Цемент суспензиясы: қасиеттері, дайындау ережелері, құрамы, ГОСТ талаптарына сәйкестігі, мақсаты мен қолданылуы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Бұрғылау процесінде жергілікті тау жыныстарын игеру кезінде кесінділер мен өнімдерді тазарту үшін арнайы ерітінділер қолданылады. Бұл операция бұрғылау қондырғысының механикалық әсерінің тиімділігін арттыру және ұңғыманы тазарту үшін қажет. Жуу арнайы технологияларды қолдану арқылы дайындалған цемент ерітінділері арқылы жүзеге асырылады.

Бұрғылау сұйықтықтарының мақсаты

Ұңғымадағы су айналымы ұңғыманы тазалауға ықпал етеді, бұл бұрғылау және аяқтау процестеріне көмектеседі. Қосымша өнімділік қасиеттері бар белсенді қосылыс пайдаланылған жағдайда, бірқатар басқа әсерлерді күтуге болады, олардың арасында мыналар бар:

• Ашық тесік қабырғаларында сүзгі тортының қалыптасуы. Нәтижесінде тұрақсыз шөгінділер, сазды жыныстар және борпылдақ қабаттар нығаяды.
• Теуектердегі қысымға қарсы.
• Ұңғылық электр станциясы мен қашау жіберіледіқосымша гидравликалық қуат.
• Бұрғылау және цемент шламдары игерілген жынысты тасымалдайды және айналым аяқталғаннан кейін бұл массаны суспензияда ұстайды.
• Асқынулардың, дифференциалды жабысулардың, мұнай мен газдың пайда болуының және ұңғыманың жоғалуының алдын алады.
• Шұңқырлар мен сырылдардың алдын алады.
• Бұрғылау жабдығына майлау әсерін береді.
• Құралды салқындату мен майлауды қамтамасыз етеді.

Цемент қоспасының құрамының негізі

Бұрғылау ерітінділерін жасау үшін сумен бірге ұзақ тұндыру кезеңі бар тұтқыр суспензия құра алатын, ең аз құм қосындылары бар пластикалық және ұсақ дисперсті саздар пайдаланылады. Газ және мұнай ұңғымаларын игеру кезінде мамандар монтмориллонит саздарының сілтілі түрлерін, сондай-ақ саз ұнтақтарын пайдалануды ұсынады. Сонымен қатар, цемент суспензиясының құрамына техникалық су, гидрогельдер және тұз компоненттері кіреді. Қазіргі заманғы қоспаларға инвертті эмульсия, әк-битум негіздері және полимерлі компоненттер кіреді. Ингредиенттер мен олардың нақты жиынтығы арасындағы арақатынас қол жеткізуге болатын әсерге және ерітіндіні қолдану шарттарына байланысты. Қалай болғанда да, қажет емес компоненттерге гипс және еритін минералдар сияқты қоспалар кіреді, олар тұтқыр саз шикізатының тұрақтылығын төмендетеді.

Шешімді жасау ережелері

Кесу қоспалары көмегімен дайындаладыреттелетін режимдерге сәйкес цемент араластыру қондырғылары. Қойылған міндеттерге және қолданылатын шикізатқа байланысты пісіру схемасына әртүрлі технологиялық шешімдерді енгізуге болады. Мысалы, ескірген цемент пайдаланылса, онда оның белсендірілуін қамтамасыз ету қажет. Құрғақ қоспа сумен жабдықтау сорғысының тұрақты жұмысымен резервуарға беріледі. Сұйық және құрғақ компоненттерді біріктіру қысымды 12-15 МПа деңгейінде ұстап тұру жағдайында жүзеге асырылуы керек. Бұл құрылымды араластыру және орнату тұрғысынан цемент суспензияларын дайындау үшін оңтайлы орта болып табылады. Әрі қарай, цемент араластырғыш машинада арнайы режим қарастырылған қоспаның тұрақтандыру кезеңін күту керек.

Цемент қоспаларының қасиеттері

Бұрғылау қоспаларының техникалық және пайдалану қасиеттері таңдалған рецепт бойынша анықталады және іс жүзінде ұңғыма қабаттарының материалдарымен әрекеттесу сапасын анықтайды. Келесі цемент суспензиясының қасиеттері ескеріледі:

• Су шығымы. Қысымның төмендеуі жағдайында ерітіндінің белсенді фазасынан суды бөлу процесі жүреді. Ұңғыма оқпанының параметрлеріне байланысты сұйықтықтың жоғалу жылдамдығы әртүрлі болуы мүмкін, ол жеке реттеледі. Мысалы, егер құрылымды нығайту жоспарланса, онда ерітіндінің су шығыны нөлге жақын болуы керек.
• Шөгуге төзімділік. Цемент массасы төмен, ал сұйықтық жоғары жылжитын ерітіндіден суды бөлу процесі.
• Қоюланту. Ол көптеген факторлармен анықталады, соның ішінде ерітіндінің құрамдас бөліктерінің ұнтақтау дәрежесі және болуықаттылық материалдары. Су үлесінің ұлғаюы бұл сипатты ынталандыруға әсер етеді, ал үшінші тараптың жылу әсері азаюға әсер етеді.
• Ұстау. Әдетте, технологтар нақты жағдайларда бұл сапаны барынша жақсартуға тырысады. Мұны істеу үшін температураны қысыммен жоғарылатыңыз, сонымен қатар жоғары ылғалдылық жағдайында магистралды оқшаулау қажет.

Бұрғылау сұйықтығының қасиеттерін өзгерту

Белгілі бір сапаларды түзету әдеттегі құралдармен және материалдармен әрқашан мүмкін бола бермейді, сондықтан қажетті қасиеттерді тиімді және нүктелік түрде өзгертетін арнайы қоспалар мен қоспаларды қолданған дұрыс. Олардың ішінде келесі модификаторлар атап өтілді:

• Натрий карбонаты. Орнату уақытын азайту үшін қолданылады. Осы үдеткіштің көмегімен 55-65 ° С-қа дейінгі температурада қолдануға жарамды тез қататын ерітінділер алынады.
• Бентонит. Шаю ерітіндісінің бастапқы ұтқырлық индексін жоғарылатады, оны енгізу шараларын оңтайландырады. Бұл модификатор тығыздығы 1,5-2,2 г/см3. болатын цемент суспензияларымен пайдалану үшін ұсынылады.
• Гипс цемент суспензиялары. Ерітіндінің суды жоғалту қабілетін жақсарту. Негіз суда ерітуге төзімдірек болады. Шаюға арналған композициялар үшін суспензияларды пайдалану мағынасыз, бірақ магистральды нығайту үшін бұл әбден қолайлы.
• Цемент-шайыр қоспалары. Шаю үшін қолданылатын эпоксидті шайырлары бар пластификатордың түрісулы қабаттың асқынуы бар ұңғымалар.

Бұрғылау сұйықтықтарының түрлері

Тәжірибеде әдетте цемент қоспаларының келесі түрлері ажыратылады:

• Бұрғылау қоңыр көмір. Линиттермен модификацияланған сілтілі ерітінді.
• Әк-битум ерітіндісі. Негіз ретінде мұнай өнімдері пайдаланылады - мұнай немесе дизель отынының дисперсиялық ортасының комбинациясы, сондай-ақ дисперсті фаза ретінде битум мен кальций оксиді.
• Жеңіл жуу қоспасы. Ең аз тығыздық көрсеткіштерімен салмағы азайған ерітіндіні білдіреді. Қабат қысымы төмен ұңғымаларды игеруде қолданылады.
• Полимер ерітіндісі. Құрамы жоғары молекулалы сызықты полимерлер бар суға негізделген. Қатты жыныстарды бұрғылау процестерінде жиі қолданылады.

ГОСТ сәйкестігін тексеру

ГОСТ 26798.1-96 бойынша бұрғылау ерітінділерінің параметрлері материалды нақты жағдайда пайдалану кезінде қаптама тізбегінің жалғауымен болуы мүмкін әсерлерді есепке алмай анықталады. Стандарттарға сәйкестігі үшін қоспаның қоюлану уақыты, тығыздығы және тұтқырлығы тексеріледі. Сонымен қатар, әртүрлі композициялар үшін техникалық көрсеткіштер де, бағалау критерийлерінің тізімі де әртүрлі болуы мүмкін. Сонымен, цемент суспензиясының кеңеюі мен беріктігінің қасиеттерін анықтау үшін ГОСТ 1581-96 қолданылады, бұл сынақтарды қоршаған ортаның шамамен +30 ° C температурасында жүргізуді талап етеді. Қатаю процесіндешектеулі көлемде цемент тас қоспалары, беріктік көрсеткіштері ұңғыманы толтыру кезінде құрамы ұқсас массаны пайдаланған кездегіден жоғары болуы мүмкін. Керісінше ерітіндінің өткізгіштігі төмендейді.

Цемент қоспасын қолдану технологиясы

Бұрғылау ерітінділерін пайдалану үшін айналым операцияларының техникалық мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін арнайы жабдық қолданылады. Қолдану процесінде цемент ерітінділері келесі технологиялық циклды орындайды:

• Композиция араласып, арнайы ыдыста сақталады.
• Сорғы жабдығы сұйықтықты резервуардан бұрғылау тізбегі арқылы ұңғымаға айдай бастайды.
• Қоспа құбырлар арқылы ұңғыма оқпанының түбіне жіберіледі, онда бұрғылау қондырғысының қашауында жыныстың келесі қабаты пайда болады.
• Балшық қашаумен бөлінген тау жыныстарын алып, жер бетіне қайтады.
• Масса сақина бойымен көтеріліп, бұрғылау құбыры мен ұңғыма қабырғаларының арасынан өтеді.
• Бетінде ерітіндіні лайдан сүзу және тазалау операциясы орындалады. Мұны істеу үшін дірілдеген елеуішті пайдаланыңыз.

Қорытынды

Цемент қоспалары ұңғымаларды игеру және салу кезінде қажетті шығын материалы болып табылады. Дегенмен, оларды дұрыс қолданбау оң әсерлерімен қатар жағымсыз салдарға да әкелуі мүмкін. Атап айтқанда, болашақта цемент суспензиясын өндірудегі қателер тастардың құлауына және тіпті соқтығысуы мүмкінбұрғылау жабдықтарының зақымдануы. Сондықтан бастапқыда құрамы мұқият есептелген шаю жобасы жасалады. Тұтастай алғанда, құрғақ компоненттердің көлемі қандай болатынын анықтау қажет, су, қоспаның жалпы мөлшері, цементтеу қондырғыларының сипаттамалары және т.б.