Zementschlämme: Eigenschaften, Zubereitungsregeln, Zusammensetzung, Einh altung der GOST-Anforderungen, Zweck und Anwendung

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Während des Bohrvorgangs werden spezielle Lösungen verwendet, um Bohrklein und Produkte aus der Entwicklung des lokalen Gesteins auszuspülen. Dieser Vorgang ist notwendig, um die Effizienz des mechanischen Aufpralls der Bohranlage zu erhöhen und die Bohrlochsohle freizumachen. Das Auswaschen erfolgt mit Zementschlämmen, die mit speziellen Technologien aufbereitet werden.

Zweck von Bohrflüssigkeiten

Die Wasserzirkulation im Brunnen trägt zur Reinigung des Lochs bei, was den Bohr- und Fertigstellungsprozess unterstützt. Unter der Voraussetzung, dass ein Wirkstoff mit zusätzlichen anwendungstechnischen Eigenschaften verwendet wird, sind eine Reihe weiterer Wirkungen zu erwarten, unter anderem die folgenden:

• Bildung eines Filterkuchens an den Wänden eines offenen Lochs. Dadurch werden instabile Ablagerungen, Tongesteine und Lockerschichten gestärkt.
• Porendruck wird entgegengewirkt.
• Das Bohrlochkraftwerk und das Bit werden übertragenzusätzliche Hydraulikleistung.
• Bohr- und Zementschlämme transportieren das entstandene Gestein und h alten diese Masse nach erfolgter Umwälzung in Schwebe.
• Die Risiken von Komplikationen, Differenzialhaftung, Öl- und Gasshows und Verlust des Bohrlochs werden verhindert.
• Einbrüche und Geröll werden verhindert.
• Bringt eine schmierende Wirkung auf Bohrgeräte.
• Sorgt für Werkzeugkühlung und -schmierung.

Die Grundlage für die Zusammensetzung der Zementmischung

Zur Herstellung von Bohrspülungen werden plastische und feindisperse Tone mit minimalen Sandeinschlüssen verwendet, die zusammen mit Wasser eine zähflüssige Suspension mit langer Absetzzeit bilden können. Bei der Erschließung von Gas- und Ölquellen empfehlen Experten die Verwendung von alkalischen Arten von Montmorillonit-Tonen sowie Tonpulvern. Darüber hinaus enthält die Zusammensetzung des Zementschlamms technisches Wasser, Hydrogele und Salzbestandteile. Moderne Mischungen umfassen Invertemulsion, Kalk-Bitumen-Basis und Polymerkomponenten. Das Verhältnis zwischen den Inh altsstoffen und ihre spezifische Zusammensetzung hängt von der zu erzielenden Wirkung und den Anwendungsbedingungen der Lösung ab. Unerwünschte Bestandteile sind in jedem Fall Verunreinigungen wie Gips und lösliche Mineralien, die die Stabilität zähflüssiger Tonrohstoffe verringern.

Regeln zum Erstellen einer Lösung

Schneidmischungen werden mit zubereitetZementmischanlagen in Übereinstimmung mit den geregelten Regimen. Je nach Aufgabenstellung und verwendeten Rohstoffen können unterschiedliche technologische Lösungen in das Kochschema eingebracht werden. Wenn beispielsweise abgestandener Zement verwendet wird, muss für seine Aktivierung gesorgt werden. Die Trockenmischung wird bei stabilem Betrieb der Wasserversorgungspumpe in den Tank gefördert. Die Kombination von flüssigen und trockenen Komponenten sollte unter Bedingungen durchgeführt werden, bei denen der Druck auf dem Niveau von 12-15 MPa geh alten wird. Dies ist die optimale Umgebung für die Herstellung von Zementschlämmen in Bezug auf das Mischen und Abbinden der Struktur. Als nächstes müssen Sie auf die Stabilisierungsphase der Mischung warten, für die in der Zementmischmaschine ein spezieller Modus vorgesehen ist.

Eigenschaften von Zementmischungen

Die technischen und betrieblichen Eigenschaften von Bohrmischungen werden durch die gewählte Rezeptur bestimmt und bestimmen in der Praxis die Qualität der Wechselwirkung mit den Materialien der Bohrlochformationen. Folgende Zementschlammeigenschaften werden berücksichtigt:

• Wasserertrag. Unter Bedingungen von Druckabfällen findet der Prozess der Wasserabscheidung von der aktiven Phase der Lösung statt. Abhängig von den Parametern des Bohrlochs kann die Flüssigkeitsverlustrate unterschiedlich sein, sie wird individuell angepasst. Wenn beispielsweise geplant ist, die Struktur zu verstärken, sollte der Wasserverlust der Lösung nahe Null sein.
• Sedimentationsresistenz. Der Prozess der Trennung von Wasser aus dem Mörtel, bei dem sich die Zementmasse nach unten und die Flüssigkeit nach oben bewegt.
• Verdickung. Es wird von vielen Faktoren bestimmt, einschließlich des Mahlgrads der Komponenten der Lösung und des VorhandenseinsZähigkeit Materialien. Eine Erhöhung des Wasseranteils beeinflusst die Stimulierung dieser Eigenschaft, eine externe thermische Wirkung beeinflusst die Verringerung.
• Griff. In der Regel streben Technologen danach, diese Qualität unter bestimmten Bedingungen maximal zu verbessern. Erhöhen Sie dazu die Temperatur mit Druck sowie die Isolierung des Kofferraums bei hoher Feuchtigkeit.

Änderung der Bohrspülungseigenschaften

Eine Korrektur bestimmter Eigenschaften ist mit herkömmlichen Mitteln und Materialien nicht immer möglich, daher ist es zielführender, spezielle Zusätze und Zusätze einzusetzen, die die gewünschten Eigenschaften effektiv und punktuell verändern. Unter ihnen sind die folgenden Modifikatoren notiert:

• Natriumcarbonat. Wird verwendet, um die Einstellzeit zu verkürzen. Mit Hilfe dieses Beschleunigers werden schnell abbindende Lösungen erh alten, die für den Einsatz bei Temperaturen bis zu 55-65 ° C geeignet sind.
• Bentonit. Erhöht den Index der anfänglichen Mobilität der Spüllösung und optimiert die Maßnahmen für ihre Injektion. Dieser Modifikator wird für die Verwendung mit Zementschlämmen empfohlen, deren Dichte zwischen 1,5 und 2,2 g/cm variiert.3.
• Gips-Zement-Suspensionen. Verbessern Sie die Fähigkeit der Lösung zum Wasserverlust. Die Basis wird widerstandsfähiger gegen Auflösung in Wasser. Für Spülmittel ist die Verwendung von Suspensionen bedeutungslos, zur Stärkung des Rumpfes jedoch durchaus akzeptabel.
• Zementharzzusätze. Eine Art Weichmacher mit Epoxidharzen, die zum Spülen verwendet werdenBrunnen mit Aquiferkomplikationen.

Arten von Bohrflüssigkeiten

In der Praxis werden üblicherweise folgende Arten von Zementmischungen unterschieden:

• Bohren von Braunkohle. Mit Braunkohle modifizierte alkalische Lösung.
• Kalk-Bitumen-Mörtel. Als Basis dienen Mineralölprodukte - eine Kombination aus einem Dispersionsmittel aus Öl oder Dieselkraftstoff, sowie Bitumen und Calciumoxid als dispergierte Phase.
• Leichte Waschmischung. Stellt die gewichtsreduzierte Injektionslösung mit den minimalen Dichteindikatoren dar. Wird bei der Entwicklung von Brunnen mit niedrigem Lagerstättendruck verwendet.
• Polymerlösung. Die Zusammensetzung basiert auf Wasser, das hochmolekulare lineare Polymere enthält. Wird häufig bei Hartgesteinsbohrprozessen verwendet.

Auf Einh altung von GOST prüfen

Gemäß GOST 26798.1-96 werden die Parameter von Bohrspülungen bestimmt, ohne die möglichen Auswirkungen zu berücksichtigen, die während des Betriebs des Materials unter realen Bedingungen mit der Verbindung von Verrohrungssträngen auftreten können. Zur Einh altung der Normen werden die Eindickzeit der Mischung, Dichte und Viskosität überprüft. Gleichzeitig können für unterschiedliche Zusammensetzungen sowohl die technischen Indikatoren als auch die Liste der Bewertungskriterien variieren. Um die Ausdehnungs- und Festigkeitseigenschaften bei Zementschlamm zu bestimmen, wird GOST 1581-96 verwendet, was erfordert, dass Tests bei einer Umgebungstemperatur von etwa +30 ° C durchgeführt werden. Im Erstarrungsprozesszementsteinmischungen in einem begrenzten Volumen können die Festigkeitsindikatoren höher sein als bei Verwendung einer Masse mit ähnlicher Zusammensetzung beim Füllen des Brunnens. Umgekehrt nimmt die Durchlässigkeit der Lösung ab.

Technologie der Anwendung von Zementmischungen

Für den Einsatz von Bohrspülungen werden spezielle Einrichtungen eingesetzt, um die technische Möglichkeit des Kreislaufbetriebs zu gewährleisten. Zementschlämme durchlaufen beim Auftragen den folgenden technologischen Zyklus:

• Die Zusammensetzung wird gemischt und in einem speziellen Behälter gelagert.
• Pumpausrüstung beginnt, Flüssigkeit aus dem Tank durch den Bohrstrang zum Bohrloch zu pumpen.
• Die Mischung wird durch Rohre auf den Grund des Bohrlochs geleitet, wo die Spitze des Bohrgeräts die nächste Gesteinsschicht entwickelt.
• Der Schlamm kehrt an die Oberfläche zurück und trägt Gesteinspartikel, die durch den Meißel getrennt wurden.
• Die Masse steigt entlang des Ringraums auf und passiert zwischen dem Bohrgestänge und den Wänden des Bohrlochs.
• An der Oberfläche wird der Vorgang des Filterns und Reinigens der Lösung von Schlamm durchgeführt. Verwenden Sie dazu ein Rüttelsieb.

Schlussfolgerung

Zementmischungen sind ein notwendiges Verbrauchsmaterial bei der Entwicklung und dem Bau von Brunnen. Ihr unsachgemäßer Gebrauch kann jedoch neben positiven Wirkungen auch zu negativen Folgen führen. Insbesondere Fehler bei der Herstellung von Zementschlamm können in Zukunft zu Steinschlägen und sogar zu Steinschlägen führenSchäden an der Bohrausrüstung. Daher wird zunächst ein Spülprojekt erstellt, dessen Zusammensetzung sorgfältig kalkuliert wird. Im Allgemeinen ist es notwendig, das Volumen der trockenen Komponenten, des Wassers, die Gesamtmenge der Mischung, die Eigenschaften der Zementiereinheiten usw. zu bestimmen.