7.3 Шлакопесчаные цементы
Способность портландцемента образовывать затвердевающие водные суспензии обусловлена высокой химической активностью составляющих его соединений. Такая активность, необходимая для получения достаточной скорости реакции при невысоких температурах, обеспечивается соответствующим составом соединений и высокой температурой обжига в процессе производства.
В условиях глубоких скважин повышение температуры значительно ускоряет химические реакции и делает возможным достаточно быстрое затвердевание суспензий менее активных вяжущих веществ. При высоких температурах скорость гидратации портландцемента излишне высокая, требующая применения замедлителей, поэтому поиски низкоактивных вяжущих веществ, прежде всего, преследовали цель получить медленносхватывающиеся тампонажные цементы. Из числа низкоактивных вяжущих веществ для цементирования скважин в СССР наиболее широко используются доменные шлаки, в США — известково-пуццолановые вяжущие.
Доменные шлаки содержат в основном те же оксиды, что и портландцементный клинкер. Но в них содержится значительно меньше оксида кальция и больше оксидов кремния, и алюминия. При охлаждении шлака низкое содержание оксида кальция обусловливает кристаллизацию соединений с низкой по сравнению с клинкерными минералами основностью. К этим соединениям относятся β- и γ-2СаО * Si02, твердый раствор геленита 2СаО*Аl203 * Si02 с окерманитом 2СаО • MgO • 2Si02 (меллилиты), магнезиальная шпинель MgO * Al2O3 и другие соединения, которые в гидратационном отношении менее активны, чем минералы портландцементного клинкера. При комнатной температуре способностью к медленному твердению обладает лишь β-2CaO-Si02.
Если шлак быстро охладить, что достигается при грануляции, то он застывает в стекловидном состоянии. Гидратационная активность его при этом значительно повышается. Гранулированные доменные шлаки при затворении на воде и введении небольшого количества химических возбудителей (оксида кальция, портландцемента, сульфатов) способны медленно затвердевать.
Гидратационная активность шлаков увеличивается при повышении температуры. В этом случае проявляют способность к твердению и закристаллизованные (отвальные) шлаки. Эта их способность была использована при применении молотых доменных (гранулированные и отвальные) шлаков, как основы для получения медленносхватывающихся и термостойких тампонажных цементов. Скорость схватывания суспензий измельченных шлаков не намного меньше, чем портландцемента, однако схватывание значительно замедляется при их смешении с кварцевым песком, особенно молотым.
При исследовании свойств шлаковых растворов выяснилось, что в условиях повышенных температур (выше 100 °С) они образуют к двум суткам твердения более прочный цементный камень, чем портландцементные растворы. Однако при длительном гидротермальном воздействии цемент в виде молотого шлака, а также облегченный шлако-бентонитовый цемент термостойкий только до 120—160°С. При более высоких температурах термостойким является только шлакопесчаный цемент, который даже при высокой тонкости помола компонентов образует растворы с пониженной седиментационной устойчивостью, поэтому его приходится затворять при В/Ц<0,5 или вводить стабилизирующие добавки (бентонит, диатомит).
Процесс загустевания растворов на шлаковой основе очень чувствителен к колебаниям состава шлака, соотношению шлак: песок и примесям. Кислые шлаки обычно дают быстро-загустевающие растворы, мало реагирующие на разбавление песком. Основные шлаки, которые главным образом и применяются в качестве тампонажного материала, в смеси с молотым кварцевым песком загустевают медленно. Неблагоприятная особенность растворов на шлаковой основе — их быстрое загустевание в присутствии небольших примесей портландцемента. Другой недостаток — широкие пределы колебания состава, шлаков и свойств цемента в различных партиях.
- Тампонажные смеси
- 1.1 Функции тампонажных смесей
- 1.2 Требования к тампонажным смесям
- 1.3 Способы упрочнения и кольматации стенок скважин. Способы тампонирования
- Г л а в а 2. Состав цементных растворов
- 2.1 Цементы
- 2.2 Разновидности портландцемента
- 2.3 Механизм твердения цементов
- 2.4 Жидкости затворения. Добавки. Буферные жидкости
- 2.5 Расчет количества компонентов цементного раствора
- 3.1 Свойства цементного раствора
- 3.2 Регулирование параметров цементных растворов
- 4.1 Подготовка образцов к определению параметров цементного камня
- 4.2 Кинематика и термодинамика изменения свойств
- 4.3 Прочность ценетного камня
- 4.4 Сцепляемость цементного камня с горной породой
- 4.5 Усадка цементного камня при твердени
- 4.6 Неконтролируемое самопроизвольное расширение
- 4.7 Проникаемость цементного камня
- 4.8 Коррозионная стойкость цементного камня
- 4.9 Термостойкость цементного раствора и камня
- 5.1 Гельцементированные растворы
- 5.2 Глиноцементные растворы
- Г л а в а 6. Коррозионностойкие тампонажные цементы
- 7.1 О термостойкости цементов
- 7.2 Цементно – кремнемнеземистые смеси
- 7.3 Шлакопесчаные цементы
- 7.4 Белито-кремнеземистый цемент (бкц)
- 7.5 Известково-кремнеземистые цементы
- Глава 8 расширяющиеся тампонажные цементы
- 8.1 Способы регулирования процесса расширения.
- 8.2 Составы расширяющихся тампонажных цементов
- Глава 9. Органические и органо – минеральные тампонажные смеси
- 9.1 Полиакриломид – цементные, лигнасо- цементные и цементно-латексные тампонажные смеси.
- 9.2 Синтетические смолы
- 9.3 Тампонажные смеси на основе карбамидных смол
- 9.4 Тампонажные смеси на основе сланцевых смол
- 9.5 Смологлинистые растворы
- 9.6 Полимерные тампонажные смеси
- 9.7 Тампонажные смеси на основе латексов
- 9.8 Смоло-полимерные смеси
- 9.8Другие полимер-минеральные тампонажные смеси
- 10.1 Битумы
- 10.2 Битумные эмульсии
- 10.3 Взаимодействие битумов с горными породами
- 10.4 Добавки к битумам
- 10.5 Цементно-битумные смеси
- 11.1 Механизм упрочнения и кольматации горных пород
- 11.2 Способы силикатизации
- 11.3 Способы однорастворной силикатизации
- 11.4 Взаимодействие силикатных растворов с горными породами
- 12.1 Облегченные тампонажные цементнты и растворы
- 12.1.1 Способы снижения плотности тампонажных растворов
- 12.1.2 Гельцементные растворы
- 12.1.3 Цементные растворы с кремнеземнистыми облегчающими добавками
- 12.14Проектирование составов облегченных тампонажных цементов и растворов
- 12.2.1 Утяжеленные тампонажные цементы и растворы
- 12.2.2Утяжеленный цемент для умеренно высоких температур
- 12.2.2 Утяжеленные шлаковые цементы
- 12.23Утяжеленные тампонажные цементно- и шлако-баритовые растворы
- 12.2.4Утяжеленные тампонажные растворы на основе шлаков цветной металлургии
- Из свинцового шлака
- Совместного помола свинцового шлака и песка при различных температурах и давлении 50 мп а
- 12.3 Тампонажные растворы, затворенные на концентрированных растворах солей
- 12.3.1 Растворение соленосных отложений
- 12.3.2 Приготовление засоленных тампонажных растворов
- 12.3.3 Влияние солей на реологические свойства тампонажных растворов
- 12.3.4 Водоотдача засоленных тампонажных растворов
- 12.3.5 Сцепление цементного камня с солями
- 12.4 Прочие модифицированные тампонажные материалы.
- 12.4.1Дисперсно-армированные тампонажные цементы
- 12.4.2Обращенные нефтеэмульсионные тампонажные растворы
- 12.4.3Нефтецементные растворы
- 13.1 Общие сведения.
- 13.2 Тампонажные растворы на основе вяжущих веществ
- 13.3 Тампонажные пасты
- Глава 14.
- 14.1 Цементировочнве агрегаты
- 14.2 Цементировочные агрегаты в специальном исполнении
- Режимы работы цементировочного агрегата ца-320а
- 14.3 Совершенствование цементировочных агрегатов
- 14.4 Цементно-смесительные машины
- Режимы работы машины см-4м для получения раствора плотностью 1,85 г/см3
- 15.1 Оборудование
- 15.2 Тампонажные снаряды
- 15.3 Технология тампонирования
- 15.4 Технология тампонирования однорастворными тампонажными месями
- 15.5 Технология тампонирования двухрастворными смесями
- 15.6 Тампонирование гидромониторными струями и гидроимпульсным методом
- 15.7 Технология тампонирования сухими смесями
- 15.8 Технология тампонирования кавернозной зоны
- 15.9 Ликвидациооное тампонирование
- Глава 16 Тампонажные снаряды
- 16.1 Тампонажный снаряд ту-7
- 16.2 Тампонажный снаряд кст
- 16.3 Тампонажный комплект сс и пм
- 16.4 Тампонажное устройство ту-2
- 16.5 Тампонажный снаряд при бурении комплексами сск (сот)
- 16.6 Технология проведения тампонажных работ
- 17.1 Техника безопасности при изготовлении и использовании тампонажных смесей
- 17.2 Природоохранные мероприятия при использовании тампонажных смеей
- Библиографический список