Pasta de cimento: propriedades, regras de preparação, composição, conformidade com os requisitos GOST, finalidade e aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Durante o processo de perfuração, soluções especiais são usadas para remover cascalhos e produtos do desenvolvimento da rocha local. Esta operação é necessária para aumentar a eficiência do impacto mecânico da sonda de perfuração e limpar o fundo do poço. A lavagem é feita com pastas de cimento, que são preparadas com tecnologias especiais.

Finalidade dos fluidos de perfuração

A circulação da água no poço contribui para a limpeza do furo, o que auxilia os processos de perfuração e completação. Desde que seja usado um composto ativo com propriedades de desempenho adicionais, vários outros efeitos podem ser esperados, entre os quais os seguintes:

• Formação de uma torta de filtro nas paredes de um furo aberto. Como resultado, depósitos instáveis, rochas argilosas e camadas soltas são fortalecidos.
• A pressão dos poros é neutralizada.
• A usina de fundo de poço e a broca são transmitidaspotência hidráulica adicional.
• As lamas de perfuração e de cimento transportam a rocha desenvolvida e, após concluída a circulação, mantêm esta massa em suspensão.
• Evitam-se os riscos de complicações, emperramento do diferencial, shows de óleo e gás e perda do poço.
• Cavings e seixos são evitados.
• Proporciona um efeito lubrificante no equipamento de perfuração.
• Fornece resfriamento e lubrificação da ferramenta.

A base para a composição da mistura de cimento

Para criar fluidos de perfuração, são utilizadas argilas plásticas e finamente dispersas com inclusões mínimas de areia, que junto com a água podem formar uma suspensão viscosa com um longo período de sedimentação. Ao desenvolver poços de gás e petróleo, os especialistas recomendam o uso de tipos alcalinos de argilas de montmorilonita, bem como pós de argila. Além disso, a composição da pasta de cimento inclui água técnica, hidrogéis e componentes de sal. As misturas modernas incluem emulsão invertida, bases de cal-betume e componentes poliméricos. A proporção entre os ingredientes e seu conjunto específico depende do efeito a ser alcançado e das condições de uso da solução. Em qualquer caso, os componentes indesejáveis incluem impurezas como gesso e minerais solúveis, que reduzem a estabilidade das matérias-primas argilosas viscosas.

Regras para criar uma solução

As misturas de corte são preparadas usandounidades de mistura de cimento de acordo com os regimes regulamentados. Dependendo das tarefas definidas e das matérias-primas utilizadas, diferentes soluções tecnológicas podem ser introduzidas no esquema de cozimento. Por exemplo, se for usado cimento velho, é necessário prever sua ativação. A mistura seca é alimentada no tanque com operação estável da bomba de abastecimento de água. A combinação de componentes líquidos e secos deve ser realizada em condições de manutenção da pressão no nível de 12-15 MPa. Este é o ambiente ideal para a preparação de pastas de cimento em termos de mistura e fixação da estrutura. Em seguida, você precisa aguardar o período de estabilização da mistura, para o qual é fornecido um modo especial na máquina de mistura de cimento.

Propriedades das misturas de cimento

As propriedades técnicas e operacionais das misturas de perfuração são determinadas pela receita selecionada e na prática determinam a qualidade da interação com os materiais das formações do poço. As seguintes propriedades da pasta de cimento são levadas em consideração:

• Rendimento hídrico. Sob condições de queda de pressão, ocorre o processo de separação da água da fase ativa da solução. Dependendo dos parâmetros do poço, a taxa de perda de fluido pode ser diferente, é ajustada individualmente. Por exemplo, se for planejado fortalecer a estrutura, a perda de água da solução deve ser próxima de zero.
• Resistência à sedimentação. O processo de separação da água da argamassa, no qual a massa de cimento desce e o líquido sobe.
• Espessamento. É determinado por muitos fatores, incluindo o grau de moagem dos componentes da solução e a presençamateriais de tenacidade. Um aumento na proporção de água afeta a estimulação dessa propriedade e um efeito térmico de terceiros afeta a diminuição.
• Aderência. Como regra, os tecnólogos se esforçam para melhorar essa qualidade ao máximo em condições específicas. Para isso, aumente a temperatura com pressão, bem como o isolamento do tronco em condições de alta umidade.

Modificação das propriedades do fluido de perfuração

A correção de certas qualidades nem sempre é possível com meios e materiais convencionais, portanto, é mais conveniente usar aditivos especiais e aditivos que alterem eficaz e pontualmente as propriedades desejadas. Entre eles, destacam-se os seguintes modificadores:

• carbonato de sódio. Usado para reduzir o tempo de presa. Com a ajuda deste acelerador, são obtidas soluções de presa rápida, adequadas para uso em temperaturas de até 55-65 ° С.
• Bentonita. Aumenta o índice de mobilidade inicial da solução de lavagem, otimizando as medidas para sua injeção. Este modificador é recomendado para uso com pastas de cimento cuja densidade varia de 1,5 a 2,2 g/cm3.
• Suspensões de cimento de gesso. Melhorar a capacidade da solução de perda de água. A base torna-se mais resistente à dissolução em água. Para composições de descarga, o uso de suspensões não faz sentido, no entanto, para fortalecer o tronco, é bastante aceitável.
• Aditivos de resina de cimento. Um tipo de plastificante com resinas epóxi usadas para lavagempoços com complicações do aqüífero.

Tipos de fluidos de perfuração

Na prática, os seguintes tipos de misturas de cimento são normalmente distinguidos:

• Perfuração de lignite. Solução alcalina modificada com lignites.
• Argamassa de cal-betume. Os derivados de petróleo são usados como base - uma combinação de um meio de dispersão de óleo ou óleo diesel, bem como betume e óxido de cálcio como uma fase dispersa.
• Mistura de lavagem leve. Representa a solução de rejunte reduzida em peso com os indicadores mínimos de densidade. Utilizado no desenvolvimento de poços com baixa pressão de reservatório.
• Solução de polímero. A composição é baseada em água contendo polímeros lineares de alto peso molecular. Comumente usado em processos de perfuração de rocha dura.

Verifique a conformidade com GOST

De acordo com GOST 26798.1-96, os parâmetros dos fluidos de perfuração são determinados sem levar em consideração os possíveis impactos que podem ocorrer durante a operação do material em condições reais com a conexão das colunas de revestimento. Para cumprimento das normas, são verificados o tempo de espessamento da mistura, densidade e viscosidade. Ao mesmo tempo, para diferentes composições, tanto os indicadores técnicos quanto a lista de critérios de avaliação podem variar. Assim, para determinar as propriedades de expansão e resistência no caso da pasta de cimento, é utilizado o GOST 1581-96, exigindo que os testes sejam realizados a uma temperatura ambiente de cerca de +30 ° C. Em processo de solidificaçãomisturas de pedra de cimento em um volume limitado, os indicadores de resistência podem ser maiores do que ao usar uma massa semelhante em composição ao encher o poço. Por outro lado, a permeabilidade da solução diminui.

Tecnologia de aplicação de mistura de cimento

Para a utilização de fluidos de perfuração, são utilizados equipamentos especiais para garantir a possibilidade técnica das operações de circulação. No processo de aplicação, as pastas de cimento cumprem o seguinte ciclo tecnológico:

• A composição é misturada e armazenada em um recipiente especial.
• Equipamento de bombeamento começa a bombear fluido do tanque para o poço através da coluna de perfuração.
• A mistura é enviada através de tubos para o fundo do poço, onde a broca da sonda desenvolve a próxima camada de rocha.
• A lama volta à superfície, transportando partículas de rocha separadas pelo cinzel.
• A massa sobe ao longo do anular, passando entre o tubo de perfuração e as paredes do poço.
• Na superfície, é realizada a operação de filtragem e limpeza da solução do lodo. Para fazer isso, use uma peneira vibratória.

Conclusão

As misturas de cimento são um consumível necessário no desenvolvimento e construção de poços. No entanto, seu uso inadequado, juntamente com efeitos positivos, também pode levar a consequências negativas. Em particular, erros na fabricação de pasta de cimento no futuro podem resultar em quedas de rochas e atédanos ao equipamento de perfuração. Portanto, inicialmente é elaborado um projeto de descarga, cuja composição é cuidadosamente calculada. Em geral, é necessário determinar qual será o volume de componentes secos, água, quantidade total da mistura, características das unidades de cimentação, etc.