Слайды и текст доклада
Pic.1
Регулирование свойств тампонажных материалов для цементирования скважин в осложненных условиях для потока МГБ -15 (лекций – 12 час. , лаб. – 12 час. , экз)
Pic.2
Литература Агзамов Ф. А. , Измухамбетов Б. С. ,Токунова Э. Ф. Химия тампонажных и буровых растворов. С-ПБ, Недра, 2011, 268 с Булатов А. И. , Данюшевский В. С. Тампонажные материалы: Уч. пособие для …
Pic.3
Лекция 1 Лекция 1 Требования к тампонажным материалам. Портландцемент. Физико-химические основы твердение портландцемента. Физико-химические основы регулирования процесса твердения цемента.
Pic.4
Портландцемент Портландцемент = (Клинкер + Добавка + Гипс) Помол Затаривание Клинкер = (Известняк + Глина) обжиг при 15000С Добавка = шлак, трепел, опока, песок и др. Гипс 3 – 5 % для …
Pic.5
Минералогический состав клинкера
Pic.6
Роль клинкерных минералов в цементе
Pic.7
Гидратация и твердение цементов
Pic.8
Реакции гидратации для минералов цемента 2(ЗСаО•SiO2) + 6Н2О → ЗСаО•2SiO2•3H2О + 3Са(ОН)2 + 502 Дж/г 2(2CaO•SiО2)+ 4H2О → 3СaO•2SiО2 •3Н2О + Са(ОН)2 + 260 Дж/г 3СаО•Аl2О3 + 6Н2О → 3СаО•Аl2О3•6Н2О + …
Pic.9
Схема гидратации цемента
Pic.10
Схема процесса твердения портландцемента
Pic.11
Регулирование твердения цемента
Pic.12
Добавки ускорители твердения
Pic.13
Реагенты замедлители твердения
Pic.14
Лекция 2 Лекция 2 Свойства цемента, цементного раствора, приборы для контроля свойств Физико-химические основы и средства регулирования свойствами тампонажных растворов.
Pic.15
Свойства цемента Гранулометрический состав; Удельная поверхность; Плотность; Насыпная плотность.
Pic.16
Свойства цементного раствора Водоцементное отношение (В/Ц) Растекаемость Прокачиваемость Сроки схватывания Реологические свойства Плотность Водоотдача Водоотделение
Pic.17
Контроль свойств цементного раствора
Pic.19
Регулирование плотности тампонажных растворов
Pic.20
Плотность модифицирующих добавок
Pic.21
Снижение водоотдачи тампонажных растворов
Pic.22
Лекция 3 Лекция 3 Свойства цементного камня и методы управления ими. Стандарт на тампонажные цементы
Pic.23
Свойства цементного камня Пористость Предел прочности Проницаемость Объемные изменения Удароустойчивость Коррозионная стойкость.
Pic.26
Структура цементного камня
Pic.28
Требования к кинетике расширения цементов основная часть расширения должна происходить после продавки цементного раствора в затрубное пространство расширение должна происходить до формирования …
Pic.29
Схема действия нагрузок при перфорации
Pic.30
Повышение ударостойкости цементного камня:
Pic.31
ГОСТ 1581- 96 Классификация тампонажных портландцементов
Pic.32
Вещественный состав цементов
Pic.33
Характеристики цемента
Pic.34
Требования к показателям свойств цементов I-G и I-H
Pic.35
Лекция 4 Лекция 4 Управление долговечностью тампонажных материалов.
Pic.36
Состав пластовых Состав пластовых флюидов
Pic.37
Коррозия цементного камня. Определения Химические и физико-химические процессы, при которых цементный камень разрушается под действием окружающей среды, называются коррозией. По механизму …
Pic.38
Классификация видов коррозии цементного камня 1. Физическая коррозия: Разрушение цементного камня при действии знакопеременных температур; Разрушение цементного камня при кристаллизации солей. 2. …
Pic.39
Физическая коррозия цементного камня Разрушение цементного камня при действии знакопеременных температур Механизм; Факторы, определяющие процесс; Пути повышения стойкости цементного камня.
Pic.40
Механизм При действии отрицательных температур вода, находящаяся в крупных порах, способна замерзать и переходить в твердое состояние. В первую очередь замерзает вода, находящаяся в крупных порах. В …
Pic.41
Факторы, определяющие процесс На долговечность камня при действии знакопеременных температур влияют: степень гидратации цемента; водоцементное отношение; структура пор цементного камня; вид и …
Pic.42
Коррозия выщелачивания, примеры
Pic.43
Механизм Фазовый состав затвердевшего цементного камня представлен группой гидросиликатов кальция различной основности, гидроалюминатами и гидроферритами кальция, кристаллическим гидроксидом кальция …
Pic.44
Факторы, определяющие процесс Состав цемента; Пористость; Характер воздействия воды; Химический состав вод; Наличие негидратированного цемента
Pic.46
Снижение прочности цементного камня при выщелачивании извести
Pic.47
Кислотная коррозия цементного камня Химия процесса При контакте цементного камня с кислой средой происходит мгновенная нейтрализация кислоты щелочью: 2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + H2O. В результате …
Pic.49
Кислотная коррозия цементного камня (пример)
Pic.50
Факторы, определяющие процесс Состав цемента; Пористость; Реакционная емкость; Добавки ингибиторы коррозии; Концентрация кислоты на границе с цементным камнем
Pic.52
Сульфатная коррозия цементного камня Химия; Механизм; Управление; Принципы получения сульфатостойких цементов; Проблемы;
Pic.53
Сульфатная коррозия цементного камня (химия) Na2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2NaOH Когда концентрация CaSO4 превышает 2100мг/л (Са2+ = 0, 518 г/л и SО42- = 1,82 г/л), то раствор становится пересыщенным …
Pic.55
К механизму сульфатной коррозии
Pic.56
Необходимыми условия для протекания сульфатной коррозии наличие сульфат ионов, проникших внутрь цементного камня; наличие в составе цементного камня алюминий содержащих фаз (в первую очередь это …
Pic.57
Анализ условий Ограничение скорости поступления ионов SО42- внутрь цементного камня. Уменьшение пористости камня за счет снижения В/Ц; Кольматация порового пространства специальными добавками;
Pic.58
Анализ условий 2. Снижение содержания алюминий содержащих фаз в цементе. Используется на заводах при получении сульфатостойких цементов, в которых доля C3A не превышает 5%, C3A + C4AF не превышает …
Pic.59
Анализ условий 3. Снижение pH цементного камня. Ввод кремнеземистых добавок в цемент для снижения основности продуктов твердения имеющих рН < 12,0; Применение шлаковых, пуццолановых, глиноземистых …
Pic.60
Магнезиальная коррозия цементного камня Химия процесса : MgSO4 + Са(ОН)2 = Mg (ОН)2 + CaSO4 MgCl2 + Са(ОН)2 = Mg (ОН)2 + CaCl2. В обоих случаях происходит необратимая реакция с образованием …
Pic.61
Возможный механизм коррозии 1. Кислотный, поскольку одним продуктом реакции является хлорид кальция, который гидролизуясь, дает кислую реакцию. Поэтому коррозионные процессы в цементном камне под …
Pic.62
Возможный механизм коррозии 2. Осмотический. Выпадающий в осадок Mg (ОН)2 образует полупроницаемую перегородку на поверхности цементного камня, обеспечивая возникновение осмотического давления, …
Pic.63
Сероводородная коррозия цементного камня
Pic.65
Растворяясь в воде, сероводород образует слабую сероводородную кислоту, рН которой около 3,8-4,0. В воде сероводород может находиться как в молекулярном виде, так и в диссоциированном состоянии, …
Pic.67
Результаты расчетов реакций коррозии продуктов твердения цемента с сероводородом в присутствии метана
Pic.69
Наиболее уязвимы к сероводороду высокоосновные гидросиликаты кальция, Са(ОН)2, гидроалюминаты кальция, соединения, содержащие оксиды железа. Наиболее уязвимы к сероводороду высокоосновные …
Pic.70
Изменение объема продуктов твердения цемента (%) при сероводородной коррозии
Pic.71
Коррозия цементного камня под действием газообразного сероводорода В условиях газовой сероводородной агрессии механизм поражения носит объемный характер, разрушение сопровождается объемными …
Pic.72
Коррозия камня из мономинералов в сероводороде
Pic.73
Влияние углеводородов на процесс коррозии
Pic.74
Примеры поражения цементного камня сероводородом
Pic.75
Микрофотографии образцов цементного камня до и после серовододной коррзии
Pic.76
Механизм газовой сероводородной коррозии цементного камня
Pic.78
Структура цементного камня до и после коррозии в газообразном сероводороде
Pic.79
Тампонажные материалы, стойкие к газообразному сероводороду Шлаковые цементы; Песчанистые цементы; Белитокремнеземистые цементы; Глиноземистый цемент; Сульфоалюминатный цемент.
Pic.80
Коррозия цементного камня под действием растворенного сероводорода В зависимости от состава продуктов твердения цементный камень может иметь различную рН, и при контакте с сероводородной кислотой …
Pic.81
Схема коррозии цементного камня в скважине
Pic.83
С точки зрения долговечности крепи более предпочтительным является встреча потока агрессора и гидроксида кальция за пределами цементного камня, т. к. при этом внутрь камня не поступают ионы …
Pic.85
Требования к составу и свойствам цементов для условий сероводородной агрессии
Pic.86
Кинетика коррозии камня из цементно-известково-зольного вяжущего в растворенном сероводороде
Pic.87
Результаты коррозионных испытаний цементов
Pic.88
Стойкость тампонажных материалов дезинтеграторного приготовления в сероводородсодержащей нефти скв. 107 месторождения Жанажол
Pic.89
Пути повышения долговечности крепи скважин в агрессивных средах Материалы Регулируется реакционная емкость концентрация цементного камня; Добавки «жертвы»; Управление структурой цементного камня; …
Pic.90
Кинетика поглощения сероводорода при газовой коррозии
Pic.91
Схема цементирования обсадных колонн с применением подвижного вязко-упругого пакера
Pic.92
Лекция 6 Лекция 6 Управление термостойкостью тампонажных растворов.
Pic.93
Термическая коррозия цементного камня Термическая коррозия обусловлена термодинамической неустойчивостью продуктов твердения их перекристаллизацией и переходом в термодинамически более устойчивое …
Pic.94
Кривые изменения прочности цементного камня из портландцемента во времени при различной температуре (В/Ц = 0,5)
Pic.95
Влияние температуры и времени твердения на водопроницаемость цементного камня 1 – 22оС (S=2560 см2/г); 2 – 22оС (S=3600 см2/г); 3 – 75оС; 4 – 200оС
Pic.96
Внутрифазовая перекристаллизация, заключается в том, что образовавшие при твердении цемента мельчайшие продукты твердения начинают укрупняться. Внутрифазовая перекристаллизация, заключается в том, …
Pic.97
Наибольшей склонностью межфазовых перекристаллизаций обладают высокоосновные продукты твердения, в которых CaO/ SiO2 = C/S > 1,2. Наибольшей склонностью межфазовых перекристаллизаций обладают …
Pic.98
Наиболее эффективным способом предупреждения термической коррозии является уменьшение С/S в самом цементе. Наиболее эффективным способом предупреждения термической коррозии является уменьшение С/S в …
Pic.99
Зависимость растворимости кварцевого песка от продолжительности растворения, температуры и удельной поверхности: 1 и I1 - Т = 173 °С; 2 и 21 - Т = 203 °С; 3 и 31- Т=223°С; 1,2,3 - S уд = 80 см2 /г; …
Pic.100
Зависимость растворимости кварца 1 и аморфного кремнезема 2 от температуры
Pic.101
Принципы получения высокотемпературных цементов 1. Понижение основности продуктов твердения; 2. Управление кинетикой фазообразования. Цель исключение образования фазы С2SH(А). Пути образования …
Pic.102
Термостойкие цементы Портландцементно-песчаные тампонажные смеси; Белито-кремнеземистые цементы; Известково кремнеземистый цемент; Цементы на основе доменных шлаков
Pic.103
Лекция 5 Лекция 5 Специальные цементы
Скачать презентацию
Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!