Jaké cementační materiály se používají pro cementování studní?

Zásypové materiály. Jsou to materiály, které po smíchání s vodou tvoří suspenze, které se pak mohou proměnit v pevný, neprostupný kámen.

Podle druhu pojivového materiálu se zásypové materiály dělí na: 1) zásypový cement na bázi portlandského cementu; 2) vrtný cement na bázi vysokopecní strusky; 3) studniční cement na bázi vápeno-pískových směsí; 4) ostatní cementové cementy (bílý cement atd.).

Při cementování vrtů se používají pouze první dva druhy – studniční cementy na bázi portlandského cementu a vysokopecní strusky.

Pro cementové malty platí následující základní požadavky:

· pohyblivost roztoku musí být taková, aby jej bylo možné čerpat do studny čerpadly, a musí být zachována od okamžiku přípravy roztoku (promíchání) až do konce procesu vytlačování;

· ke strukturování roztoku, tj. zahuštění a tuhnutí po zatlačení za obal, musí dojít rychle;

· cementová malta ve fázi tloustnutí a tuhnutí a tvarovaný kámen musí být nepropustné pro vodu, olej a plyn;

· cementový kámen vytvořený z cementové malty musí být odolný vůči korozi a teplotám a jeho styk se stěnami sloupu a studny nesmí být narušen vlivem zatížení a tlakových ztrát vznikajících v plášti při různých technologických operacích.

Cementové cementy a jejich roztoky se podle přísad dělí na pískové, vláknité, gelové, pucolánové, síranovzdorné, rozpínavé, lehké s nízkou filtrační rychlostí, vodoemulzní, olejovocementové atd.

V současné době řada cementů pro ropné vrty na bázi portlandského cementu a strusky obsahuje:

1) Portlandské cementy pro „studené“ a „horké“ vrty („studený“ cement – pro vrty s teplotou do 50 0 C, „horký“ – pro teploty do 100 0 C, hustota roztoku 1,88 g/cm 3 ) ;

2) lehké cementy pro výrobu roztoků o hustotě 1,4 – 1,6 g/cm 3 na bázi portlandských cementových cementů, jakož i na bázi strusko-pískové směsi (do teplot 90 – 140 0 C jílových prášků popř.); mleté ​​se používají jako zesvětlující přísady pemza, tripoli, baňka atd.;

3) vážené cementy pro výrobu roztoků o hustotě minimálně 2,15 g/cm 3 na bázi portlandských cementových cementů pro teploty odpovídající „studeným“ a „horkým“ cementům, jakož i směsí strusko-písek pro teploty 90 – 140 0 C (jako zatěžovací přísady se používají magnetit, baryt atd.);

4) žáruvzdorné struskopískové cementy pro vrty s teplotami 90 – 140 a 140 – 180 0 C;

5) nízkohygroskopické cementové cementy určené k dlouhodobému skladování.

Vlastnosti cementových malt jsou regulovány změnou poměru voda-cement (W:C), dále přidáváním různých chemických činidel, která urychlují nebo zpomalují dobu tuhnutí a tvrdnutí, snižují viskozitu a rychlost filtrace.

Ve vrtací praxi se ve většině případů používá cementová malta s W:C = 0,4 – 0,5. Spodní hranice V:C je omezena tekutostí cementové malty, horní hranice je snížením pevnosti cementového kamene a prodloužením doby tuhnutí.

Urychlovače zahrnují chlorid vápenatý, draselný a sodný; tekuté sklo (křemičitany sodné a draselné); soda; chlorid hlinitý. Tato činidla zajišťují tuhnutí cementové malty při nízkých teplotách a urychlují tuhnutí při nízkých teplotách (do 40 °C).

Chemická činidla jako hydrolyzovaný polyakrylonitril, karboxymethylcelulóza, polyakrylamid, sulfitovo-alkoholové výpalky, kondenzované siřičitanové výpalky a nitrolignin také zpomalují tuhnutí cementové malty. Uvedené reagencie mají kombinovaný účinek. Všechny snižují filtraci a zároveň mohou zvýšit nebo snížit pohyblivost cementové malty.

K přípravě cementové malty se chemická činidla nejprve rozpustí v záměsové kapalině (vodě). Zpevňovací, zesvětlovací přísady a přísady zvyšující teplotní odolnost se s pojivem mísí během výrobního procesu (speciální cementy) nebo před použitím ve vrtném zařízení (suché cementové směsi).

Zásypové materiály. Jsou to materiály, které po smíchání s vodou tvoří suspenze, které se pak mohou proměnit v pevný, neprostupný kámen.

Podle druhu pojivového materiálu.

Zásypové materiály se dělí na:

1) cementový cement na bázi portlandského cementu;

2) vrtný cement na bázi vysokopecní strusky;

3) studniční cement na bázi vápeno-pískových směsí;

4) ostatní cementové cementy (bílý cement atd.).

Při cementování vrtů se používají pouze první dva druhy – studniční cementy na bázi portlandského cementu a vysokopecní strusky.

Pro cementové malty platí následující základní požadavky:

— pohyblivost roztoku musí být taková, aby jej bylo možné čerpat do studny čerpadly, a musí být zachována od okamžiku přípravy roztoku (mísení) až do konce lisovacího procesu;

— ke strukturování roztoku, tj. zahuštění a tuhnutí po zatlačení za obal, musí dojít rychle;

— cementová malta ve fázi tloustnutí a tuhnutí a tvarovaný kámen musí být nepropustné pro vodu, olej a plyn;

— cementový kámen z cementové malty musí být odolný vůči korozi a teplotám a jeho styk se stěnami sloupu a studny nesmí být narušen vlivem zatížení a tlakových spádů, ke kterým dochází v pažnici při různých technologických operacích.

Cementové cementy a jejich roztoky se podle přísad dělí na pískové, vláknité, gelové, pucolánové, síranovzdorné, rozpínavé, lehké s nízkou filtrační rychlostí, vodoemulzní, olejovocementové atd.

V současné době řada cementů pro ropné vrty na bázi portlandského cementu a strusky obsahuje:

1. Portlandské cementy pro „studené“ a „horké“ vrty („studený“ cement – pro vrty do 50 0 C, „horký“ – pro teploty do 100 0 C, hustota roztoku 1,88 g/cm 3 ) ;

2. lehké cementy pro výrobu roztoků o hustotě 1,4 – 1,6 g/cm 3 na bázi portlandských cementových cementů, jakož i na bázi strusko-pískové směsi (do teplot 90 – 140 0 C jílových prášků popř.); mleté ​​se používají jako zesvětlující přísady pemza, tripoli, baňka atd.;

3. vážené cementy pro výrobu roztoků o hustotě nejméně 2,15 g/cm 3 na bázi portlandských cementových cementů pro teploty odpovídající „studeným“ a „horkým“ cementům, jakož i směsí strusko-písek pro teploty 90 – 140 0 C (jako zatěžovací přísady se používají magnetit, baryt atd.);

4. žáruvzdorné struskopískové cementy pro vrty s teplotami 90 – 140 a 140 – 180 0 C;

5. nízkohygroskopické cementové cementy určené k dlouhodobému skladování.

Vlastnosti cementových malt jsou regulovány změnou poměru voda-cement (W:C), dále přidáváním různých chemických činidel, která urychlují nebo zpomalují dobu tuhnutí a tvrdnutí, snižují viskozitu a rychlost filtrace.

Ve vrtací praxi se ve většině případů používá cementová malta s W:C = 0,4 – 0,5. Spodní hranice V:C je omezena tekutostí cementové malty, horní hranice je snížením pevnosti cementového kamene a prodloužením doby tuhnutí.

Urychlovače zahrnují chlorid vápenatý, draselný a sodný; tekuté sklo (křemičitany sodné a draselné); soda; chlorid hlinitý. Tato činidla zajišťují tuhnutí cementové malty při nízkých teplotách a urychlují tuhnutí při nízkých teplotách (do 40 °C).

Chemická činidla jako hydrolyzovaný polyakrylonitril, karboxymethylcelulóza, polyakrylamid, sulfitovo-alkoholové výpalky, kondenzované siřičitanové výpalky a nitrolignin také zpomalují tuhnutí cementové malty. Uvedené reagencie mají kombinovaný účinek. Všechny snižují filtraci a zároveň mohou zvýšit nebo snížit pohyblivost cementové malty.

K přípravě cementové malty se chemická činidla nejprve rozpustí v záměsové kapalině (vodě). Zpevňovací, zesvětlovací přísady a přísady zvyšující teplotní odolnost se s pojivem mísí během výrobního procesu (speciální cementy) nebo před použitím ve vrtném zařízení (suché cementové směsi).