Обращенные эмульсионные тампонажные растворы

Обращенные эмульсионные тампонажные растворы разработаны в связи с необходимостью цементирования скважин, пробуренных с промывкой жидкостями на углеводородной основе. Дисперсионной средой такого раствора является углеводородная жидкость, обычно дизельное топливо, загущенное мылами органических кислот или омыленными асфальтенами битума. Дисперсную фазу раствора составляют частицы тампонажной смеси, смоченные водой, и эмульгированные глобулы воды. Состав тампонажной смеси выбирают в зависимости от температуры и давления, при которых должен работать цементный камень, солевого состава пластовых жидкостей и окружащих горных пород, а также от требований к плотности раствора при цементировании скважины.

Наличие межфазных пленок на границах раздела фаз эмульсии препятствует гидратации и росту кристаллов гидратных новообразований. Поэтому сроки загустевания и схватывания обращенных эмульсионных тампонажных растворов даже при высоких температурах могут быть весьма большими; при обычных же температурах такие растворы могут оставаться подвижными в течение многих суток, Регулируют скорость структурообразования и схватывания путем использования вяжущих с различной гидравлической активностью, изменения толщины и прочности межфазных пленок с помощью электролитов, слабых кислот, ПАВ, а также концентрации твердой фазы и окисленного битума.

Технология приготовления обращенного эмульсионного тампонажного раствора, разработанная в МИНХ и ГП, существенно отличается от технологии приготовления обычных цементных растворов. Сначала в емкость наливают раствор окисленного битума в дизельном топливе, вводят в него примерно 3/4 расчетного количества ПАВ и тщательно перемешивают, перекачивая насосом из емкости в емкость по замкнутому циклу. Одновременно в другой емкости готовят обычный тампонажный раствор, тщательно его перемешивая. Затем тампонажный раствор вводят в систему циркуляции битумного раствора. При смешивании двух растворов в присутствии ПАВ (в качестве ПАВ часто используют сульфонол) получается обращенная эмульсия. По окончании эмульгирования из раствора в емкости выделяется та избыточная вода, которая не расходуется на гидратацию вяжущего (примерно 50—60% объема воды, первоначально взятого для приготовления обычного цементного раствора). Этот избыток воды удаляют, а в эмульсионный раствор вводят остальное количество ПАВ и перемешивают его до получения стабильной системы.

Поскольку при обычной температуре обращенные эмульсионные тампонажные растворы в течение многих суток не схватываются, их целесообразно готовить заблаговременно, до начала цементирования.