Свойства и параметры цементных растворов

Свойства цементного раствора зависят от многочисленных факторов, основными из которых являются химико-минералогический состав, качество и количество- наполнителей, водоцементное отношение, количество и природа химических наполнителей, режим перемешивания, температура, давление и др.

Существенное влияние на свойства раствора и камня, приготовленных из тампонажного раствора, оказывают подготовка цемента и правильность отбора пробы. Чтобы свойства всей партии цемента можно было характеризовать свойствами отобранной пробы, необходимо правильно ее отбирать.

От своиств цементного раствора и подобранной рецептуры зависит весь процесс цементирования скважины и в значительной степени — качество разобщения пластов. Качество крепления скважин определяется в основном свойствами цементного раствора и камня: седиментационной устойчивостью раствора, его водоотдачей, подвижностью (растекаемостью), изменением прочности структуры во времени, сроками схватывания, временем загустевания и плотностью цементного раствора, а также механической прочностью цементного камня, его проницаемостью и объемными изменениями.

Свойства цементных растворов и камня могут быть изменены введением в них наполнителей и активных добавок и обработкой их химическими реагентами.

Оборудование для определения свойств и параметров цементных растворов

Реологическими свойствами называются свойства тел, связанные с течением и деФормацией. К основным параметрам, характеризующим реологичекие свойства буровых растворов относятся динамическое напряжение сдвига, пластическая вязкость, условная вязкость, статическое напряжение сдвига.

Для измерения плотности используют следующие приборы: ареометры АГ-3ПП; АГ-1; АГ-2, рычажные весы и пикнометры.

Пластическую вязкость измеряют ротационными вискозиметрами ВСН-3 ; ВСН-2; ВСН-2М.

Условную вязкость можно измерить полевым вискозиметром в виде воронки.

Статическое напряжение сдвига измеряется приборами СНС-2 или ВСН-3

Фильтрационные и коркообразующи свойства оцениваются прибором ВМ-6М и фильтр-прессом ФП-1.

Загустевание цементного раствора определяется на консистометре.

Первичное и вторичное вскрытие продуктивных пластов

Под первичным вскрытием условимся понимать комплекс работ, связанных с разбуриванием продуктивного пласта и обеспечением устойчивости ствола скважины в нем. Существуют несколько способов первичного вскрытия.

После первичного вскрытия в большинстве случаев всю скважину укрепляют эксплуатационной обсадной колонной, а заколонное пространство цементируют. Чтобы после этого можно было получить приток пластовой жидкости в скважину, необходимо пробить достаточно большое число отверстий через обсадную колонну, тампонажный камень и кольматационный слой. Операцию по созданию таких отверстий называют вторичным вскрытием продуктивного пласта.

Вторичное вскрытие ныне осуществляют, как правило, с помощью специальных аппаратов, называемых перфораторами. В основном применяют перфораторы стреляющие и гидроабразивного действия.

Типы перфораторов

Для вскрытия пластов с целью их эксплуатации или опробования в обсадной колонне и цементном кольце пробивают отверстия при помощи пулевой или беспулевой перфорации.

Пулевые перфораторы

Перфораторы, соединенные в гирлянды, спускают в скважину на каротажном кабеле. В камеры перфоратора закладывают заряд пороха и запал. При подаче тока по кабелю с поверхности порох воспламеняется и пуля с большой скоростью выталкивается из ствола перфоратора. За один спуск и подъем перфоратор простреливает 6—12 отверстий пулями диаметром 11—11,5 мм. Эффективность перфорации пулевым перфоратором часто бывает недостаточна в связи с быст-рой потерей энергии пулями при ударе о трубы, Большой пробивной способностью, обеспечивающей лучшее вскрытие пласта, обладают торпедные перфораторы . Оии отличаются от пулевых перфораторов тем, что колонна простреливается снарядами большего диаметра и замедленного действия. Снаряд, войдя в пласт, разрывается и создает дополнительные трещины. Торпедный перфоратор дает хорошие результаты при вскрытии плотных пород (известняки, песчаники), заглинизированных в процессе бурения или зацементированных при ремонтном цементирования, а также при простреле скважин многоколонной конструкции.

Широкое распространение получили беспулевые кумулятивные перфораторы, с помощью которых возможно создавать отверстия в колонне без повреждения ее и цементного кольца. В этом случае отверстия в колонне создаются не пулями, а фокусированными струями газов, которые возникают при взрыве кумулятивных зарядов.

В кумулятивный перфоратор закладывают шашку взрывчатого вещества, которая имеет выемку, расположенную со стороны, противоположной месту детонации взрыва. При взрыве создается направленная струя огромной пробивной силы. Кроме того, беспулевая перфорация обеспечивает надежное вскрытие пласта и улучшение проницаемости за счет образования более глубоких каналов, чем при пулевой перфорации.

 Тип перфоратора и плотность прострела определяются геологической службой в зависимости от коллекторских свойств пласта, конструкции скв. , температуры и давления в интервале перфорации.