DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0821.2018.39.16

ОБГРУНТУВАННЯ МОЖЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ВІДХОДІВ В ТЕХНОЛОГІЇ ТАМПОНАЖНИХ ЦЕМЕНТІВ

Galina Nikolaevna Shabanova, Alla Nikolaevna Korohodska, Natalia Borisovna Deviatova

Анотація


Розглянуто характеристики тампонажного цементу, виходячи з впливу середовища, в якому його використовують. Тампонажні цементи повинні характеризуватися необхідною міцністю в перші дві доби твердіння. Міцність затверділого цементного розчину у початкові терміни твердіння повинна забезпечити закріплення колони в стовбурі свердловини, необхідну її стійкість при розбурюванні і перфорації, ефективну ізоляцію від проникних порід. Розглянуто вплив складу фазового клінкеру на властивості тампонажного цементу, вплив добавок для поліпшення його фізико-хімічних характеристик, особливості формування цементного каменю при гідратації. Вплив водоцементного відношення на швидкість твердіння достатньо істотний. При постійному фазовому складі клінкеру зменшення вмісту води призводить до більш швидкого утворення необхідного пересичення розчину і виникненню «обмежених» умов, а отже, до прискорення термінів тужавіння розчинів. Таким чином, аналіз застосовуваних тампонажних композицій показує, що їх розширення, в основному, відбувається за рахунок збільшення обсягу продуктів гідратації цементу. Розширення відбувається тоді, коли навколишнім середовищем зростаючого кристала є тверда фаза або рідина в замкнутих порах. Величини розширення і самонапруження визначаються міцністю і пластичністю твердючої структури. Порівняння експлуатаційних характеристик вказує на можливість заміни частини цементного клінкеру на відходи хімічної промисловості. Введення в структуру цементних клінкеру хромітних і феритних добавок покращує його фізико-хімічні характеристики, а на багатьох промислових підприємствах утворюються відходи, які за своїм хімічним складом можуть бути використані в якості вихідної сировини при виробництві в’яжучих матеріалів спеціального призначення з комплексом заданих властивостей. Утилізація таких відходів дозволить не тільки поліпшити екологічну обстановку, але і заощадити природні ресурси. Оскільки для багатьох газоносних регіонів характерними є високі температури в свердловинах, то актуальним є розробка тампонажних цементів з підвищеними температурами експлуатації, що вимагає введення до складу цементу жаростійких фаз.


Ключові слова


тампонажний цемент; фазовий склад; гідратація; цементний камінь; хромітні і феритні добавки

Повний текст:

PDF

Посилання


Bulatov A. I., Proselkov Ju. M., Shamanov S. A. Tehnika i tehnolo-gija burenija neftjanyh i gazo-vyh skvazhin [Technique and technology of drilling oil and gas wells] Moscow, Nedra-Biznescentr, 2003, 1007 р.

S. M., Rojak G. S Special’nye cementy [Special cements.] Moscow, Strojizdat, 1983, 279 р.

Alekseev B. V. Tehnologija proizvodstva cementa [Cement manu-facturing technology]. Moscow. Vyssh. shkola, 1980. , 266 р.

Nizamutdinov Je. A. Issledovanie fazovogo sostava vyso-kotemperaturnogo cementa [Investigation of the phase composition of high-temperature cement ]. Nauka, obrazovanie i kul’tura 2017, vol. 2, no 5, рр. 5-8.

Kuz’menkov M. I., Kunickaja T. S. Vjazhushhie veshhestva i tehnologija proizvodstva izdelij na ih osnove [Astringents and the technology of production of products based on them] Minsk 2003,.224 р. 2.

Babkov V. V., Sahibgareev R. R.., Terehov I. G. Tverdenie i de-strukcija ce-mentnogo kamnch pri dlitel’nyh uslovijah [Hardening and destruction of cement stone under long-term conditions] Zhur-nal Himija i tehnologicheskie processy 2005, t.3 Ufa , р. 275-280.

Normantovich A. S.. Regulirovanie processa vodootdelenija ce-mentno-vodnyh dispersnyh sistem: dis. k. tekhn. nauk : 05.17.11. [Regulation of water separation of cement-water disperse systems.]. Belgorod, 2005. 130 p.

Ovchinnikov N. P., Aksenova N. A. Fiziko-himicheskie processy tverdenija i korrozii cementnogo kamnja [Physical and chemical processes of hardening and corrosion of cement stone]. Tyumen, TyumenGNU , 2004, 136 р.

Burygin I. V. Utjazhelennyj bezusadochnyj tamponazhnyj cement : dis. k. tekhn. nauk : 05.17.11 [Weighted non-shrink plugging ce-ment. Candidate eng. sci. diss. (Ph. D.)]. Moscow, 2012, 180 p.

Malova E. Ju., Manujlov E. V., Kozlova V. K., Manoha A. M., Vol’f A. V. Opredelenie mineralogicheskogo sostava klinkerov kombinirovannym metodom analiza [Determination of the minera-logical composition of clinkers by a combined analysis method.] Polzunovskij vesnik [The Polzunovsky Herald, Altai State Technic-al University. I.I. Polzunova] Barnaul, 2011, no 1, pp. 79-83.

Karimov I. N. Razrabotka oblegchennyh rasshirjajushhihsja tamponazhnyh cementov dlja kreplenija skvazhin: dis. ... kand. tekhn. nauk [Development of lightweight expanding oil-well cement for fastening wells in tas (Ph. D.) ] Ufa, 2004, 157 p.

Elenova A. A.. Krivoborodov Ju. R. Sintez rasshhirjajushhej dobav-ki dlja ustranenija usadki cementnogo kamnja [Synthesis of an ex-pansion agent to eliminate shrinkage of the cement stone] Vesnik MGSU ,2017., t.20, р. 4.

Neville A. M. Svojstva betona [Concrete properties] Strojizdat, Moscow,1972, 344 p.

Berezhnoy A. S. Mnogokomponentnye sistemy okislov [Multicom-ponent oxide systems]. K ., Naukova Dumka, 1970. 544 p.

Shabanova G. N., Korogodskaya A. N., Devyatova N. B. Utochne-nie subsolidusnogo stroenija sistemy CaO – Al2O3 – Cr2O3 s uche-tom trojnogo soedinenija Ca6Al4Cr2O15 [Refinement of the subsoli-dus structure of the CaO - Al2O3 - Cr2O3 system, taking into account the ternary compound Ca6Al4Cr2O15,] Journal of Refractories and technical ceramics, Moscow, 2017, no. 9, pp. 18–23.