Добавки к цементам

Добавки к цементам

 Добавки представляют собой химреагенты и другие материалы, которые смешивают с исходным цементом, чтобы повысить его эксплуатационные характеристики. В связи со свойствами исходных цементов (чистого, портландцемента и пуццоланового) и с требованиями, предъявляемыми к цементному кольцу в течение срока эксплуатации скважины, эксплуатационные характеристики цементного раствора изменяются в соответствии с конкретными, уникальными условиями каждой скважины. 

 Добавки используются для улучшения свойств цементных растворов в любых скважинных условиях. Изменение концентрации добавок может приводить к значительным изменениям времени загустевания цемента, его прочностным и реологическим характеристикам. Поэтому определение оптимального соотношения добавок для достижения надежной изоляции затрубного пространства, особенно в экстремальных скважинных условиях или в условиях высокой коррозионной активности, может оказаться трудной задачей. В связи с этим, при разработке оптимальной рецептуры цементного раствора важную роль играют апробированные на промысле технические решения, данные, полученные в лабораторных аналитических испытаниях, а также модели, построенные методом анализа конечных элементов.

 Все усовершенствования добавок, выполняемые компанией Halliburton, направлены на получение оператором выгоды за счет долговременной герметичности затрубного пространства, упругости цементного кольца и, как следствие, превосходного разобщения интервалов даже в технически сложных скважинах и экологически чувствительных зонах. Ниже приводится ряд примеров:

Добавка, химреагент или материал Область(и) применения Результаты
Ускорители схватывания Операции со ступенчатыми обсадными колоннами Регулирование времени схватывания цементного раствора.
Материалы, реагирующие на углеводороды Поддержание давления в обсадной колонне Материал, содержащийся в цементном кольце в случае притока нежелательных углеводородов способный перекрывать каналы перетока в цементном кольце и вокруг него.
Диспергатор Глубокие морские скважины
Горизонтальные скважины большой протяженности
Высокие температуры
Сверхглубокие скважины
Улучшение смешивания, снижение трения при прокачке.
Понизители водоотдачи Глубокие морские скважины
Горизонтальные скважины большой протяженности
Высокие температуры
Сверхглубокие скважины
Сохранение требуемого содержания воды (не допускают его снижения под воздействием перепада давления) для поддержания рецептуры цемента и таких свойств, как вязкость, время загустевания, реологические свойства и повышение прочности на сжатие.
Модификаторы статического напряжения сдвига Миграция газа Ускорение переходного процесса из жидкого состояние в твердое, чтобы не допустить перетоков газа через несхватившийся цемент.
Латексные добавки Высокое пластовое давление
Коррозионные элементы
Снижение проницаемости цементного кольца и улучшение способности твердых веществ оставаться в цементном растворе во взвешенном состоянии
Добавки для снижения удельного веса Пласты низкой прочности Получение растворов на 25% легче воды, сохраняющих требуемые механические свойства.
Композиции не на основе портланд­цемента Коррозионные элементы в скважине (нагнетательные скважины/скважины-хранилища с присутствием CO2) Повышение устойчивости к коррозии, которая может дестабилизировать сцепление.
Замедлители схватывания Глубокие морские скважины
Горизонтальные скважины большой протяженности
Высокие температуры
Сверхглубокие скважины
Регулирование времени, в течение которого цементный раствор остается жидким и перекачиваемым.
Утяжелители Высокое пластовое давление Повышение плотности цемента для сдерживания оттока пластовых флюидов с одновременным улучшением вытеснения бурового раствора и размещения цемента.