Дефицитность глиноземистого шлака заставила искать более доступный его заменитель. В 1965 г. И.В. Кравченко и Г.И. Чистяковым был предложен расширяющийся портландцемент, в котором был применен отход сталеплавильного производства — сталерафинировочный глиноземистый шлак. Исследования показали, что замена глиноземистого шлака сталерафинировочным шлаком, имеющим несколько иной минералогический состав, не ухудшила строительно-техничес-ких свойств расширяющего портландцемента. Аетивная минеральная добавка в составе расширяющегося портландцемента может быть представлена осадочными горными породами типа трепелов или опок или доменным гранулированным шлаком. При выпуске РПЦ осуществляют совместный помол указанных материалов до тонкости помола, характеризующейся остатком на сите № 02 не более 1 % и на сите № 008 — не более 7%.

На основе металлургических шлаков предложен ряд тампонажных вяжущих и растворов для тампонирования нефтяных и газовых скважин. В процессе цементирования существенное значение имеют структурно-механические свойства тампонажных растворов. Интенсивное загустевание цементных суспензий часто является причиной серьезных осложнений при цементировании. Шлаковые растворы в течение длительного времени после затворения не подвергаются за-густеванию. Однако существенным недостатком шлаковых растворов является большая водоотдача. Снижение водошлакового отношения способствует повышению вязкости растворов и ускоряет их схватывание.

Весьма важным свойством шлакового тампонажного цемента является коррозионная стойкость камня, находящегося в контакте с агрессивными пластовыми водами. Коррозионным процессом для портландцемента и цементно-бентонитовых смесей в основном является выщелачивание извести. Наиболее интенсивно этот процесс протекает в первые три месяца твердения. В условиях высоких температур вследствие ускорения проницаемости портландцементного камня последний еще больше подвергается коррозии. При температуре 100 °С в камне из чистого портландцемента в агрессивной среде через один год количество извести уменьшилось на 21,44% по сравнению с первоначальным ее содержанием. Шлаковый камень, твердеющий при высоких температурах и давлениях, ведет себя иначе. С повышением температуры даже в условиях агрессивной среды гидратационная активность шлакового цемента и прочность камня возрастают. Концентрация извести в его составе уменьшается на 4—6% по сравнению с исходной. Поэтому в агрессивной среде в условиях высоких температур и давлений шлаковый цемент имеет существенное преимущество перед портландцементом.

Отмеченные выше свойства характеризуют шлаковый цемент как тампонажный материал, удовлетворяющий основным требованиям цементирования высокотемпературных скважин. Однако при введении активаторов шлаки могут быть применены при температурах значительно ниже 120 °С. В качестве активирующего компонента наиболее эффективным является портландцемент.

Медленно схватывающиеся шлаковые растворы при введении в них незначительного количества тампонажного цемента приобретают почти те же сроки схватывания, что и тампонажные растворы. Шлакопортландцементные растворы являются хорошим тампонаж-ным материалом, дающим камень высокой плотности. При добавлении к шлаку 10—20% портландцемента сроки схватывания раствора при температуре 22 °С сокращаются почти в 10 раз (с 50—60 до 6—7 ч). При высоких температурах незначительные добавки портландцемента к шлаку приводят к более резкому ускорению сроков схватывания.


⇐ вернуться к прочитанному | | перейти на следующую страницу ⇒