Легкий цемент

Цементирование обсадной колонны в сильно истощенных интервалах и пластах низкой прочности требует применения облегченных цементных систем, способных снизить гидростатическое давление столба жидкости во время закачки цемента. Облегченные цементные системы (цемента низкой плотности) позволяют достигнуть проектной высоты подъема цемента за счет исключения или минимизации поглощения цемента в пласт. Компания Halliburton поставляет цементы, достаточно легкие для циркуляции в таких условиях и при этом сохраняющие способность выдерживать скважинные условия. 

Легкий цемент получают одним из трех способов: разбавлением водой, введением газа (пеноцемент) или добавлением микросфер низкой удельной плотности или других подобных добавок для улучшения свойств.  

  • Разбавление водой. Введение в цементный раствор дополнительного количества воды является распространенным способом снижения плотности раствора, однако при этом требуется также вводить добавки обладающие способностью увеличения объёма в воде. Это необходимо для поддержания стабильности цементного раствора, а также чтобы ускорить начальный набор предельной прочности при сжатии и обеспечить высокое конечное значение этого параметра.
  • Пеноцемент. Введение в цементный раствор газа (азота, сжатого воздуха или твердых веществ, выделяющих газы) обеспечивает следующие преимущества: повышение компрессионных свойств раствора, повышение эластичности цемента после схватывания, а также гибкость в изменении плотности раствора в ходе работ.
  • Микросферы. Как правило, компания Halliburton использует полые микросферы для приготовления сухих смесей.

 В их числе: 

  • цельные пластиковые микросферы с удельным весом около 1,0;
  • полые пуццолановые сферы с удельным весом около 0,7;
  • полые стеклянные микросферы с удельным весом около 0,32‑0,61.

Правильно разработанные цементные растворы с микросферами обеспечивают максимальное отношение прочности к массе и самую низкую проницаемость среди всех видов легкого цемента. Кроме того, цементные растворы, содержащие микросферы, характеризуются более низким временем схватывания (перехода цемента из жидкой формы в твердую), что позволяет свести к минимуму миграцию газа. Для снижения плотности цементного раствора могут также применяться другие добавки для улучшения механических свойств, например, волокна.