Тампонажный цемент (ТЦ) используется с целью изоляции скважин для добычи нефти и газа от давления грунтовых вод. Материал имеет очень схожий состав с обычным портландцементом и является одной из его разновидностей. ТЦ получают измельчением специального тампонажного клинкера. В его состав входят минеральные компоненты, соотношение которых зависит от типа тампонажного цемента. Для изолирования холодных скважин используются одни ингредиенты, а для работы в горячих скважинах — другие.
Состав
Тампонирование холодных скважин требует смеси, в состав которой входит до 13% трёхкальциевого алюмината и около 50% трёхкальциевого силиката (алита). Благодаря такому соотношению компонентов, удаётся изготовить материал с высокой скоростью твердения на ранних сроках. Существует также другой способ получения цемента с аналогичными свойствами. Он основан на использовании смеси 60% трехкальцеивого силиката и небольшого количества С3А в пределах от 4% до 7%.
Низкий процента С3А в смеси, при использовании тех же ингредиентов, из которых состоит обычный портландцемент, позволяет получить тампонажный цемент пригодный для работы в условиях высоких температур. В горячей скважине ТЦ быстрее твердеет и имеет повышенную прочность, кроме того сам процесс схватывания начинается гораздо раньше.
Классификация
Портландцемент тампонажный по ГОСТ 1581-96 имеет несколько классификаций, этот же документ регламентирует технические условия для изготовления ТЦ. В зависимости от состава, материал разделяют на 3 типа. Бездобавочный относится к типу I, который в свою очередь имеет подтипы I-G и I-H. Первый характеризуется водоцементным соотношением 0,44, а для I-H это значение составляет 0,38. Второй тип имеет в своём составе дополнительные минеральные добавки и маркируется как тип II. В последний тип III при производстве добавляют компоненты, которые регулируют плотность цементного раствора.
Также существует классификация тампонажного цемента по удельному весу раствора: УТ — утяжелённый и Об — облегчённый. В зависимости от температурных условий применения, ТЦ классифицируют для: повышенных температур до 150 °С, умеренных — от 51 °С до 100 °С, а также низких и нормальных температур в пределах между 15 °С и 50 °С. Кроме того тампонажный портландцемент может быть сульфатостйким и обычным.
Для проведения капитального ремонта скважины или её изоляции в условиях трещиноватых пород, используется волокнистый тампонажный цемент. В смесь включают 2-3% асбеста, отходов текстильной промышленности или других волокнистых добавок. В процессе бурения проницаемых пород применяется гельцемент. Эта разновидность ТЦ имеет в своём составе от 5% до 15% процентов бентонитовой глины, которая поглощает большое количество воды и делает раствор более пластичным.