Cementslurry: eigenschappen, bereidingsregels, samenstelling, naleving van GOST-vereisten, doel en toepassing

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Tijdens het boorproces worden speciale oplossingen gebruikt om gruis en producten uit de ontwikkeling van lokaal gesteente weg te spoelen. Deze handeling is nodig om de efficiëntie van de mechanische impact van de boorinstallatie te vergroten en om het bodemgat vrij te maken. Het uitwassen wordt uitgevoerd met behulp van cementslurries, die worden bereid met behulp van speciale technologieën.

Doel van boorvloeistoffen

De circulatie van water in de put draagt bij aan het schoonmaken van het gat, wat helpt bij het boren en voltooien. Op voorwaarde dat een actieve verbinding met extra prestatie-eigenschappen wordt gebruikt, kunnen een aantal andere effecten worden verwacht, waaronder de volgende:

• Vorming van een filterkoek op de wanden van een open gat. Als gevolg hiervan worden onstabiele afzettingen, kleigesteenten en losse lagen versterkt.
• Poriedruk wordt tegengegaan.
• De krachtcentrale in het boorgat en het bit worden verzondenextra hydraulisch vermogen.
• Boor- en cementslurries transporteren het ontwikkelde gesteente en houden, nadat de circulatie is voltooid, deze massa in suspensie.
• De risico's van complicaties, differentieel plakken, olie- en gasshows en verlies van de put worden voorkomen.
• Cavings en puin worden voorkomen.
• Biedt een smerend effect op boorapparatuur.
• Biedt gereedschapskoeling en smering.

De basis voor de samenstelling van het cementmengsel

Om boorvloeistoffen te maken, worden plastic en fijn verdeelde kleien met minimale insluitingen van zand gebruikt, die samen met water een stroperige suspensie kunnen vormen met een lange bezinkingstijd. Bij het ontwikkelen van gas- en oliebronnen raden experts aan om alkalische soorten montmorillonietklei te gebruiken, evenals kleipoeders. Daarnaast bevat de samenstelling van de cementslurry technisch water, hydrogels en zoutcomponenten. Moderne mengsels omvatten omgekeerde emulsie, kalk-bitumenbases en polymeercomponenten. De verhouding tussen de ingrediënten en hun specifieke set hangt af van het te bereiken effect en de voorwaarden voor het gebruik van de oplossing. Ongewenste componenten zijn in ieder geval onzuiverheden zoals gips en oplosbare mineralen, die de stabiliteit van stroperige kleigrondstoffen verminderen.

Regels voor het maken van een oplossing

Snijmengsels worden bereid metcementmenginstallaties volgens de gereguleerde regimes. Afhankelijk van de gestelde taken en de gebruikte grondstoffen, kunnen verschillende technologische oplossingen in het kookschema worden geïntroduceerd. Als bijvoorbeeld oud cement wordt gebruikt, is het noodzakelijk om te zorgen voor activering ervan. Het droge mengsel wordt in de tank gevoerd met stabiele werking van de watertoevoerpomp. De combinatie van vloeibare en droge componenten moet worden uitgevoerd onder omstandigheden waarbij de druk op een niveau van 12-15 MPa wordt gehouden. Dit is de optimale omgeving voor de bereiding van cementslurries wat betreft mengen en uitharden van de structuur. Vervolgens moet u wachten op de stabilisatieperiode van het mengsel, waarvoor een speciale modus is voorzien in de cementmengmachine.

Eigenschappen van cementmengsels

De technische en operationele eigenschappen van boormengsels worden bepaald door het gekozen recept en bepalen in de praktijk de kwaliteit van de interactie met de materialen van de putformaties. Er wordt rekening gehouden met de volgende eigenschappen van cementslurry:

• Wateropbrengst. Onder omstandigheden van drukdalingen vindt het proces van waterscheiding van de actieve fase van de oplossing plaats. Afhankelijk van de parameters van de boorput, kan de snelheid van vloeistofverlies verschillen, deze wordt individueel aangepast. Als het bijvoorbeeld de bedoeling is om de structuur te versterken, moet het waterverlies van de oplossing bijna nul zijn.
• Sedimentatieweerstand. Het proces van het scheiden van water van de mortel, waarbij de cementmassa naar beneden beweegt en de vloeistof omhoog.
• Verdikking. Het wordt bepaald door vele factoren, waaronder de mate van vermaling van de componenten van de oplossing en de aanwezigheidtaaiheid materialen. Een toename van het aandeel water beïnvloedt de stimulatie van deze eigenschap, en een thermisch effect van derden beïnvloedt de afname.
• Greep. In de regel streven technologen ernaar om deze kwaliteit onder bepaalde omstandigheden maximaal te verbeteren. Om dit te doen, verhoogt u de temperatuur met druk, evenals de isolatie van de stam in omstandigheden met veel vocht.

Wijziging van eigenschappen van boorvloeistoffen

Correctie van bepaalde kwaliteiten is niet altijd mogelijk met conventionele middelen en materialen, daarom is het handiger om speciale additieven en additieven te gebruiken die de gewenste eigenschappen effectief en puntsgewijs veranderen. Onder hen zijn de volgende modifiers vermeld:

• Natriumcarbonaat. Wordt gebruikt om de uithardingstijd te verkorten. Met behulp van deze versneller worden snelhardende oplossingen verkregen, geschikt voor gebruik bij temperaturen tot 55-65 ° С.
• Bentoniet. Verhoogt de index van de initiële mobiliteit van de spoeloplossing, waardoor de maatregelen voor de injectie worden geoptimaliseerd. Deze modificator wordt aanbevolen voor gebruik met cementslurries waarvan de dichtheid varieert van 1,5 tot 2,2 g/cm3.
• Gipscementsuspensies. Verbeter het vermogen van de oplossing om waterverlies te voorkomen. De basis wordt beter bestand tegen oplossen in water. Voor spoelsamenstellingen is het gebruik van suspensies zinloos, maar om de romp te versterken, is het heel acceptabel.
• Cement-hars additieven. Een soort weekmaker met epoxyhars die wordt gebruikt om door te spoelenputten met watervoerende lagen.

Soorten boorvloeistoffen

In de praktijk worden meestal de volgende soorten cementmengsels onderscheiden:

• Boren bruinkool. Alkalische oplossing gemodificeerd met bruinkool.
• Kalk-bitumen mortel. Als basis worden aardolieproducten gebruikt - een combinatie van een dispersiemedium uit olie of dieselbrandstof, evenals bitumen en calciumoxide als gedispergeerde fase.
• Lichtgewicht wasmix. Vertegenwoordigt de in gewicht gereduceerde voegoplossing met de minimale dichtheidsindicatoren. Gebruikt bij de ontwikkeling van putten met lage reservoirdruk.
• Polymeeroplossing. De samenstelling is gebaseerd op water dat hoogmoleculaire lineaire polymeren bevat. Veel gebruikt bij boorprocessen in hard gesteente.

Controleer op naleving van GOST

Volgens GOST 26798.1-96 worden de parameters van boorvloeistoffen bepaald zonder rekening te houden met de mogelijke effecten die kunnen optreden tijdens de werking van het materiaal in reële omstandigheden met de verbinding van verbuizingsreeksen. Om aan de normen te voldoen, worden de indikkingstijd van het mengsel, de dichtheid en de viscositeit gecontroleerd. Tegelijkertijd kunnen voor verschillende samenstellingen zowel technische indicatoren als de lijst met evaluatiecriteria variëren. Om de eigenschappen van uitzetting en sterkte in het geval van cementslurry te bepalen, wordt dus GOST 1581-96 gebruikt, waarbij tests moeten worden uitgevoerd bij een omgevingstemperatuur van ongeveer +30 ° C. In het proces van stollingcementsteenmengsels in een beperkt volume, de sterkte-indicatoren kunnen hoger zijn dan bij gebruik van een massa die qua samenstelling vergelijkbaar is bij het vullen van de put. Omgekeerd neemt de doorlaatbaarheid van de oplossing af.

Technologie voor het aanbrengen van cementmengsels

Voor het gebruik van boorvloeistoffen wordt speciale apparatuur gebruikt om de technische mogelijkheid van circulatieoperaties te waarborgen. Tijdens het aanbrengen voeren cementslurries de volgende technologische cyclus uit:

• De samenstelling wordt gemengd en bewaard in een speciale container.
• Pompapparatuur begint vloeistof van de tank naar de put te pompen door de boorkolom.
• Het mengsel wordt door pijpen naar de bodem van de boorput gestuurd, waar het bit van de boorinstallatie de volgende steenlaag vormt.
• De modder keert terug naar de oppervlakte en draagt rotsdeeltjes die door de beitel worden gescheiden.
• De massa stijgt langs de annulus en gaat tussen de boorpijp en de wanden van de put.
• Op het oppervlak wordt de filtratie en reiniging van de oplossing van slib uitgevoerd. Gebruik hiervoor een trillende zeef.

Conclusie

Cementmengsels zijn een noodzakelijk verbruiksartikel bij de ontwikkeling en constructie van putten. Het oneigenlijke gebruik ervan, samen met positieve effecten, kan echter ook tot negatieve gevolgen leiden. Met name fouten bij de vervaardiging van cementslurry in de toekomst kunnen leiden tot het vallen van gesteente en zelfs totschade aan boorapparatuur. Daarom wordt in eerste instantie een spoelproject opgesteld waarvan de samenstelling zorgvuldig wordt berekend. Over het algemeen is het noodzakelijk om te bepalen wat het volume droge componenten, water, de totale hoeveelheid van het mengsel, de kenmerken van de cementeereenheden, enz. zal zijn.