тампонажный цемент что это такое

Промывочные тампонажные растворы

Цементирование (тампонаж) нефтяной скважины

По мере увеличения глубины скважины требуется проводить цикл работ по укреплению стволового пути, включающий спуск обсадной колонны и тампонаж затрубного сектора. Так как в качестве тампонажного промывочного раствора обычно (но не всегда) применяются рабочие жидкости, содержащие цемент, этот технологический прием получил дублирующее название «цементирование скважины». Для дальнейшей успешной эксплуатации скважины процесс укрепления стенок цементированием и, в частности, качество образующегося цементного камня, играет первостепенную роль. Состав тампонажных промывочных растворов должен обеспечить:

Ввиду того, что цементный камень не подлежит замене и должен обеспечить надежное функционирование скважины во все время эксплуатации цементирование колонны необходимо выполнять в строгом соответствии с разработанными техническими регламентами, обеспечивая наличие и использование качественных тампонажных реагентов.

Цементирование колонны включает в себя цикл работ по приготовлению промывочного тампонажного раствора и нагнетании его в скважину, в затрубный промежуток. Во время проведения работ ведется постоянный контроль за параметрами промывочного тампонажного раствора и его соответствия технологическим характеристикам. После проведения цементажа скважины, через время, требующееся для затвердевания раствора, проводится исследование качества выполненных работ и, при соответствии цементного камня расчетным технологическим параметрам, процесс цементирования объекта считается законченным.

В качестве цементирующей составляющей промывочных тампонажных растворов используются портландцементы и доменные шлаки.

На месторождениях с АВПД (аномально высоким давлением) работы по цементажу скважин производятся многоступенчатым методом, при этом плотность бурового тампонажного раствора увеличивают до максимально возможной величины. Помимо этих технологических приемов, во избежание заколонных нефтегазоводопроявлений, используют седиментационноустойчивые тампонажные компоненты, обеспечивающие ускоренное «схватывание» цементной смеси. В результате обработки стенки скважины успешно противостоят проницаемости пластов.

Добавки, улучшающие свойства тампонажных растворов

Для улучшения рабочих характеристик промывочного тампонажного раствора в качестве дополнительно используемых добавок используются:

Общим недостатком практически всех цементных смесей является низкая коррозионная стойкость полученного цементного камня, усадка его во время дальнейшей эксплуатации и возможность проникновения вод через поры.

Комбинированные полимерно-цементные растворы

Комбинированные растворы получаются путем сочетания в тампонажном растворе цементной суспензии и раствора полиакриламида или гипана. Для приготовления комбинированной смеси используются следующая пропорция компонентов:

Из-за высокой вязкости полиакриламид предварительно разводят до концентрации трехпроцентного раствора и вводят в цементную массу непосредственно в буровых трубах, чтобы избежать преждевременного схватывания.

Тампонажные растворы на основе «Ультрацемета»

Источник

Тампонажный цемент

Тампонажный цемент – специализированное сырье с особыми свойствами. Его редко используют в строительных целях, а вот при разработке нефтяных скважин он просто незаменим, ведь позволяет оценить количество нефти и даже изолировать ее от других ископаемых. Такие цементные растворы используются в промышленности не первый год: они действительно эффективны и уже имеют несколько подвидов с разными составами и функциональными особенностями.

Особенности и характеристики

Тампонажный цемент – уникальный материал, который характеризуется особым составом. При помоле в такую смесь вводят не только гипс, но и:

Последний компонент просто незаменим, когда раствор используется в сверхглубоких нефтяных скважинах, ведь если температура выходит за рамки 100 по Цельсию – прочность цементного камня значительно снижается. Исправить ситуацию помогает именно кварцевый песок: в тандеме с небольшим количеством С3S и C3A, он создает специфическую пульпу, которую заливают в скважину с помощью насоса.

Тампонажный цемент характеризуется средней скоростью схватывания, начало – через 2 часа, окончание – через 10-12, иногда 20 часов. Предел прочности тоже имеет разные значения, в зависимости от типа смеси и особенностей скважины. Так, в холодных скважинах предел должен быть не менее 2,5-2,7 МПа, в горячих – около 3,5 МПа и более.

Виды тампонажного цемента

Несмотря на узкое применение тампонажной цементной смеси, эта разновидность портладцемента имеет несколько подвидов, а именно:

Часто производители используют более простую классификацию и предлагают клиентам тампонажный цемент для «холодных» и «горячих» скважин. В первых, неглубоких, температура не превышает 40 градусов по Цельсию. Во вторых, температура нередко доходит до 90 С. Существуют еще и сверхглубокие скважины: тут температура часто превышает 100С. Тампонирование скважины возможно в каждом из случаев, главное – правильно подобрать цементную смесь.

Особенности использования

Тампонажный цемент – незаменимый материал для цементирования нефтяных скважин. Такая процедура проводится при разведочном бурении, а также при ремонте скважин, когда необходимо отделить слой нефти от воды или других составляющих.

Использование такого специализированного цемента при разведочных работах позволяет оценить количество запасов нефти и процент эффективности эксплуатации скважины в общем.

Процесс цементирования включает в себя механический замес раствора и его подачу в скважину с помощью насосной установки. Заливка чаще всего выполняется прямым способом, при этом специалисты строго контролируют:

Качественный тампонажный цемент должен быть достаточно подвижным и текучим, особенно на начальных этапах цементирования. Такое свойство дает возможность быстро закачать его в колонну, а затем продавить в затрубное пространство.

Источник

тампонажный цемент

Тампонажный цемент производится с добавкой помола гипсового камня в количестве 2-3,5% от массы цементного клинкера и небольшой доли других минеральных веществ. Тампонирование скважин осуществляется жидким цементным тестом (без добавления песка) с содержанием воды в растворе до 50% от массы цемента. При таких условиях сроки твердения обычного цемента увеличиваются, что в данном случае неприемлемо. Гипс ускоряет реакцию гидратации цемента и увеличивает прочность раствора на ранних сроках схватывания.

Величина зазора между стволом скважины и обсадной трубой составляет 15-50 мм при глубине в сотни и тысячи метров. Требования к раствору весьма жесткие: при скорости поступления цементного теста в шахту около 1,5 м/с, он должен сохранять первоначальную подвижность, а после окончания процесса набрать прочность как можно быстрее. По мере увеличения глубины шахты, в ней возрастают температура и давление.

Наибольшее влияние на сроки схватывания цемента оказывает температура, поэтому производится 2 вида тампонажного цемента – для горячих и холодных скважин. Также существуют специальные виды тампонажного цемента для сложных условий, наблюдающихся в глубоких скважинах при высоком давлении и температуре, воздействии агрессивных растворов солей, которые вызывают коррозию цементного камня и т.п. Это белитокремнеземистый, солестойкий, утяжеленный, облегченный, волокнистый и другие разновидности тампонажного цемента.

Наша компания предлагает к реализации портландцемент марки М400 и М500, навалом и в мешках, с доставкой цементовозами и самовывозом. Для строителей и отделочников мы предлагаем дилерские цены на тарированный цемент заводской фасовки, отгружаемый в мешках по 50 кг. Для производственников предлагаем адекватные цены на цемент навалом с доставкой автоцементовозами.

Источник

Тампонажные цементы

Для обустройства и реставрации нефтяных и газовых скважин создан специальный вид вяжущего – тампонажный цемент. Он обладает уникальными в своем роде свойствами проникновения и высокой адгезии с поверхностью, благодаря чему иногда применяется при ремонте коммуникаций. Рассмотрим основные свойства этого материала, особенности и отличие от традиционного портландцемента.

Состав

Тампонажный цемент – это вяжущее, которое практически не отличается от портландцемента за исключением повышенных требований к минералогическому составу клинкера. Допускается применение добавок, оказывающих влияние на отдельные свойства материала, в связи с чем его делят на группы:

Для данного типа вяжущего разрешено применение только минеральных и некоторых синтетических добавок, среди которых:

К базовому клинкеру предъявляют строгие требования:

Классификация

Требования к тампонажным цементам предъявляет ГОСТ 1581-96. Он нормирует основные характеристики материала и приводит его подробную классификацию. Кроме того, документ демонстрирует деление вяжущего по нескольким ключевым признакам. Все они отражаются в маркировке цемента и принимаются к сведению при выборе компонентов для строительства.

Плотность цементного теста для ПЦТ III типа:

Температурный режим монтажа и эксплуатации выбирают исходя из особенностей работы шахты:

Стойкость к сульфатам, присутствующим в недрах грунтовых пород, для утяжеленных и облегчённых тампонажных цементов групп I, II, III:

Для типов I-G и I-H выделяют два уровня сульфатостойкости:

Степень защиты от сульфатов определяется анализом грунта при пробном или исследовательском бурении.

Маркировка

По приведенным признакам тампонажного портландцемента (ПЦТ) можно расшифровать маркировку пакета. На примере ПЦТ III-Об 5-100-ГФ ГОСТ 1581-96:

ПЦТ – портландцемент тампонажный;
III-Об – третий тип уплотненного вяжущего облегченный;
5 – марка прочности тампонажного цемента. Определяется производителем;
100 – температура монтажа и эксплуатации, умеренный тип;
ГФ – гидрофобизированное вяжущее, стойкое к воде;
ГОСТ 1581-96 – нормативный документ.

Основные технические показатели

Поскольку тампонажный цемент применяется в строительстве скважин нефтедобычи и сопутствующих продуктов, его свойства строго регламентированы ГОСТом, которые настоятельно рекомендуется придерживаться производителям вяжущего.

Основные характеристики ПЦТ по ГОСТ 26798.1-96:

*В процессе монтажа и на начальных стадиях твердения твердые и крупные фазы раствора оседают вниз, оставляя мелкие компоненты и воду на поверхности. Чтобы определить седиментационную устойчивость, принимают во внимание данный параметр.

Специфика применения

Тампонажные цементы предназначены для обустройства внешней защиты нефтеносной трубы. От состояния бетонного (цементного) слоя во многом зависит качество службы канала, как и продолжительность его эксплуатации. По этой причине к данному типу цементов предъявляют высокие требования.

Замес и заливка раствора происходят исключительно механическим способом, подача в шахту осуществляется насосной установкой. В связи с этим смесь делают подвижной, но не чрезмерно насыщенной водой.

Затвердевание происходит в условиях грунта, поэтому важен правильный выбор состава раствора, в частности – тампонажного цемента. Важно, что при гидратации и твердении не допускается усадка раствора и камня, иначе между стальной трубой и бетоном образуется прослойка, теряется функция защиты нефтеноса от окружающей агрессивной среды.

Применение цементов безусадочных и расширяющихся возможно по всей протяженности шахты и по отдельным ее частям при строительстве и ремонте.

Редко, но все же иногда тампонажные цементы применяют при ремонте коммуникаций из железобетона (канализации, вводные каналы).

В целях строительства домовых конструкций использование материала нецелесообразно – он обладает неподходящими характеристиками и дорого стоит, гораздо проще воспользоваться обычным или улучшенным портландцементом марок М300-М400, в зависимости от потребностей конструктивного элемента.

Источник

Цемент особого назначения. Тампонажные смеси компании «Востокцемент»

Нефтегазовая промышленность – ведущая отрасль российской экономики, и ее развитие – приоритетная задача.

Нефтегазовая промышленность – ведущая отрасль российской экономики, и ее развитие – приоритетная задача.

«Востокцемент» также вносит свою лепту в этот процесс – поставляет специальный цемент для тампонирования глубоких нефтяных и газовых скважин в сложных горно-геологических условиях. Эта важная с точки зрения технологического процесса операция часто определяет эффективность эксплуатации скважины, а при разведочном бурении – возможность правильной оценки запасов продуктивных нефтеносных слоев.

Каковы особенности такой продукции?

Производство цемента – ключевое направление деятельности компании «Востокцемент». Цементные заводы «Востокцемент» производят как общестроительные, так и специальные цементы.

C 2013 года цементные заводы постепенно начали переход на выпуск цемента по ГОСТ 31108- 2003 (сейчас ГОСТ 31108-2016) «Цементы общестроительные. Технические условия». Данный стандарт гармонизирован с европейским стандартом EN 197-1:2000 «Цемент», принятым в странах Евросоюза (ЕС) в части классификации, основных технических требований, методов испытаний, критериев и методов оценки соответствия цементов.

В соответствии с вступившим в силу Постановлением Правительства РФ от 3 сентября 2015 г. № 930 «О внесении изменений в единый перечень продукции, подлежащей обязательной сертификации» цемент включен в данный перечень. Все цементные заводы «Востокцемент» прошли данную процедуру и получили сертификаты соответствия. До этого все заводы компании проходили добровольную сертификацию.

Качество цемента для заводов компании «Востокцемент» – первостепенная задача. Все модернизационные мероприятия проводятся именно для этого – улучшить качество и повысить эффективность производства.

Цемент компании «Востокцемент» применятся сейчас на ключевых инфраструктурных объектах Дальнего Востока. Это Нижне- Бурейская ГЭС, космодром «Восточный», газопровод «Сила Сибири», мостовой переход через реку Амур в ЕАО, новые аэропорты в Хабаровске и Якутске и многие другие.

Нефтегазовая промышленность – ведущая отрасль российской индустрии, поэтому ее развитие – приоритетная задача. «Востокцемент» также вносит лепту в этот процесс – поставляет тампонажный цемент для тампонирования глубоких нефтяных и газовых скважин в сложных горно- геологических условиях при высокой температуре и высоком давлении.

Продукция «Спасскцемент»

Впервые производство тампонажного цемента было освоено на предприятии «Спасскцемент» во время Великой Отечественной войны, которая потребовала громадного количества горючего. Такой продукт не выпускался даже в Сибири, поэтому в 1943 году на Спасский цемзавод поступило правительственное задание освоить производство тампонажного цемента. В короткие сроки была отлажена технология производства цемента для нефтедобывающей промышленности, и ежегодно завод стал выпускать его по 2 тысячи тонн.

Производство тампонажного цемента на предприятии «Спасскцемент» не прекращалось и после войны – выпускали цементы ПЦТ I-50, ПЦТ I-100, ПЦТ G-CC-1, а также тампонажный низкогигроскопичный цемент. Максимальный объем был получен в 1982 году – 50,5 тыс. тонн.

В 1999 году была поставлена задача производства тампонажного цемента по стандарту Американского нефтяного института (API). Качество цементов классов G и H высокой сульфатостойкости независимо от страны-изготовителя находится под особым контролем. Лучшим производителям этот институт дает право на применение своей монограммы.

В течение нескольких лет с помощью ООО «Цемискон» была разработана и внедрена система менеджмента качества, произведены опытные партии цемента, Американским нефтяным институтом проведен аудит. 22.01.2001 «Спасскцементу» была выдана лицензия на право использования монограммы API при производстве тампонажных цементов класса G и H умеренной (MCR) и высокой (HCR) сульфатостойкости по стандарту API Spec 10A и сертификат на соответствие системы менеджмента качества стандарту ISO 9002:1994. С тех пор «Спасскцемент» регулярно проверяется аудитором нефтяного института, в настоящий момент выдан сертификат на соответствие стандарту ISO 9001-2015.

Стоит отметить, что аудит проводится ежегодно, двумя аудиторами в течение 5 дней: проверяются производство и система менеджмента качества. Проверка осуществляется по рабочим местам, по каждому процессу.

Детально проверяется документированная информация: политика, цели в области качества, управление записями. Проверяются все процессы: анализ контрактов, удовлетворенность потребителей, закупки, метрологическое обеспечение, квалификация персонала, контроль качества производства, внутренний аудит, хранение, маркировка и упаковка цемента. Проводятся испытания образцов тампонажного цемента.

На данный момент на предприятии «Спасскцемент» производят тампонажные цементы ПЦТ I-50, ПЦТ I-100 и ПЦТ I-G-СС-1, а также могут быть произведены ПЦТ I-H‑СС-1, ПЦТ I-G-СС-2, ПЦТ I-H‑СС-2 и другие марки цемента.

Применение тампонажных цементов

Главным назначением этого портландцемента является тампонирование газовых и нефтяных скважин. Слой бетона на основе таких цементов защищает металл от коррозийных и агрессивных воздействий. В отличие от обычного бетона в тампонажные смеси не вводится песок или какой-либо крупный наполнитель, снижающий их текучесть.

К отличительным особенностям относят тонкий помол, ускоренное твердение, повышенную прочность по окончании застывания и уникальную текучесть непосредственно после затворения водой. К последнему показателю предъявляются особые требования, указанная нормами скорость закачки тампонажного раствора – 1,5 м/с при довольно ограниченных размерах самого зазора. С учетом значительного давления в шахтах, возрастающего по мере их углубления, песок в такие смеси не вводится, вяжущее является единственным сухим компонентом.

В индивидуальном и жилом строительстве использование тампонажного цемента нецелесообразно, исключение делается лишь при закладке буровых свай под фундаменты в особо сложных условиях. Помимо защиты труб ПЦТ помогает уменьшить глубину скважины, укрепить ее дно или устранить повреждения обсадных колон.

Отдельно стоит отметить особенности тампонажного цемента класса G по ГОСТ 1581-96. Благодаря низкой начальной вязкости тампонажный цемент хорошо прокачивается в затрубное пространство скважины, обеспечивает хорошее сцепление с обсадной трубой и породой скважины. Низкое водоотделение – в 2 – 3 раза ниже, чем у отечественных тампонажных цементов, – обеспечивает хорошее сцепление с обсадной трубой и породой скважины и предупреждает седиментацию тампонажного раствора, а нормированное время загустевания (не менее 90 и не более 120 минут) предотвращает преждевременное загустевание тампонажного раствора в процессе тампонирования и в то же время обеспечивает быстрое схватывание и твердение раствора сразу после окончания этого процесса. Это обеспечивает надежное и качественное тампонирование, предупреждает недоподъем тампонажного раствора, обеспечивает надежное разъединение продуктивных пластов и пустот и за счет этого на 20 – 40 % повышает дебет скважины. Особый малоалюминатный и низкощелочной состав цемента обеспечивает высокую долговечность при одновременном воздействии агрессивных вод, высокой температуры и давления.

География поставок

С начала 2000 годов с развитием нефтегазовой отрасли потребность в тампонажных цементах возросла. Эти классы цементов использовались в пределах Дальневосточного федерального округа – например, компанией «Газпром» при разведочном бурении на шельфе Камчатки.

В 2007 – 2008 годах тампонажные цементы ПЦТ I-50 и ПЦТ I-100 «Спасскцемента» поставлялись на объекты Уральского, Приволжского, Южного и Северо-Западного федеральных округов. Больше всего тампонажный цемент завода был востребован на нефтегазовых месторождениях Ямало-Ненецкого, Ханты-Мансийского автономных округов, Оренбургской, Самарской областей и Удмуртской Республики.

В 2010 году партия высокотехнологичного продукта предприятия «Спасскцемент» – цемента марки G – отправлена в Уральский федеральный округ, на станцию Карачаево в адрес компании-снабженца крупнейших нефтедобывающих компаний страны, включая «Роснефть» и «Лукойл», «Башнефть» и «Татнефть», «Сургутнефтегаз» и ТНК-BP.

На данный момент основные потребители тампонажных цементов компании «Востокцемент» находятся в Республике Саха (Якутия) и Сахалинской области.

Третья технологическая линия «Якутцемента»

В Республике Саха (Якутия) добывается более 10 миллионов тонн нефти в год. Потребность в тампонажных цементах закрывалась поставками из других регионов страны, в том числе с предприятия «Спасскцемент». «Якутцемент» не делал в последние годы тампонажный цемент, так как его мощности главным образом были направлены на производство общестроительных цементов для нужд быстро растущей Республики Саха (Якутия).

С запуском в 2018 году третьей технологической линии решено закрыть всю потребность в цементе в республике с завода «Якутцемент», в том числе в тампонажных ПЦТ I-50 и ПЦТ I-100.

Поставками цемента предприятий «Спасскцемент» и «Якутцемент» занимается компания ООО «Центр снабжения ДВ». Компания обеспечивает комплексное снабжение строительными материалами крупнейших объектов по всему Дальнему Востоку.

Тампонажный цемент предприятия «Спасскцемент» поставляется железнодорожным и морским транспортам. Отгрузка цемента с завода «Якутцемент» осуществляется автотранспортом и речным транспортом по реке Лена. Тарировка – мягкие специализированные контейнеры (МКР) по 1,5 тонны. Данная упаковка является удобной и современной тарой для перевозки, так как позволяет доставить груз в целостности и сохранности на большие расстоянии и выдержать несколько этапов загрузки-разгрузки. МКР состоит из полипропиленовой оболочки и водонепроницаемого вкладыша, которые хорошо защищают его от внешнего воздействия. На МКР имеется карман, в который вкладывается ярлык, указывающий класс цемента, партию, дату тарировки.

Автор: И. С. Соколюк, П. Г. Крюкова, Спасскцемент, Д. В. Шалденко, Центр снабжения ДВ, В. В. Воловик, Востокцемент,

Источник