Подбор рецептур тампонажных растворов

2.1. При подборе рецептур для конкретных скважин подлежат определению в соответствии с требованиями разд. 6 Инструкции следующие свойства тампонажных растворов:

- плотность, в том числе плотность сухого цемента;

- растекаемость;

- время загустевания;

- реологические свойства - пластическая вязкость и динамическое напряжение сдвига;

- водоотделение;

- водоотдача (для скважин с осложненными условиями);

- прочность цементного камня при изгибе и сжатии.

Для РПИС дополнительно определяется начало схватывания после перемешивания тампонажного раствора в консистометре по программе, имитирующей процесс цементирования скважины по времени и термобарическим условиям.

2.2. Определение плотности тампонажного раствора

Плотность склонных к вспениванию тампонажных растворов необходимо измерять двумя способами: традиционным под атмосферным давлением и под давлением до 1 МПа.

Практически при затворении цемента чистой водой (без реагентов) за счет вовлечения воздуха замеренная плотное раствора отличается от истинной на 20-30 кг/м³. При вводе химреагентов замеренная без давления плотность раствора может отличаться от истинной на 20 кг/м³ и более.

При отсутствии прибора для определения плотности раствора под давлением, истинную его плотность определяют расчетным путем по формуле:

.                                                       (3)

при r _жз = 1000 кг/м³ ,

где r _цр - расчетная плотность тампонажного раствора, кг/м³;

m _ц - масса цемента, кг;

m _жз - масса жидкости затворения, т;

r _ц - плотность сухого цемента, замеренная в лаборатории для конкретной партии цемента, кг/м³;

r _жз - плотность жидкости затворения, кг/м³;

 - водоцементное отношение.

Разница в плотностях цементного раствора, определенных под давлением и расчетным путем, не превышает 2%.

В анализе, выдаваемом лабораторией, необходимо указывать истинную (расчетную) плотность и замеренную прибором. При этом замере плотности в лаборатории должен использоваться тот же тип прибора, что и на буровой.

2.3. Растекаемость тампонажного раствора, характеризующая его способность к прокачиванию насосами, должна быть не менее 16 см. Определяется по ГОСТ 26798.1.

2.4. Время загустевания тампонажного раствора должно определяться на консистометре при динамической температуре и среднем значении давления в цементируемом интервале.

Динамическую температуру у башмака колонны (муфты, стыка секций) определяют по формуле:

,                                         (4)

где Т_дз - динамическая забойная температура, °С;

t _о - температура нейтрального слоя (температура на глубине 3,2 м, кроме ММП), °С;

Т_о - статическая температура на забое, °С;

t_y - температура выходящего из скважины бурового раствора при промывке скважины перед цементированием, °С;

t _ц - температура затворяемого тампонажного раствора, °С;

Н - глубина башмака колонны (муфты, стыка секций) по вертикали, м.

Динамическая температура t _д на глубине L равна:

 при 0 < L <                                               (5)

Динамическая температура при L > 2/3 Н принимается постоянной и определяется по формуле (4).

2.5. Водоотделение и водоотдача тампонажного раствора определяются в тех случаях, когда эти свойства раствора регламентированы (см. разд. 6 Инструкции).

2.6. Реологические параметры тампонажных растворов, - структурная вязкость и динамическое напряжение сдвига, определяют с помощью вискозиметра ВСН-3 или другого аналогичного прибора по заявке бурового предприятия.

2.7. Прочность цементного камня при изгибе через 24 ч твердения тампонажного раствора определяется:

- при температуре размещения башмака (муфты, стыка секций) колонны;

- при температуре верхней точки подъема цементного раствора.

- по указанию бурового предприятия прочность цементного камня может определяться и при других температурах по высоте подъема цемента.

2.8. Проницаемость тампонажного камня определяется на приборе типа ГК-5 или другом, имеющемся на вооружении лаборатории.

2.9. При выборе исходной жидкости затворения тампонажного раствора рекомендуется пользоваться ориентировочными данными табл. П3.5 с последующим уточнением ее рецептуры в случае необходимости ввода химреагентов - регуляторов свойств с учетом термобарических условий цементирования.

2.10. При невозможности подбора рецептуры тампонажного раствора, удовлетворяющей динамическим термобарическим условиям всего цементируемого интервала, а при применении двух типов цемента - для верхней порции, рассматриваются варианты:

- две рецептуры для данного типа цемента, но с условием применения не более трех рецептур, закачиваемых последовательно в один прием;

- двух-трехступенчатое цементирование колонны, спускаемой в один прием;

- двухступенчатое цементирование верхней, заранее заданной секции колонны.

2.11. Результаты подбора рецептуры тампонажного раствора и камня оформляются по форме прил. 11.

2.12. Подбор рецептур тампонажных растворов с повышенными изолирующими свойствами (РПИС) осуществляется в соответствии с РД 39-0147-009-87 (ОАО НПО «Бурение») на базе определения традиционных параметров и показателей свойств раствора и камня.