Tytuł pozycji:
Zastosowanie cementu wysokoglinowego do sporządzania zaczynów uszczelniających w technologiach wiertniczych
W artykule omówiono wyniki badań możliwości zastosowania cementu glinowego jako spoiwa do przygotowywania zaczynów uszczelniających w wiertnictwie. Badano zaczyny wykonane z cementu portlandzkiego CEM I 42,5R jako cementu wzorcowego oraz cementów glinowych o zawartości tlenku glinu 40%, 50% oraz 70%. Zastąpienie cementu portlandzkiego cementem glinowym powoduje znaczną poprawę właściwości mechanicznych, zmniejszenie filtracji, skrócenie zarówno czasu gęstnienia jak i wiązania. Pod względem reologicznym badane zaczyny należą do cieczy nienewtonowskich, rozrzedzanych ścinaniem, opisywanych modelem Herschela-Bulkleya. W przypadku wzorcowych zaczynów bez domieszek i dodatków stosowanych w wiertnictwie, zastąpienie cementu portlandzkiego cementem glinowym powoduje zmniejszenie lepkości pozornej i tylko nieznaczne zwiększenie granicy płynięcia. W przypadku zaczynów zaprojektowanych z dodatkami i domieszkami zapewniającymi właściwości odpowiednie dla użycia do cementowania otworów, zastosowanie cementu glinowego zawierającego 70% Al2O3 spowodowało zwiększenie wczesnej wytrzymałości na ściskanie zaczynu, zmniejszyło filtrację oraz skróciło czas uzyskania minimalnej wytrzymałości, wynoszącej 3,5 MPa, koniecznej do prowadzenia dalszych prac na otworze, po zacementowaniu kolumny rur okładzinowych. W tym przypadku wartości zarówno lepkości pozornej jak i granicy płynięcia uległy zwiększeniu.
The paper presents the results of the research on the applicability of calcium aluminate cement as a binder for sealing slurries in drilling technologies. The slurries made of Portland cement CEM I 42.5R were tested as the reference. Calcium aluminate cements with aluminium oxide content 40%, 50% and 70% were used. Replacing Portland cement with calcium aluminate cements results in a significant improvement in mechanical properties, reduced filtration, and shortening of both thickening time and setting time. In terms of rheology, the slurries tested are non-Newtonian, shear thinned fluids, described by the Herschel-Bulkley model. In the case of neat slurries without admixtures and additives, replacement of Portland cement with calcium aluminate cement reduces the apparent viscosity and slightly increase the yield stress. In the case of slurries with admixtures and additives providing properties suitable for use for boreholes cementing, the use of calcium aluminate cement containing 70% Al2O3 resulted in increased early compressive strength, decreased filtration and reduced time required to obtain the minimum strength of 3.5 MPa, necessary for further work on the borehole, after cementing the casing string column. In this case, the values of both apparent viscosity and yield stress were increased.
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).
