Меню

Седиментационная устойчивость цементного раствора



Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Седиментационная устойчивость — цементный раствор

Седиментационная устойчивость цементного раствора в статическом состоянии определяется следующим образом. Приготовляют 600 см3 цементного раствора, который заливают в два мерных цилиндра объемом по 250 см3 каждый. [1]

Седиментационная устойчивость цементного раствора может быть определена следующим образом. [2]

Большая седиментационная устойчивость цементных растворов , утяжеленных баритом ( по сравнению с утяжелением магнетитом), объясняется большей гидрофильностью частичек барита, что приводит к образованию сольватных оболочек вокруг частиц барита. [3]

Необходимость нормирования седиментационной устойчивости цементных растворов особенно выявляется при цементировании газовых скважин и скважин с аномально высоким пластовым давлением. [4]

Для повышения седиментационной устойчивости цементных растворов может быть рекомендован весь комплекс мероприятий по снижению их водоотдачи. [5]

По результатам определения седиментационной устойчивости цементного раствора , полученным в двух цилиндрах, подсчитывается среднее арифметическое значение коэффициента водоотделения. [7]

По результатам определения седиментационной устойчивости цементного раствора , полученным в двух цилиндрах, подсчитывают среднее арифметическое значение коэффициента водоотделения. [9]

Седиментационную устойчивость цементного раствора в статистическом состоянии определяют следующим образом. После 3 ч выдержки в покое измеряют объемы отделившейся жидкости. [10]

Из табл. 2 видно, что при вертикальном положении установки давление, передаваемое на верхние манометры, на 0 2 — 0 5МПа ( 10 — 20 %) меньше, чем при наклонном положении установки. Это говорит о влиянии седиментационной устойчивости цементных растворов на качество крепления наклонно направленных скважин. [11]

Причиной снижения давления считается также седиментацион-ная неустойчивость цементных растворов. Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что недостаточная седиментационная устойчивость цементных растворов приводит к развитию ряда отрицательных явлений, к которым могут быть отнесены: 1) резкое ухудшение реологических свойств цементных растворов при прокачивании их в зонах повышенной проницаемости вследствие быстрой потери избыточной воды; 2) увеличение проницаемости цементного камня вдоль направления движения восходящей воды при седиментации; 3) нарушение сплошности цементного камня в затрубном пространстве: поперечной в результате образования водяных поясов и продольной при возникновении каналов различной протяженности, промытых восходящей водой; 4) возникновение дополнительных осевых нагрузок на обсадную колонну. [12]

От нее зависит величина поверхности, по которой проходит реакция гидратации. Степень дисперсности твердой фазы имеет большое значение для седиментационной устойчивости цементного раствора . [13]

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Седиментационная устойчивость — тампонажный раствор

Седиментационная устойчивость тампонажных растворов играет значительную роль в формировании однородной структуры камня в заколонном пространстве и в конечном счете отражается на качестве разобщения пластов. [2]

Седиментационная устойчивость тампонажных растворов должна быть высокой. [3]

Седиментационную устойчивость тампонажных растворов принято оценивать величиной водоотдеяения — количеством отделившейся воды затворения, отнесенным к объему цементного раствора или объему воды затворения. [4]

Необходимость нормирования седиментационной устойчивости тампонажных растворов особенно выявляется при цементировании газовых скважин и скважин с аномально высокими пластовыми давлениями. [6]

Для повышения седиментационной устойчивости тампонажных растворов может быть рекомендован весь комплекс мероприятий по снижению водоотдачи цементных растворов. [7]

Необходимость нормирования седиментационной устойчивости тампонажных растворов особенно выявляется при цементировании скважин утяжеленными тампонажными растворами. Для повышения седиментационной устойчивости тампонажных растворов может быть рекомендован весь комплекс мероприятий по снижению водоотдачи растворов. [8]

Необходимость нормирования седиментационной устойчивости тампонажных растворов особенно выявляется при цементировании газовых скважин и скважин с аномально высокими пластовыми давлениями. [9]

Наибольшее допустимое водосодержание ограничивается седиментационной устойчивостью тампонажного раствора . [10]

Из данных табл. 36 видно, что седиментационная устойчивость тампонажного раствора этого состава повышается с уменьшением размера частиц солевого наполнителя, а растекаемость уменьшается. Это объясняется тем, что в водном растворе вокруг частиц солевого наполнителя образуются гидратные оболочки. При измельчении солевого наполнителя суммарная поверхность частиц увеличивается и соответственно растет количество воды, необходимой для образования гидратных оболочек, а количество свободной воды уменьшается. [12]

Читайте также:  Время высыхания цементного пола

Для профилактики этих проявлений особое значение имеет седиментационная устойчивость тампонажных растворов . [13]

Исключительно большое значение для качества разобщения пластов имеет седиментационная устойчивость тампонажного раствора . Потенциально любой тампонажный раствор кинетически неустойчив: сравнительно грубые частицы тяжелой твердой фазы его всегда стремятся опускаться вниз под действием силы тяжести относительно более легкой дисперсионной среды. Концентрация твердой фазы в растворе велика, поэтому осаждение частиц не подчиняется закону Стокса, а скорости осаждения более крупных и более тяжелых частиц практически одинаковы со скоростями осаждения более мелких и более легких частиц. [15]

Источник

Седиментация в тампонажных растворах и ее последствия

В последнее время многие исследователи, занимающиеся вопросами крепления и РИР скважин, приходят к выводу, что одним из наиболее перспективных и реальных путей повышения качества разобщения пластов является повышение стабильности и седиментационной устойчивости применяемых тампонажных растворов. Под седиментационной устойчивостью понимается устойчивость тампонажного раствора к воздействия гравитационные сил, приводящих к разделению дисперсной среды и дисперсионной фазы. Седиментационную устойчивость тампонажных растворов принято оценивать величиной водоотделения — количеством выделившейся воды затворения, или удельным водоотделением — количеством отделившейся воды затворения, отнесенным к объему цементного раствора или к объему воды затворения.

Действительно, для полной гидратации цементного клинкера необходимо 22-23 % воды. С целью обеспечения подвижности цементного раствора при цементировании обсадных колонн количество воды увеличивается до 45-50 % от веса сухого цемента. При этом цементные зерна в начальный период обладают невысокой силой сцепления между собой, а суспензионная среда — невысокой вязкостью. Вследствие этого твердые составляющие оседают, а вода затворения поднимается вверх.

В процессе седиментации избыточная вода затворения, взламывая чрезвычайно слабые в начальный период связи между частицами, заставляет их совершать хаотическое движение. Первичные частицы дисперсной фазы, сталкиваясь, образуют двойные частицы. Последние, также совершая хаотическое движение и встречаясь или с такими же двойнымиили с оставшимися еще в системе одиночными частицами, образуют строенные или счетверенные частицы, а затем появляются, более значительные агрегаты.

Когда складываются несколько агрегатов, образуется участок пониженной проницаемости для фильтрирующейся воды.

Образование агрегатов приводит к тому, что плотность структуры постепенно все более различается на отдельных участках системы. При этом общая величина структурной прочности тампонажного раствора в этот период еще низка. Поэтому даже при незначительной, разнице в плотностях одного участка относительно другого происходит нарушение связей в наиболее слабом месте: более плотный сгусток спускается вниз, разрушая структуру менее плотных. Вероятно, что и сам он при движении вниз частично или полностью разрушается. Это будет продолжаться до тех пор, пока растущие прочностные связи не свяжут их в единый каркас, способный выдержать возникающие напряжения, обусловленные разницей плотности отдельных участков.

По мнению А. И. Бережнова наиболее слабые звенья структуры находятся на, контакте с внешней средой (стенка скважины, глинистая корка, стенка обсадной трубы), поэтому здесь и происходит сдвиг отдельных цементных зерен, приводящий к нарушению целостности структуры.

В результате сдвига зерен структура цементного раствора нарушается. В образующиеся нарушения, которые в первый момент имеют вид точек, а затем приобретают вид бороздок, поступает жидкость, находившаяся до этого в структурных ячейках. Между жидкостью, отфильтровавшейся в бороздку, и ячейками, откуда была отжата часть жидкости, устанавливается гидравлическая связь. Сила отжатия жидкости из ячеек зависит от ряда факторов, в том числе от гидростатического давления столба раствора, находящегося выше их. Поэтому в бороздках давление жидкости больше, чем давление жидкости в ячейках, которые находятся выше «бороздки» в растворе, структура которого не была затронута нарушениями. В результате, если давление жидкости в «бороздке» преодолевает прочность структурной сетки, отгораживающей ее от вышерасположенных ячеек, происходит прорыв отжатой жидкости в выше расположение ячейки. В первое время скорости восходящих потоков из вершин «бороздок» невелика, и поэтому поток представляют собой движение чистой жидкости. По мере ее возрастания происходит разрушение прилежащей к потоку структуры раствора, что влечет за собой обогащение жидкости цементными зернами, и через некоторое время весь восходящий поток представляет собой часть цементного раствора, который движется в основной массе цементного раствора. На месте восходящего потока остается канал в основном заполненный водным раствором продуктов реакции между водойи цементом.

Читайте также:  Можно работать одним цементом

Экспериментальными исследованиями, установлено, что недостаточная седиментационная устойчивость тампонажных растворов приводит к развитию целого ряда явление, таких как:

1. увеличение проницаемости цементного камня вдоль направления движения восходящей при седиментации жидкости затворения. Проницаемость образцов из цементного камня вдоль направления фильтрации жидкой фазы на 20-40 % выше, чем в радиальном направлении;

2. нарушение сплошности тампонажного камня в затрубном пространстве в поперечном направлении в результате образования водяных «поясов»; в продольном направлении — в результате появления каналов различной протяженности, промытых восходящим потоком воды и др.

Седиментационную устойчивость (водоотделение) определяю с помощью мерных цилиндров (250 мл).

Источник

Определение седиментационной устойчивости цементного раствора Sedimentation tube

Цель седиментационного анализа цементного раствора заключается в определении статической устойчивости цементного раствора. Цементный раствор динамически распределяется в стволе скважины. Затем его оставляют в неподвижном состоянии, чтобы определить, оседают ли его частицы. Обильный осадок обычно приводит к плохому качеству цементного покрытия. Оптимальное количество осадка зависит от назначения раствора. Определение седиментации Sedimentation tube.Определение седиментации Sedimentation tube.

СЕДИМЕНТАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ

Налейте раствор в седиментационную трубку, оставляя примерно 20 мм сверху. Внутренний диаметр седиментационной трубки должна быть 25 мм ± 5 мм. Длина трубки должна составлять не менее 100 мм. Наиболее распространенная длина трубки около 200 мм. Слегка смажьте внутреннюю часть трубки и все стыки, чтобы цемент можно было удалить без повреждений. Труба должна быть инертной по отношению к цементу и не должна деформироваться во время анализа. Залейте раствор до конца в трубку, следя за тем, чтобы не оставались пузырьки воздуха. Верхняя сдавливающая крышка может использоваться для предотвращения утечки раствора. Поставьте заполненную трубку в заполненную водой и предварительно нагретую / охлажденную камеру. Предварительно разогрейте или охладите камеру до 90 ° C. Определение седиментации Sedimentation tube.Определение седиментации Sedimentation tube.

Рис.1 — Типичная седиментационная трубка

Затем отрегулируйте температуру раствора, чтобы смоделировать изменения температуры в стволе скважины. Поддерживайте достаточное давление для предотвращения кипения раствора (см. Таблицу 2). Налаженное давление может моделировать забойные условия. Избегайте постоянного нагнетания давления для минимизации вибрации. Графики в приложениях API 10B D и разделе 7 могут использоваться для выбора температуры и давления. Дайте раствору остыть в течение 24 часов перед его извлечением из камеры. Определение седиментации Sedimentation tube

Читайте также:  Чем удалить цементный раствор с кафеля

Температура Давление водяного пара Коэффициент расширения объема воды

(°C) (kПa) при давлении насыщения
100 100 1.04
121 210 1.06
149 460 1.09
177 930 1.12
204 1700 1.16
232 2910 1.21
260 4690 1.27
288 7200 1.36
316 10620 1.47

Таблица 2 — Давление пара и расширение объема воды при температуре между 100 ° C и 316 ° C

При необходимости охладите камеру до 90 ° C, выпустите давление из камеры. Вытащите трубку из камеры нагрева / охлаждения и доведите трубку до 27 ° C ± 6 ° C, положив ее на водяную баню. Как только трубка остынет, удалите цемент из трубки. Держите образец цемента в воде, насколько это возможно, чтобы предотвратить его высыхание. Измерьте длину заданного образца цемента. Отметьте приблизительно по 20 мм от основания и верха образца. Затем отметьте средний зацементированный сегмент ствола скважины отметками в минимум два сегмента. Вырежьте образец по этим отметкам. Погрузите сегмент в воду до тех пор, пока они не будут взвешены. Необходимы весы с точностью до 0,01 г, предпочтительна точность 0,001 г.

Для определения плотности каждого зацементированного сегмента ствола скважины лучше всего поставить на весы стакан с водой и довести баланс до нуля. Уберите сегмент с водяной бани и аккуратно высушите его бумажным полотенцем. Положите сегмент на весы рядом со стаканом. Запишите вес и уберите сегмент с весов. Установите нулевое значение весов. Обверните вокруг сегмента тонкую петлю. Поднимите сегмент следуя по линии и подвесьте его в воде в стакане, чтобы образец полностью был под водой. Образец не должен касаться ни дна, ни стенок стакана.

Воздушные пузырьки не должны появляться рядом с зацементированнымсегментом ствола скважины. Замерьте вес образца в воде. Вытащите образец из воды и повторите процедуру для каждогозацементированного сегмента ствола скважины. Определение седиментации Sedimentation tube

Применяя закон Архимеда, вычислите относительную плотность каждого сегмента ствола скважины.

Результаты используются для определения плотности всего образца.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Немного увеличенная плотность является нормой для цементных растворов.
Плотность жидкого раствора измерялась перед загустеванием, чтобы вычислить процентную разницу между плотностями жидкого образца и густого образца. Определение седиментации Sedimentation tube.

где ρразница плотностей, %;

ρ set — плотность заданного (густого) сегмента цемента, г / см3;
ρ sl — плотность цементного раствора, г / см3.

Различия плотностей раствора и загустевшего цемента сильно варьируются и зависят от многих факторов. Приемлемая разница плотностей зависит от сферы применения цемента. Информация о нагревании / охлаждении, повышении давления, загустеванием, которая должна быть отображена в форме результатов отчета (см. Таблицу 3), позволит другим лабораториям воспроизвести такой же анализ. Такой информации достаточно, только если скорость нагрева / охлаждения, скорость повышения давления и скорость загустевания линейные величины. Если они таковыми не являются, укажите точные графики нагрева / охлаждения, повышения давления и загустевания в форме отчета. Определение седиментации Sedimentation tube.

Седиментационная ячейка MS-3319 Settling Tube

Определение статической устойчивости цементного раст Внут диам Φ 25.4 мм Длин труб 200 мм Внеш диам Φ 40 мм

Уважаемые клиенты!

Более подробную информацию о цене, технических характеристиках и свойствах товаров можно узнать по телефону: + 7-913-788-46-26 Информация , представленная на сайте, является ознакомительной и не является публичной офертой.

Определение седиментационной устойчивости цементного раствора

Источник

 ПроСтройМат © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Название Вид теста Стандарт HPHT Выдержка образца Выдержка обраца Высота ячейки Цена