Влияние микрокремнезема на физические свойства тампонажного камня

Целью данной работы является выявление изменений физическо-механических показателей тампонажного камня в зависимости от добавления различных концентраций микрокремнезема разных марок, а также проведение экспериментального сравнения полученных значений с допустимыми параметрами государственного стандарта. Затворение раствора производилось в разных концентрациях. Время ожидания затвердевания цемента перед испытанием составило 48 часов, при этом в первые сутки твердение проходило в формах-балочках, а в дальнейшем - в ванне с водой. Полученный цементный камень был проверен на прочность при сжатии и изгибе с помощью гидравлического пресса, также были произведены замеры водоотделения и растекаемости раствора. На основе экспериментов и анализа полученных данных выведена зависимость влияния микрокремнезема на прочностные свойства тампонажного камня, а также сделаны выводы о допустимом количестве микрокремнезема в цементной смеси. При повышении концентрации микрокремнезема более 8 % цементная смесь перестает соответствовать государственному стандарту, так как становится слишком вязкой, а следовательно, сложнопрокачиваемой. В данной статье рассмотрена возможность улучшения свойств тампонажного камня при строительстве скважин для эксплуатации углеводородных месторождений. Проведен ряд практических опытов по модифицированию тампонажного цемента марки ПЦТ I-50. В качестве добавок был использован микрокремнезем марок МК-65 и МК-85. Выбор данного реагента объясняется тем, что теоретически он способен влиять на прочность и проницаемость цементного камня, а также водоотделение, сульфатостойкость, плотность тампонажного раствора. На основе проведенного исследования сделан вывод о том, что применение данных добавок оказывает воздействие на прочностные свойства камня, но необходимо провести дополнительные эксперименты по увеличению подвижности цементного раствора, в случае успешно подобранной добавки по уменьшению его вязкостных свойств можно добиться получения консистенции, которая удовлетворяла бы производственным требованиям.

портландцемент, цементный камень, микрокремнезем, прочностные характеристики, растекаемость, предел прочности

1. Круглицкий Н.Н., Гранковский И.Г., Вагнер Г.Р., Детков В.П. Физико-химическая механика тампонажных растворов. Киев: Наукова думка, 1974. 291 с.

2. Самсоненко Н.В., Симонянц С.Л., Самсоненко В.А. О влиянии объемных изменений тампонажных растворов-камней на качество первичного цементирования // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2017. № 4. С. 19–24.

3. Булатов А.И., Рябченко В.И., Сибирко И.А., Сидоров Н.А. Газопроявления в скважинах и борьба с ними. М.: Недра, 1969. 287 с.

4. Вавржин Ф. Влияние химических добавок на процессы гидратации и твердения цемента: доклады VI Междунар. конгресса по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976. 34 с.

5. Каримов Н.Х., Данюшевский В.С., Рахимбаев Ш.М. Разработка рецептур и применение расширяющихся тампонажных цементов. М.: Издво ВНИИОЭНГ, 1980. 51 с.

6. Шакирова Э.В., Аверкина Е.В., Сабиров Т.Р., Перышкина К.О. Применение нефти в качестве смазочной добавки в буровом растворе (на примере Ярактинского нефтегазоконденсатного месторождения) // Нефтегазовое дело. 2018. Т. 16. № 2. С. 12–19.

7. Bayasi Z., Zhou J. Properties of silica fume concrete and mortar // ACI Materials Journal. 1993. Vol. 90 (4). P. 349–356.

8. Bhikshma V., Nitturkar K., Venkatesham Y. Investigations on mechanical properties of high strength silica fume concrete // Asian Journal of Civil Engineering (Building and Housing). 2009. Vol. 10 (3). P. 335–346.

9. Venkatesh Babu D.L, Nateshan S.C. Investigations on silica fume concrete // Indian Concrete Journal. 2004. P. 57–60.

10. Иванов Ф.М. Эффективность использования суперпластификаторов // Бетоны с эффективными модифицирующими добавками. М.: Изд-во НИИЖБ, 1985. С. 3–7.

11. Yamada K.A. Summary of important characteristics of cement and superplasticizers // Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete: proceedings of 9th CANMET/ACI International Conference. Seville, 2009. Р. 29–58.

12. Prince W., Espagne M., Aı̈tcin P.C. Ettringite formation: a crucial step in cement superplasticizer compatibility // Cement and Concrete Research. 2003. Vol. 33. Iss. 5. P. 635–641.

13. Grabiec A.M., Piasta Z. Study on compatibility of cement-superplasticiser assisted by multicriteria statistical optimization // Journal of Materials

14. Processing Technology. 2004. Vol. 152. Р. 197–203.

15. Holland T.C. Technical Report no. FHWAIF-05-016 // Silica Fume. User's Manual. 2005. April. 183 p.