Тампонажные материалы для цементирования нефтяных и газовых скважин на основе высокоалитового низкоалюминатного фосфорфторсодержащего портландцемента

• Автор: Файзиев, Шухрат Тулаганович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ташкент
• Количество страниц: 236 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.5 стр.

ГЛАВА I. ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1. Основные свойства тампонажных портландцементов

1.2. Взаимодействие тампонажного портландцемента с водой на

ранней стадии гидратации

1.3. Некоторые вопросы формирования структуры цементного камня.

1.4. О приборах и методах определения усадки и расширения тампонажных цементов.

1.5. Выводы

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ МЕТОДИК И АППАРАТУРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА И КАМНЯ.
3.1. Разработка методики и аппаратуры для исследования тепловыделения цементных суспензий и камня.
3.2. Разработка методики подготовки образцов для определения их газопроницаемости
3.3. Прибор для определения водоотделения, усадки, расширения растворакамня при температуре до 0С и давлении до 0 МПа и сцепления цементного камня с металлом.
3.4.Вывод ы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРЕХКАЛЬЦИЕВОГО АЛЮМИНАТА И ЗАМЕДЛИТЕЛЕЙ СХВАТЫВАНИЯ НА РАННЮЮ СТАДИЮ ГИДРАТАЦИИ ТРЕХКАЛЬЦИЕВОГО СИЛИКАТА.
4.1. Влияние трехкальциевого алюмината и замедлителей схватывания на растекаемость и сроки схватывания суспензии
из трехкальциевого силиката
4.2. Влияние замедлителей схватывания на тепловыделение суспензий из 3 и 3
4.3. Влияние С3А и замедлителей схватывания на скорость
гидратации и Фазовый состав гидратов.
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ОБЛЕГЧЕННЫХ И УТЯЖЕЛЕННЫХ ТАМПОНАШЫХ РАСТВОРОВ И КАМНЯ НА ОСНОВЕ ВЫС0К0АЛИТ0В0Г0 ФОСФОРФГОРСОДЕРЖАЩЕГО МАЛОАЛЮМИНАТНОГО ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА
5.1. Исследование основных технологических свойств цементных растворов и камня на основе высокоалитового фосфорфтросодержащего портландцемента СасТюбинского цементного завода
5.2. Водоотделение, усадка, расширение растворакамня и его сцепление с металлом.
5.3. Выводы.
ГЛАВА 6. ВЫПУСК И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЫТНЫХ ПАРТИЙ Ф0СФ0РФТ0РС0ДЕРЖАЩЕГО ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ МИНЕРАЛОВПЛАВНЕЙ.
6.1. Исследование свойств суспензий и камня нормальной плотности.
6.2.Исследование тепловыделения в ранней стадии гидратации малоалюминатного цемента
6.3. Исследование фазового состава продуктов гидратации малоалюминатного портландцемента
6.4. Исследование реологических свойств суспензий из малоалюминатного портландцемента
6.5. Особенности структуры суспензий и камня из малоалюминатного цемента.
6.6. Выводы.
ГЛАВА 7. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЛЕГЧЕННЫХ ТАМПОНАННЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТОВ С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ МИНЕРАЛОВПЛАВНЕЙ .
7.1. Выводы
ГЛАВА 8. ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ МАЛОАЛЮМИНАТНОГО ВЫСОКОАЛИТОВОГО ФОСФОРФГОРСОДЕРЖАЩЕГО ТАМПОНАЖНОГО ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА
8.1. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


Можно предположить, что даже при сквозьрастворном механизме гидратации вяжущего в среде, почти насыщенной относительно гидратных фаз, интегральная скорость убывания количества не успевшего гидратировать цемента будет описываться уравнением, характерным для топохимического процесса. В этой связи уместно отметить недостаточную четкость самих терминов, применяемых в теории гидратации вяжущих. Так, например, независимо от того, происходит ли образование гидратных фаз путем непосредственного соединения ионов гидроксила и водорода к кристаллической решетке вяжущего или же сначала ионы, входящие в последнюю, переходят в раствор, а затем осаждаются в виде продуктов гидратации, процесс носит гетерогенный характер. Тем не менее, ведущиеся в настоящее время дискуссии ,, по вопросам, связанным с механизмом гидратации вяжущих, в целом носят продуктивный характер и способствуют углублению знаний об очень сложных явлениях взаимодействия цемента с водой. Для регулирования продолжительности индукционного периода и модификации свойств цементного камня в строительстве и особенно в нефтяной и газовой промышленности широко используются добавки электролитов и водорастворимых органических веществ. В связи с отсутствием плодотворной теории гидратации вяжущих, механизм действия этих добавок пока полностью не установлен. В работах, посвященных цементам с добавкой электролитов и ПАВ ,, в основном излагаются эмпирические данные. В этих работах, посуществу, применяется так называемый метод черного ящика, который рекомендуется использовать для управления сложными, малоисследованными процессами. Исследование цементных суспензий с добавками не только позволяет значительно улучшить технологические и строительнотехнические свойства вяжущих, но и дает исключительно ценную информацию о гидратации цементов. Интересную информацию о природе индукционного периода гидратации цементов дает исследование влияния электролитов и органических соединений на этот процесс. Так, например, установлено, что ряд электролитов сокращает продолжительность индукционного периода и ускоряет схватывание цементных суспензий. Таким действием, в частности, обладают определенные дозировки хлоридов одно и двухвалентных металлов, гидроксиды и карбонаты натрия и калия и т. Форсен 1, подробно исследовавший эти процессы, предполагал, что это обусловлено влиянием добавляемых электролитов на растворимость продуктов гидратации в воде. Особенно интересно влияние некоторых органических добавок на продолжительность индукционного периода или сроки схватывания цементных суспезий. Так, например, известно, что добавки 0,5, а иногда и менее дии триэтаноламинов, пирокатехина, пирогаллола, квартецина и других органических соединений в десятки и сотни раз ускоряют гидратацию. Повидимому, столь малые дозировки этих реагентов не могут оказать существенного влияния на растворимость продуктов гидратации. Имеющихся в настоящее время экспериментальных данных и теоретических соображений недостаточно для однозначного решения вопроса о причине ускорения гидратации при добавлении некоторых ПАВ. Однако, эти данные необходимо учитывать в теории гидратации цементов. Влияние электролитов и органических добавок на гидратацию отдельных клинкерных минералов и цементов различного состава исследованы в недостаточной степени. В немногочисленных литературных данных по этому вопросу отмечается, что в целом алюминаты и алюмоферриты кальция более восприимчивы к действию ускорителей и замедлителей схватывания, чем силикаты 5,6,,. Интересно, что гипс, который широко применяется как замедлитель схватывания алюминатов, алюмоферритов и всех видов портландцемента, ускоряет гидратацию алита . Опубликованных к настоящему времени литературных данных по вопросу о влиянии органических добавок на гидратацию отдельных клинкерных минералов недостаточно для скольнибудь глубоких обобщений или теоретических построений. Необходимо лишь отметить практически важное явление, заключаюцееся в том, что увеличение содержания алюминатов в тампонажных цементах затрудняет регулирование сроков схватывания суспензий. В связи с этим Американский Нефтяной Институт считает необходимым максимально ограничивать содержание трехкальциевого алюмината в тампонажных цементах для крепления глубоких и сверхглубоких скважин.