Назначение и принципы приготовления тампонажного состава (раствора)
Тампонажный состав (раствор) – это комбинация специальных веществ и материалов, которые используются в процессе тампонирования.
Если в процессе тампонирования используется раствор с активным составом и дополнительными эксплуатационными свойствами, то могут проявиться следующие полезные эффекты:
Статья: Тампонажные составы
- Обеспечивается охлаждение применяемого оборудования.
- Образуется фильтрационная корка на стенках ствола скважины, что способствует укреплению неустойчивых отложений, сыпучих пластов, а также глинистых горных пород.
- Создается противодействие поровому давлению.
- Оказывается смазывающий эффект на используемое оборудование.
- Предотвращаются риски, связанные с поглощением скважины, прихватов и нефтегазопроявлений.
- Создается дополнительная гидравлическая энергия для долота и силовой установки.
- Тампонажные растворы после окончания процесса циркуляции поддерживают механические частицы во взвешенном состоянии.
Для приготовления тампонажных растворов используются пластические и тонкодисперсные глины, которые содержат минимальное количество включений песка и способны образовывать при взаимодействии с водой вязкую суспензию с характерным длительным периодом оседания. При разработке нефтегазовых месторождений в основном используются глиняные порошки, а также щелочные виды монтмориллонитовых глин. В состав тампонажного раствора входят также солевые компоненты, техническая вода и гидрогели. В составе современных тампонажных растворов могут присутствовать полимерные компоненты и известково-битумные основы. Набор ингредиентов и их соотношение в растворе зависит от поставленных задач. Нежелательными составляющими тампонажного раствора являются растворимые минералы, способствующие снижению стабильности вязкого сырья. Изготовление тампонажных растворов осуществляется при помощи цементосмесительных машин и агрегатов.
Свойства тампонажных растворов и их модификация
Основными полезными свойствами тампонажного раствора являются:
- Схватывание. Для достижения этого применяется наращивание температуры, давления и изоляция в ствола, при условии высокой влажности.
- Водоотдача. В зависимости от параметров скважины скорости водоотдачи может быть разной и корректируется индивидуально. Если планируется укрепление конструкции, то водоотдача должна быть близка нулю.
- Загустевание. Данное свойства определяется большим количеством факторов, например, наличие материалов, которые могут увеличивать вязкость или степень помола раствора. На стимуляцию данного свойства оказывают влияние понижение теплового воздействия и увеличение доли воды.
- Седиментационная стойкость. Данное свойство заключается в отделении воды от раствора, в результате которого жидкость двигается вверх, а цементная масса вниз.
Корректировка свойств тампонажного раствора обычно осуществляются при помощи специальных добавок и присадок. Самыми распространенными модификаторами являются цементно-смолистые добавки, карбонат натрия, бентонит, гипсоцементные суспензии.
Цементно-смолистые добавки представляют собой пластификаторы, которые используются для промывки скважин с осложнениями в водных пластах. Карбонат натрия используется для сокращения времени схватывания раствора. С помощью карбоната натрия получают тампонажные растворы быстросхватывающиеся растворы, которые могут использоваться при температуре от 55 до 65 градусов по Цельсию. Бентонит способен увеличивать подвижность промывочного раствора, что способствует оптимизации процесса его закачки. Данный модификатор используется в тампонажных растворов, плотность которых находится в диапазоне от 1,5 до 2,2 грамма на кубический сантиметр. Гипсоцементные суспензии могут улучшать способность тампонажного раствора к водоотдаче. Основа раствора становится более стойкой по отношению к растворению в воде. Использовать гипсоцементные суспензии в промывочных жидкостях не имеет смысла, в основном они применяются с целью укрепления ствола скважины.
Основными тампонажными растворами, которые используются на промышленных объектах, являются: буровой лигнитовый раствор (раствор на щелочной основе), полимерный раствор (раствор состоящий из воды и высокомолекулярных линейных соединений), известково-битумный раствор (раствор на основе нефтепродуктов и оксида кальция), а также облегченная смесь.
