Материалы и химреагенты
Химические и механические характеристики цементных растворов достигаются смешиванием материалов, химреагентов и добавок для работы со специфическими задачами каждой отдельно взятой скважины. Забойные условия становятся все более трудными, количество и выбор различных добавок компании Halliburton возрос от дюжины в середине пятидесятых до нескольких сотен на сегодняшний день. Широкий выбор химреагентов и добавок позволяет индивидуально изменять практически любой предложенный цементный раствор, так что его свойства будут соответствовать требованиям каждой отдельно взятой скважины. Добавки классифицируются по нескольким основным группам: ускорители, дисперсанты, понизители водоотдачи, понизители миграции газа, латексы, замедлители и утяжелители.
- Применение различных материалов, химреагентов и добавок в необходимых концентрациях позволяют придать цементному раствору свойства, которые помогут надежно изолировать требуемый интервал. Основные свойства, контролируемые при проектировании
- Контроль времени загустевания для известных условий температуры и давления, так что раствор остается подвижным на протяжении времени, требуемого для размещения цемента за колонной и достижения проектной высоты подъема цемента (ВПЦ)
- Достижение оптимальной предельной прочности при сжатии, так чтобы цементное кольцо смогло выдерживать самые высокие ожидаемые осевые и/или радиальные нагрузки.
- Влияние на реологию раствора: (а) сопротивляемость потоку (пластическая вязкость, измеряемая в сантипуаз) и (b) снижение сопротивления потоку под давлением (предел текучести в силе на единицу площади контакта).
- Предотвращение потери жидкости, так что цементный раствор удерживает цементный фильтрат (вода затворения плюс растворенные ионы от растворения водной фазы цемента) вместо их потери в проницаемый пласт в условиях забойной температуры.
- Снижает свободную жидкость или минимизирует объем жидкости, которая отделяется от взвешенных частиц / твердой фазы и собирается на вертикальной поверхности сверху столба раствора или на верхней стороне горизонтального или искривленного ствола скважины.
- Обеспечивает стабильность раствора посредством равномерного распределения твердой фазы по раствору.
- Плотность раствора, требуемая для сопротивления давлению потока из пласта без превышения его градиента давления гидравлического разрыва; плотность измеряется в фунт/галлон в соответствии с законом Архимеда.
Все усовершенствования химреагентов и добавок компании Halliburton были произведены с одной целью: помочь операторам извлекать пользу из долговременной герметичности затрубного пространства и упругих свойств цементного кольца для качественного разобщения и изоляции интервалов.
