A) 4.1. Шлакопортландцемент

Шлакопортландцементов называют гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным помолом портландцаментного клинкера, гранулированных доменных шлаков и необходимого количества гипса. Содержание доменного гранулированного шлака в вяжущем составляет 30-60%. Шлакопортландцемент в цементном тесте в сравнении с обычным портландцементом отличается меньшей водопотребностью и несколько замедленными сроками схватывания. Активность, а следовательно, и марка шлакопортландцемента тем выше, чем больше активность шлаков, чем выше тонкость помола и чем меньше в цементе шлака.

Шлакопортландцементы по сравнению с обычными портландцецементами в процессе гидратации выделяют меньше тепла и цементный камень характеризуется большей водо- и сульфатостойкостью за счет уменьшения клинкерной части камня и меньшего количества свободного Сa(OH)₂,

4.2. Шлакопесчаные цементы.

Для крепления васокотемпературных скважин ВНИИКрнефть разработало несколько видов тампонажных материалов на осно­ве доменных гранулированных шлаков и кварцевого песка. Эти цементы под маркой ШПЦС-120 и ШПЦС~200 (шлакопесчаный цемент совместного помола). Цифры 120 и 200 обозначают температуру испытания по техническим условиям. Рекомендуе­мая температура применения для ШПЦС~120 - 80 - I60°С, a для ШПЦС-200 - I60-250°С. Цемент ШПЦС-120 отличается от ШПЦС-200 повышенной активностью вследствие добавки до 10% портландцемента. Содержание песка в этих цементах составля­ет 20-40% и соотношение Са / S =0,6-0,8.

Указанный состав сырьевых компонентов обеспечивает оптимальный фазовый состав продуктов твердения, благодаря чему цементный камень является стойким к действию большинства агрессивных пластовых флюидов.

Для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномальных пластовых давлений разработаны утяжеленные и об­легченные цементы на шлаковой основе (УЩЦ-120, УШЦ-200, ОШЦ-120. ОШЦ-200).

Один из основных недостатков шлаковых цементов - их высокая седиментация и непостоянство по составу от плавки к плавке. Эти факторы накладывают определенные ограничения на применение названных цементов.

5. Специальные тампонажные материалы для высокотемпературных скважин.

Тампонажные цементы на основе портландцемента являются эффективными до температур 90-100°С. При более высоких температурах изоляционные свойства камня на основе портландцемента резко ухудшайся. Для крепления высокотемпературных скважин используются специальные цементы с повышенным содер­жанием кремнезема и малоактивных минералов. Повышение темпе­ратуры твердения усиливает гидратацию малоактивных фаз, повышает растворимость кремнезема и при этом реализуется возможность протекания химических реакций между кальцием и кремйесодержащими компонентами с образованием гидросиликатов кальция.

6. Песчанистый тампонажный портландцемент.

Этот вид тампонажного материала получают добавкой 25-75% кварцевого песка к тампонажному портландцементу. Крупность песка 0,3-0.6 мм. Песчанистые цементы применяются для крепления высокотемпературных скважин при повышенной агрессивнос­ти пластовых флюидов. К их недостаткам следует отнести низкую седиментацйонную устойчивость растворов.

7. Облегченные тампонажные цементы

Получают:

- путем совместного помола портландцементного клинкера и облегчающих добавок различного происхождения;

- путем тщательного перемешивания тех же компонентов, но раздельно измельченных;

- на месте использования путем добавки к цементу, облегчающего компонента.

Облегченные цементы получают следующими способами:

1. Смешение цементного порошка с неводопотребной добавкой меньшей плотности. (гильсонит, кероген, резиновая крошка и др.)

2. Смешение цементного порошка с водопотребной добавкой (глина, диатомит, трепел, фильтроперлит и др.) В результате введения избыточной воды (до получения раствора необходимой подвижности) может быть значительно изменена плотность раствора.

3. Смешение цементного порошка с добавками, содержащими воздух (вспученный перлитовый песок, вермикулит, микросферы и др.) Плотность раствора может быть получена низкой, однако при помещение раствора под давление она повышается, причем существенно может уменьшать растекаемость раствора.

Облегчающие добавки: глинопорошки, диатомит, трепел, опока, мел, асбест, зола, резиновая крошка, микросферы, перлит, вермикулит.

8. Утяжеленные тампонажные цементы

Утяжелять цементные растворы можно двумя способами: получением рудных цементов и введением в цементы утяжеляющих добавок.

Первый способ не позволяет получить растворы высокой плотности, с помощью второго можно регулировать плотность в широких пределах в зависимости от количества утяжелителя, его гранулометрии и влагоемкости.

Утяжеляющие добавки: сидерит, барит, гематит, магнетит, ильменит, феррофосфор, галенит.