Application of polyelectrolyte reagents for regulation of the properties of grouting solution
Authors: Агзамов Фарит Акрамович , Токунова Эльвира Фаритовна , Комлева Светлана Фаритовна , Кабдушев Арман Арстангалиевич 
Published: July 2024

Для получения высокого качества крепления скважин необходимо регулирование основных свойств цементных растворов с помощью различных химических реагентов. Одним из наиболее интересных в этом отношении реагентов является полиэлектролит ВПК-402, относящийся к классу катионных полимеров. Результат исследований ВПК-402 и опыт его применения при креплении скважин показали эффективность данного реагента. Недостатком данного реагента является то, что он выпускается только в жидком виде. Одним из аналогов ВПК-402 является порошкообразный полиэлектролит катионный (ПАК), выпускаемый под торговой маркой Праестол. Показано, что при использовании реагента ПАК в концентрации 0,1% водоотдача раствора не превысила 50 см/30 мин. Подвижность растворов, как из цемента ПЦТ1-50, так и цемента ПЦТ I-G, при добавке ПАК снижается, поэтому необходима добавка пластификаторов, лучшие результаты были получены с ReoTeck. Для ускорения растворимости ПАК в воде рассмотрена возможность его дополнительного диспергирования совместно с цементом в дезинтеграторе. В статье приведены результаты изменения гидростатического давления цементного раствора на «газовый пласт», показавшие, что наибольший темп снижения гидростатического давления наблюдался у бездобавочных цементов, а растворы с полиэлектролитами (ВПК-402 и ПАК) дольше сохраняли давление на пласт и позволили исключить прорыв газа через цементный раствор, тогда как через растворы из бездобавочных цементов прорыв газа происходил через 15-45 мин. Механизм действия полиэлектролитов на цементные растворы состоит в том, что реагенты могут тормозить реакцию гидратации СА в цементном растворе и препятствуют росту СНС раствора, которое вызывает падение гидростатического давления столба цементного раствора, способствуя газопрорыву.

To obtain a high quality of well fastening, it is necessary to regulate the basic properties of cement mortars using various chemical reagents. One of the most interesting reagents in this regard is polyelectrolyte VPK-402, which belongs to the class of cationic polymers. The results of studies of the VPK-402 and the experience of its application in the fixation of wells showed the effectiveness of this reagent. A disadvantage of this reagent is that it is released only in liquid form. One of the analogues of VPK-402 is powdered cationic polyelectrolyte (PAC), manufactured under the brand name Praestol. It was shown that when using the PAC reagent in a concentration of 0.1%, the water supply of the solution did not exceed 50 cm/30 minutes. The mobility of the solutions, both from cement PCT1-50 and cement PCT I-G, with the addition of PAC decreases, therefore, plasticizers are needed, the best results were obtained with ReoTeck. To accelerate the solubility of PAC in water, the possibility of its additional dispersion together with cement in a disintegrator is considered. The article presents the results of changing the hydrostatic pressure of the cement mortar to a "gas formation", showing that the highest rate of reduction in hydrostatic pressure was observed in non-addition cements, and solutions with polyelectrolytes (VPK-402 and PAC) retained pressure on the formation longer and prevented gas from breaking through the cement mortar, while through solutions from non-collection cements gas breakthrough occurred after 15-45 minutes. The mechanism of action of polyelectrolytes on cement mortars is that the reagents can inhibit the hydration reaction of CA in the cement mortar and prevent the growth of the static shear stress of the solution, which causes a drop in the hydrostatic pressure of the cement mortar column, contributing to the gas breakthrough.