Lechada de cemento: propiedades, reglas de preparación, composición, cumplimiento de los requisitos GOST, propósito y aplicación

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Durante el proceso de perforación, se utilizan soluciones especiales para eliminar los recortes y los productos del desarrollo de la roca local. Esta operación es necesaria para aumentar la eficiencia del impacto mecánico del equipo de perforación y despejar el fondo del pozo. El lavado se lleva a cabo con lechadas de cemento, que se preparan con tecnologías especiales.

Propósito de los fluidos de perforación

La circulación de agua en el pozo contribuye a la limpieza del pozo, lo que ayuda a los procesos de perforación y terminación. Siempre que se utilice un compuesto activo con propiedades de rendimiento adicionales, se pueden esperar otros efectos, entre los que se encuentran los siguientes:

• Formación de un revoque de filtración en las paredes de un pozo abierto. Como resultado, se fortalecen los depósitos inestables, las rocas arcillosas y las capas sueltas.
• La presión intersticial se contrarresta.
• La planta de energía de fondo de pozo y la broca se transmitenenergía hidráulica adicional.
• Las lechadas de perforación y cemento transportan la roca desarrollada y, una vez completada la circulación, mantienen esta masa en suspensión.
• Se previenen los riesgos de complicaciones, atascamiento diferencial, espectáculos de petróleo y gas y pérdida del pozo.
• Se evitan derrumbes y pedregales.
• Proporciona un efecto lubricante en los equipos de perforación.
• Proporciona enfriamiento y lubricación de la herramienta.

La base para la composición de la mezcla de cemento

Para crear fluidos de perforación, se utilizan arcillas plásticas y finamente dispersas con inclusiones mínimas de arena, que junto con el agua pueden formar una suspensión viscosa con un largo período de sedimentación. Al desarrollar pozos de gas y petróleo, los expertos recomiendan usar tipos alcalinos de arcillas de montmorillonita, así como polvos de arcilla. Además, la composición de la lechada de cemento incluye agua técnica, hidrogeles y componentes de sal. Las mezclas modernas incluyen emulsión inversa, bases de cal-betún y componentes poliméricos. La relación entre los ingredientes y su conjunto específico depende del efecto a lograr y de las condiciones de uso de la solución. En cualquier caso, los componentes indeseables incluyen impurezas como yeso y minerales solubles, que reducen la estabilidad de las materias primas de arcilla viscosa.

Reglas para crear una solución

Las mezclas para cortar se preparan usandounidades mezcladoras de cemento de acuerdo con los regímenes regulados. En función de las tareas planteadas y de las materias primas utilizadas, se pueden introducir diferentes soluciones tecnológicas en el esquema de cocción. Por ejemplo, si se usa cemento viejo, entonces es necesario prever su activación. La mezcla seca se alimenta al tanque con un funcionamiento estable de la bomba de suministro de agua. La combinación de componentes líquidos y secos debe llevarse a cabo en condiciones de mantener la presión al nivel de 12-15 MPa. Este es el ambiente óptimo para la preparación de lechadas de cemento en términos de mezcla y fraguado de la estructura. A continuación, debe esperar el período de estabilización de la mezcla, para el cual se proporciona un modo especial en la mezcladora de cemento.

Propiedades de las mezclas de cemento

Las propiedades técnicas y operativas de las mezclas de perforación están determinadas por la receta seleccionada y, en la práctica, determinan la calidad de la interacción con los materiales de las formaciones de los pozos. Se tienen en cuenta las siguientes propiedades de la lechada de cemento:

• Rendimiento de agua. En condiciones de caída de presión, se produce el proceso de separación del agua de la fase activa de la solución. Dependiendo de los parámetros del pozo, la tasa de pérdida de fluido puede ser diferente, se ajusta individualmente. Por ejemplo, si se planea fortalecer la estructura, entonces la pérdida de agua de la solución debe ser cercana a cero.
• Resistencia a la sedimentación. El proceso de separar el agua del mortero, en el que la masa de cemento se mueve hacia abajo y el líquido se mueve hacia arriba.
• Engrosamiento. Está determinado por muchos factores, incluido el grado de molienda de los componentes de la solución y la presenciamateriales de dureza. Un aumento en la proporción de agua afecta la estimulación de esta propiedad, y un efecto térmico de terceros afecta la disminución.
• Agarre. Como regla general, los tecnólogos se esfuerzan por mejorar esta calidad al máximo en condiciones específicas. Para ello, aumentar la temperatura con presión, así como el aislamiento del tronco en condiciones de alta humedad.

Modificación de las propiedades del fluido de perforación

La corrección de ciertas cualidades no siempre es posible con medios y materiales convencionales, por lo tanto, es más conveniente usar aditivos especiales y aditivos que cambien de manera efectiva y puntual las propiedades deseadas. Entre ellos, se destacan los siguientes modificadores:

• Carbonato de sodio. Se utiliza para reducir el tiempo de fraguado. Con la ayuda de este acelerador, se obtienen soluciones de fraguado rápido, adecuadas para usar a temperaturas de hasta 55-65 ° С.
• Bentonita. Aumenta el índice de movilidad inicial de la solución de lavado, optimizando medidas para su inyección. Este modificador se recomienda para uso con lechadas de cemento cuya densidad varía de 1,5 a 2,2 g/cm3.
• Suspensiones de cemento yeso. Mejorar la capacidad de la solución a la pérdida de agua. La base se vuelve más resistente a la disolución en agua. Para composiciones de descarga, el uso de suspensiones no tiene sentido, sin embargo, para fortalecer el tronco, es bastante aceptable.
• Aditivos cemento-resina. Un tipo de plastificante con resinas epoxi que se utilizan para enjuagarpozos con complicaciones del acuífero.

Tipos de fluidos de perforación

En la práctica, se suelen distinguir los siguientes tipos de mezclas de cemento:

• Lignito de perforación. Solución de base alcalina modificada con lignitos.
• Mortero de cal-betún. Los productos derivados del petróleo se utilizan como base: una combinación de un medio de dispersión de petróleo o combustible diesel, así como betún y óxido de calcio como fase dispersa.
• Mezcla de lavado ligera. Representa la solución de inyección reducida en peso con los índices mínimos de densidad. Se utiliza en el desarrollo de pozos con baja presión de yacimiento.
• Solución polimérica. La composición se basa en agua que contiene polímeros lineales de alto peso molecular. Comúnmente utilizado en procesos de perforación de roca dura.

Comprobar el cumplimiento de GOST

Según GOST 26798.1-96, los parámetros de los fluidos de perforación se determinan sin tener en cuenta los posibles impactos que pueden ocurrir durante la operación del material en condiciones reales con la conexión de sartas de revestimiento. Para el cumplimiento de las normas, se verifica el tiempo de espesamiento de la mezcla, la densidad y la viscosidad. Al mismo tiempo, para diferentes composiciones, tanto los indicadores técnicos como la lista de criterios de evaluación pueden variar. Entonces, para determinar las propiedades de expansión y resistencia en el caso de la lechada de cemento, se utiliza GOST 1581-96, lo que requiere que las pruebas se realicen a una temperatura ambiente de aproximadamente +30 ° C. En proceso de solidificación.mezclas de cemento y piedra en un volumen limitado, los indicadores de resistencia pueden ser más altos que cuando se usa una masa de composición similar al llenar el pozo. Por el contrario, la permeabilidad de la solución disminuye.

Tecnología de aplicación de mezclas de cemento

Para el uso de fluidos de perforación, se utilizan equipos especiales para garantizar la posibilidad técnica de las operaciones de circulación. En el proceso de aplicación, las lechadas de cemento realizan el siguiente ciclo tecnológico:

• La composición se mezcla y se almacena en un recipiente especial.
• El equipo de bombeo comienza a bombear fluido desde el tanque al pozo a través de la sarta de perforación.
• La mezcla se envía a través de tuberías al fondo del pozo, donde la barrena de la plataforma de perforación desarrolla la siguiente capa de roca.
• El lodo vuelve a la superficie, arrastrando partículas de roca separadas por el cincel.
• La masa sube a lo largo del espacio anular, pasando entre la tubería de perforación y las paredes del pozo.
• En superficie se realiza la operación de filtrado y limpieza de lodos de la solución. Para ello, utilice un tamiz vibratorio.

Conclusión

Las mezclas de cemento son un consumible necesario en el desarrollo y construcción de pozos. Sin embargo, su uso inadecuado, junto con los efectos positivos, también puede tener consecuencias negativas. En particular, los errores en la fabricación de la lechada de cemento en el futuro pueden resultar en desprendimientos de rocas e inclusodaños al equipo de perforación. Por lo tanto, inicialmente se elabora un proyecto de descarga, cuya composición se calcula cuidadosamente. En general, es necesario determinar cuál será el volumen de los componentes secos, el agua, la cantidad total de la mezcla, las características de las unidades de cementación, etc.