. Această operațiune este necesară pentru a crește eficiența impactului mecanic al instalației de foraj și pentru a curăța gaura de fund. Spălarea se efectuează folosind șlamuri de ciment, care sunt preparate folosind tehnologii speciale.

Scopul fluidelor de foraj

Circulația apei în puț contribuie la curățarea găurii, ceea ce ajută la procesele de foraj și finalizare. Dacă se utilizează un compus activ cu proprietăți de performanță suplimentare, se pot aștepta o serie de alte efecte, printre care se numără următoarele:

• Formarea unui turt de filtru pe pereții unei găuri deschise. Ca urmare, depozitele instabile, rocile argiloase și straturile libere sunt întărite.
• Presiunea porilor este contracarată.
• Centrala de forță și bitul sunt transmiseputere hidraulică suplimentară.
• Slamurile de foraj și de ciment transportă roca dezvoltată și, după finalizarea circulației, mențin această masă în suspensie.
• Riscurile de complicații, lipirea diferențelor, spectacolele de petrol și gaze și pierderea puțului sunt prevenite.
• Speleologia și sâmburi sunt prevenite.
• Oferă un efect de lubrifiere asupra echipamentelor de foraj.
• Oferă răcirea și lubrifierea sculelor.

Baza pentru compoziția amestecului de ciment

Pentru a crea fluide de foraj se folosesc argile plastice și fin dispersate, cu incluziuni minime de nisip, care împreună cu apa pot forma o suspensie vâscoasă cu o perioadă lungă de sedimentare. La dezvoltarea sondelor de gaz și petrol, experții recomandă utilizarea unor tipuri alcaline de argile montmorillonite, precum și a pulberilor de argilă. În plus, compoziția șlamului de ciment include apă tehnică, hidrogeluri și componente de sare. Amestecurile moderne includ emulsie inversată, baze de var-bitum și componente polimerice. Raportul dintre ingrediente și setul lor specific depinde de efectul care trebuie obținut și de condițiile de utilizare a soluției. În orice caz, componentele nedorite includ impurități precum gipsul și mineralele solubile, care reduc stabilitatea materiilor prime argiloase vâscoase.

Reguli pentru crearea unei soluții

Amestecuri de tăiere se prepară folosindunităţi de amestecare a cimentului în conformitate cu regimurile reglementate. În funcție de sarcinile stabilite și de materiile prime utilizate, în schema de gătit pot fi introduse diferite soluții tehnologice. De exemplu, dacă se folosește ciment învechit, atunci este necesar să se asigure activarea acestuia. Amestecul uscat este introdus în rezervor cu funcționarea stabilă a pompei de alimentare cu apă. Combinația de componente lichide și uscate trebuie efectuată în condiții de menținere a presiunii la nivelul de 12-15 MPa. Acesta este mediul optim pentru prepararea nămolurilor de ciment în ceea ce privește amestecarea și priza structurii. În continuare, trebuie să așteptați perioada de stabilizare a amestecului, pentru care este prevăzut un mod special în mașina de amestecare a cimentului.

Proprietățile amestecurilor de ciment

Proprietățile tehnice și operaționale ale amestecurilor de foraj sunt determinate de rețeta selectată și determină în practică calitatea interacțiunii cu materialele formațiunilor puțului. Sunt luate în considerare următoarele proprietăți ale șlamului de ciment:

• Rendimentul de apă. În condiții de cădere de presiune, are loc procesul de separare a apei din faza activă a soluției. În funcție de parametrii sondei, rata de pierdere a fluidului poate fi diferită, este ajustată individual. De exemplu, dacă se plănuiește consolidarea structurii, atunci pierderea de apă a soluției ar trebui să fie aproape de zero.
• Rezistența la sedimentare. Procesul de separare a apei de mortar, în care masa de ciment se mișcă în jos, iar lichidul se mișcă în sus.
• Îngroșare. Este determinat de mulți factori, inclusiv gradul de măcinare a componentelor soluției și prezențamateriale de duritate. O creștere a proporției de apă afectează stimularea acestei proprietăți, iar un efect termic al unei terțe părți afectează scăderea.
• Grip. De regulă, tehnologii se străduiesc să îmbunătățească această calitate la maximum în condiții specifice. Pentru a face acest lucru, crește temperatura cu presiune, precum și izolarea portbagajului în condiții de umiditate ridicată.

Modificarea proprietăților fluidului de foraj

Corectarea anumitor calități nu este întotdeauna posibilă cu mijloace și materiale convenționale, prin urmare este mai oportun să se utilizeze aditivi speciali și aditivi care modifică eficient și punctual proprietățile dorite. Printre aceștia, se notează următorii modificatori:

• Carbonat de sodiu. Folosit pentru a reduce timpul de priză. Cu ajutorul acestui accelerator se obțin soluții cu priză rapidă, potrivite pentru utilizare la temperaturi de până la 55-65 ° С.
• Bentonit. Mărește indicele de mobilitate inițială a soluției de spălare, optimizând măsurile de injectare a acesteia. Acest modificator este recomandat pentru utilizarea cu suspensii de ciment a căror densitate variază de la 1,5 la 2,2 g/cm3.
• Suspensii de ciment din gips. Îmbunătățiți capacitatea soluției de a pierde apă. Baza devine mai rezistentă la dizolvarea în apă. Pentru compozițiile de spălare, utilizarea suspensiilor este lipsită de sens, totuși, pentru a întări trunchiul, este destul de acceptabilă.
• Aditivi de ciment-rășină. Un tip de plastifiant cu rășini epoxidice care sunt utilizate pentru spălaresonde cu complicații acvifere.

Tipuri de fluide de foraj

În practică, se disting de obicei următoarele tipuri de amestecuri de ciment:

• Forare lignit. Soluție pe bază de alcalin modificat cu ligniți.
• Mojar de var-bitum. Produsele petroliere sunt folosite ca bază - o combinație a unui mediu de dispersie din petrol sau motorină, precum și bitum și oxid de calciu ca fază dispersată.
• Amestec de spălare ușor. Reprezinta solutia de chituire redusa in greutate cu indicatorii minimi de densitate. Folosit în dezvoltarea puțurilor cu presiune scăzută în rezervor.
• Soluție polimerică. Compoziția se bazează pe apă care conține polimeri liniari cu molecul mare. Folosit în mod obișnuit în procesele de forare a rocii dure.

Verificați conformitatea cu GOST

Conform GOST 26798.1-96, parametrii fluidelor de foraj sunt determinați fără a ține cont de posibilele impacturi care pot apărea în timpul funcționării materialului în condiții reale cu conectarea șirurilor de carcasă. Pentru conformitatea cu standardele se verifică timpul de îngroșare a amestecului, densitatea și vâscozitatea. În același timp, pentru diferite compoziții, atât indicatorii tehnici, cât și lista criteriilor de evaluare pot varia. Deci, pentru a determina proprietățile de expansiune și rezistență în cazul șlamului de ciment, se utilizează GOST 1581-96, care necesită ca testele să fie efectuate la o temperatură ambientală de aproximativ +30 ° C. În procesul de solidificareamestecuri de piatră de ciment într-un volum limitat, indicatorii de rezistență pot fi mai mari decât atunci când se utilizează o masă similară în compoziție la umplerea puțului. În schimb, permeabilitatea soluției scade.

Tehnologia de aplicare a amestecului de ciment

Pentru utilizarea fluidelor de foraj se folosesc echipamente speciale pentru asigurarea posibilitatii tehnice a operatiilor de circulatie. În procesul de aplicare, șlamurile de ciment efectuează următorul ciclu tehnologic:

• Compoziția este amestecată și depozitată într-un recipient special.
• Echipamentul de pompare începe pomparea fluidului din rezervor în puț prin garnitura de foraj.
• Amestecul este trimis prin țevi la fundul sondei, unde bitul instalației de foraj dezvoltă următorul strat de rocă.
• Noroiul revine la suprafață, purtând particule de rocă separate de d altă.
• Masa se ridică de-a lungul inelului, trecând între țeava de foraj și pereții puțului.
• La suprafata se realizeaza operatia de filtrare si curatare a solutiei din namol. Pentru a face acest lucru, utilizați o sită vibrantă.

Concluzie

Amestecurile de ciment sunt un consumabil necesar în dezvoltarea și construcția puțurilor. Cu toate acestea, utilizarea lor necorespunzătoare, împreună cu efectele pozitive, poate duce și la consecințe negative. În special, erorile în fabricarea șlamului de ciment în viitor pot duce la căderi de pietre și chiardeteriorarea echipamentului de foraj. Prin urmare, este întocmit inițial un proiect de spălare, a cărui compoziție este atent calculată. În general, este necesar să se determine care va fi volumul componentelor uscate, apă, cantitatea totală de amestec, caracteristicile unităților de cimentare etc.