Тампонажный камень

Тампонажный камень представляет собой искусственное твердое тело, которое образуется в скважине вследствие введения в нее тампонажного раствора и его последующего затвердения.

Как и тампонажный раствор, из которого и формируется тампонажный камень, он представляет собой поликомпонентную смесь, которая включает различные типы добавок, используемые для достижения того или иного целевого эффекта на свойства материала.

Тампонажный камень должен отвечать ряду требований, в числе которых:

• Так как в скважине тампонажный камень испытывает статические (изменение давления в обсадной колонне) и динамические (спуско-подъемные операции) нагрузки, он должен быть достаточно эластичным для предотвращения образования трещин и последующего разрушения тела.
• Тампонажный камень должен быть устойчив к коррозии, а также хорошо переносить изменение температур.
• У тампонажного камня должен быть хороший показатель адгезии для полноценного сцепления как с металлическими элементами, так и с горными породами, из которых состоят стенки скважины.
• В процессе затвердения тампонажного раствора не должно происходить усадки материала.
• Тампонажный камень должен обладать низкой проницаемостью для жидкостей и газов.
• При высоком показателе прочности тампонажный камень одновременно должен хорошо разбуриваться в случае возникновения необходимости.

Один из наиболее распространенных негативных воздействий среды на свойства тампонажного камня – коррозия. Можно выделить целый ряд видов коррозийных процессов для данного объекта, однако самым распространенным, пожалуй, можно считать коррозию выщелачивания. Она подразумевает вымывание и растворение гидроксида кальция, а также гидролизом его гидросиликатов и гидроалюминатов при контакте с водой, содержащей ионы кальция. Помимо коррозии выщелачивания также можно выделить углекислотную, кислотно-сероводородную, магнезиальную и сульфатную, происходящие в различных условиях.

На интенсивность процесса коррозии влияют такие факторы как пористость материала, степень концентрации агрессивной среды, температурные условия, в которых происходит затвердение камня, а также фазовый состав.

Процесс коррозии любого типа включает ряд общих стадий: проникновение разрушающего агента внутрь материала, химическая реакция материала с компонентами агрессивной среды, гидролиз и растворение твердой фазы, отвод продуктов коррозии из материала и их осаждение в порах.

В целях предотвращения разрушения тампонажного камня вследствие процессов коррозии применяются специальные добавки – реагенты, замедляющие этот процесс и регулирующие свойства тампонажного раствора.