سیمانکاری یکی از مهمترین مراحل تکمیلی عملیات حفاری پس از انجام لوله گذاری یک چاه نفت یا گاز می‌باشد. میزان موفقیت این مرحله تاثیر بسزایی در عمر چاه و میزان تولید دارد. در عملیات سیمانکاری، فضای حلقوی بین لوله و دیواره چاه توسط یک دوغاب سیمان با ترکیبات معین پر می‌شود که این دوغاب پس از سخت شدن همچون غلافی محکم لوله‌ها را دربرمی‌گیرد و آنها را با سازندها پیوند می‌دهد. ثبات دیواره چاه و قسمتی از حفاظت لوله‌‌های جداری در برابر فشارهای خارجی سازندها از وظایف سیمان پشت لوله است.

بررسی تاثیر افزودنی‌های دوغاب سیمان در سیمانکاری چاه‌های نفت و گاز

نمونه پایان‌نامه کارشناسی مهندسی نفت

گرایش حفاری و استخراج

فصل اول – کلیاتی در مورد سیمان

۱-۱ مقدمه

۱-۲ کلیاتی در مورد سیمان

۱-۳ اهداف مطالعات

فصل دوم – تاریخچه سیمانکاری

۲-۱ مقدمه

۲-۲ تاریخچه

۲-۳ اهداف سیمانکاری

۲-۴ روش‌های متداول سیمانکاری

فصل سوم – انواع سیمان‌ها و خواص آنها

۳-۱ مقدمه

۳-۲ شیمی سیمان

۳-۲-۱ تری‌کلسیم سیلیکات

۳-۲-۲ دی‌کلسیم سیلیکات

۳-۲-۳ تری‌کلسیم آلومینیت

۳-۲-۴ تترا کلسیم آلومینوفریت

۳-۳ کلاس‌ های سیمان

۳-۴ خصوصیات و ویژگی‌های سیمان

۳-۴-۱ اندازه ذرات

۳-۴-۲ گیرش سیمان

۳-۴-۳ هیدراسیون

۳-۵ خواص فیزیکی سیمان

۳-۵-۱ مقاومت استحکامی

۳-۵-۲ زمان نیم‌بندش

۳-۵-۳ وزن دوغاب

۳-۵-۴ مقدار فیلتراسیون

۳-۵-۵ مقاومت در برابر خوردگی

۳-۵-۶ تراوایی

فصل چهارم – تکنولوژی جدید سیمانکاری

۴-۱ مقدمه

۴-۲ عوامل موثر سیمانکاری

۴-۳ محدودیت‌های سیمانکاری معمولی

۴-۴ بهینه‌سازی خواص دوغاب

۴-۵ کاربرد تکنولوژی جدید سیمانکاری

فصل پنجم – افزودنی‌های سیمان

۵-۱ مقدمه

۵-۲ دلایل استفاده از افزودنی‌ها

۵-۳ انواع دوغاب‌های سیمان

۵-۳-۱ دوغاب‌های سبک

۵-۳-۳ دوغاب‌های دیربند

۵-۴ انواع افزودنی‌های سیمان

۵-۴-۱ افزودنی‌های کنترل‌ وزن

۵-۴-۲ افزودنی‌های کنترل‌ بندش و نیم‌بندش

۵-۴-۳ افزودنی‌های کنترل هرزروی

۵-۴-۴ افزودنی‌های کنترل  فیلتراسیون

۵-۴-۵ افزودنی‌های کنترل ویسکوزیته

۵-۴-۶ افزودنی‌های دیگر

فصل ششم – نتیجه‌گیری

۶-۱ نتیجه‌گیری

مقدمه

سیمانکاری یکی از مهمترین مراحل تکمیلی عملیات حفاری پس از انجام لوله گذاری یک چاه نفت یا گاز می‌باشد. میزان موفقیت این مرحله تاثیر بسزایی در عمر چاه و میزان تولید دارد. در عملیات سیمانکاری، فضای حلقوی بین لوله و دیواره چاه توسط یک دوغاب سیمان با ترکیبات معین پر می‌شود که این دوغاب پس از سخت شدن همچون غلافی محکم لوله‌ها را دربرمی‌گیرد و آنها را با سازندها پیوند می‌دهد. ثبات دیواره چاه و قسمتی از حفاظت لوله‌‌های جداری در برابر فشارهای خارجی سازندها از وظایف سیمان پشت لوله است. وظیفه‌‌‌ی نگهداری لوله جداری هنگامی بیشتر اهمیت می‌یابد که در مورد لوله جداری سطحی بحث می‌شود. در مورد لوله جداری سطحی به خاطر وزن زیاد تجهیزات سطحی و فورانگیرهای نصب شده بر روی آن، سیمان باید قادر به نگهداری این لوله باشد و در غیر این صورت در این لوله خمش ایجاد خواهد شد. حفاظت لوله‌ها از خوردگی در اثر آبهای خورنده و هیدروکربن‌های اسیدی یا جلوگیری از تماس لوله جداری با چینه‌ها از دیگر وظایف سیمان پشت لوله است. همچنین ممانعت از مهاجرت سیالات مابین سازندها و جلوگیری از آلوده شدن هیدروکربن‌های مخزن از دیگر خواص سیمان پشت لوله جداری است. از آنجا که لوله‌های جداری پس از سیمانکاری قابل بازیافت نمی‌باشند و نیز هزینه تعمیرات آنها بسیار بالا می‌باشد، لذا کیفیت و دقت در عملیات سیمانکاری بر افزایش دوام لوله‌های جداری و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری در زمان تولید تاثیرگذار است.

اهداف مطالعات

براساس گزارشهای عملیات سیمانکاری، اکثر چاه‌های اکتشافی و توسعه‌ای در ایران و سایر کشورها عملیات سیمانکاری موفقی مطابق با طراحی اولیه نداشته و حتی در مواردی برای رفع نواقص و رسیدن به هدف مطلوب نیاز به سیمانکاری مجدد نیاز بوده است که خود هزینه گزافی را علاوه بر هزینه حفر چاه دربردارد.

بخش عمده‌ای از شکست عملیات سیمانکاری به حساسیت رفتار دوغاب در شرایط واقعی بستگی دارد. این مطالعه موارد مختلفی از ساخت دوغاب نمونه در آزمایشگاه تا راندن دوغاب از سر چاه به پشت لوله‌های جداری را شامل می‌شود.

جهت ساخت دوغاب مناسب برای تامین اهداف سیمانکاری چاه با دانستن دما، فشار و نیز جنس طبقات چاه ناگزیر به استفاده از موادی برای سازگاری دوغاب با شرایط چاه هستیم. از اینرو برای مطالعه تاثیر این مواد بر کیفیت دوغاب در حین عملیات و نیز بر دوام سنگ سیمان در دراز مدت نیاز به انجام آزمایشاتی روی مواد اولیه دوغاب سیمان است. بررسی تاثیر میزان مواد مصرفی در دوغاب سیمان و دیگر افزودنی‌ها و نیز مقدار آب مصرفی و اندازه‌گیری تغییرات پارامترهایی نظیر مقاومت تراکمی سنگ سیمان و زمان بندش دوغاب در حرارت و فشار چاه و بررسی عواقب استفاده از مواد مختلف در دراز مدت بعنوان هدف کلی مطالعات آزمایشگاهی خواص دوغاب مطرح هستند. هدف از مطالعه حاضر، بررسی خواص مواد افزودنی و تاثیر آن بر روی رفتار دوغاب سیمان است.

افزودنی‌های متداول سیمان به چند گروه عمده تقسیم می‌شوند که عبارتند از : افزودنی‌های کنترل دانسیته، افزودنی‌های کنترل زمان سفت شدن، افزودنی‌های کنترل فیلتراسیون، افزودنی‌های کنترل هرزروی، افزودنی‌های کنترل گرانروی و افزودنی‌های خاص برای مشکلات غیر عادی. شاید دو گروه اول بسیار مهمتر باشند، زیرا در اکثر سیمانکاری‌ها بسیار مورد توجه قرار می‌گیرند. بعضی از افزودنی‌ها برای بیش از یک هدف به کار گرفته می‌شوند و بنابراین در بیش از یک طبقه بندی فوق‌الذکر قرار می‌گیرند.

معرفی کلاس‌های سیمان

امروزه ۹ کلاس مختلف سیمان موجودند که مادر همه‌ی آنها سیمان پرتلند است. سیمان پرتلند معمولا طوری ساخته می‌شود که دارای استانداردهای فیزیکی و شیمیایی خاصی باشد که این خصوصیات به طور طبیعی بستگی به شرایط کاربرد سیمان دارد. انجمن API 9 کلاس سیمان مختلف و سه نوع استاندارد سیمان را برای استفاده در چاه ارائه داده است. ۹ کلاس عبارتند از A، B، C، D، E، F، G، H و J و سه نوع استاندارد نیز شامل سیمان معمولی، سیمان با مقاومت متوسط در برابر سولفات‌ها و سیمان با مقاومت بالا در برابر سولفات‌ها می‌باشند.

سیمان‌های کلاس A، B و C سیمان‌های ساختمانی هستند، اما از آنها در سیمانکاری چاه‌های کم‌عمق نیز استفاده می‌شود. سیمان‌های کلاس D، E و F دارای ترکیبات اکسیدی یکسانی بوده و به سیمان‌های کندبند معروفند. به این سیمان‌ها علاوه بر گچ، مواد شیمیایی دیگر مثل کلسیم لیگنوسولفونات اضافه می‌کنند تا زمان بندش دوغاب آنها طولانی‌تر شده و بدین ترتیب میدان کاربردشان وسیعتر گردد.

سیمان‌های کلاس G و H سیمان‌های پایه نامیده می‌شوند و فاقد هرگونه مواد افزودنی هستند. تفاوت بین سیمان‌های هشت گانه فوق به‌علت تفاوت در ترکیبات مواد خام، میزان نرمی دانه‌های سیمان، میزان و نوع افزودنی‌های همراه سیمان است. به سیمان‌هایی که زمان بندش آنها بیشتر از سیمان پرتلند باشد، کندبند یا Slow Set Cement گفته می‌شود و به دو دسته‌ی Retarded Slow Set Cement و Unretarded Slow Set Cement تقسیم می‌گردند. در نوع اول، چنانچه به سیمان پرتلند درصد معینی از برخی مواد آلی افزوده شود، زمان بندش دوغاب سیمان زیاد می‌گردد که اینگونه مواد آلی را تاخیردهنده می‌نامند. از مهمترین تاخیردهنده‌هایی که کارخانجات سیمان برای طولانی کردن زمان بندش سیمان پرتلند بکار می‌برند می‌توان نشاسته‌های اصلاح شده، شکر، لیگنین‌ها، اسید بوریک و نمک‌های آن و صمغ‌های گیاهی را نام برد. در نوع دوم چنانچه مقدار کانی C۳A

 که عامل بندش سیمان پرتلند است را کاهش داده و به صفر نزدیک کنند، زمان بندش دوغاب افزایش می‌‌یابد. 

خصوصیات و ویژگی‌های سیمان

۳-۴-۱ اندازه ذرات سیمان :

 از آنجا که عمل هیدراسیون سیمان از سطح ذرات شروع می‌شود، از اینرو هرچه ذرات سیمان ریزتر باشند مجموع سطوح خارجی آنها در واحد وزن بیشتر می‌شود و در نتیجه ترکیب سیمان با آب سریعتر انجام می‌گردد و مقاومت بتن و ملات سیمانی نیز سریعتر افزایش می‌یابد و همچنین چسبندگی دوغاب نیز بیشتر می‌شود. انقباض سیمان با اندازه ذرات نسبت مستقیم دارد، هرچه ذرات ریزتر باشند هنگام سفت شدن دوغاب سیمان، انقباض بیشتری صورت می‌گیرد و باعث ترک خوردن سیمان سخت شده می‌شوند. درجه ذرات سیمان از خواص مهم سیمان به شمار می‌رود.

۳-۴-۲ گیرش و سخت شدن دوغاب سیمان :

نتیجه ‌یک سلسله واکنش‌های همزمان و پی در پی بین آب و اجزای تشکیل دهنده‌ی سیمان است. گیرش سیمان با درجه حرارت و رطوبت محیط اطراف تغییر می‌کند. زمان گیرش سیمان به دو مرحله‌ی گیرش اولیه و گیرش نهایی تقسیم می‌گردد و بعد از گیرش نهایی، سختی و مقاومت سیمان مرتبا افزایش می‌یابد. گیرش اولیه مربوط به افزایش سریع دما و گیرش نهایی مربوط به دمای نهایی است. مدت زمان گیرش سیمان با افزایش درجه حرارت کاهش می‌یابد ولی آزمایشات نشان داده است که در دمای حدود ۳۰ درجه سانتی گراد، اثر معکوس را می‌توان مشاهده نمود. در درجات حرارت پایین، گیرش سیمان کند می‌شود.

۳-۴-۳ حرارت هیدراسیون :

گیرش و سخت شدن دوغاب سیمان در اثر فعل و انفعالات شیمیایی صورت می‌گیرد. در جریان هیدراتاسیون، هر دانه گرد سیمان در ترکیب با آب به ذرات بی‌نهایت ریزی تجزیه شده و جسم کریستاله موسوم به ژل بوجود می‌آید. مقدار آبی که برای هیدراسیون کامل سیمان لازم است، حدود ۲۵ الی ۳۵ درصد وزن سیمان است. هیدراسیون سیمان همانند بسیاری از فعل و انفعالات شیمیایی، حرارت‌زا بوده و میزان آن به ترکیب شیمیایی، اندازه ذرات سیمان و درجه حرارت محیط بستگی دارد. برای سیمان‌های پرتلند، حدود نیمی از کل حرارت در مدت بین ۱ تا ۳ روز و چهار سوم آن در ۷ روز و تقریبا ۹۰ درصد آن در مدت ۶ ماه پس از ترکیب آب با سیمان، آزاد می‌شود. از این رو نگهداری و مراقبت بتن یا ملات سیمانی در روزهای اولیه مصرف سیمان حائز اهمیت است.

عوامل موثر سیمانکاری

در طی عملیات سیمانکاری، نگهداری و حفظ فشار فضای حلقوی بین فشار سازند و فشار شکست سازند با اهمیت می‌باشد. چنانچه فشار فضای حلقوی کمتر از فشار سازند شود، سیال داخل سازند به چاه وارد و باعث ایجاد فوران می‌شود و چنانچه فشار هیدروستاتیک فضای حلقوی از فشار سازند بیشتر شود، سیال به درون سازند نفوذ می‌کند که باعث شکست سازند و آسیب به چاه می‌شود. ضمن اینکه مقدار زیادی سیال حفاری یا سیمان در اثر شکست سازند، هرز می‌رود.

اولین پارامتر موثر در فشار هیدروستاتیک چاه در حفاری و سیمانکاری، وزن حجمی سیالات مورد استفاده است که سازندهای اطراف چاه در معرض تماس و تحت فشار آنها خواهند بود. دومین پارامتر، رئولوژی سیال است. وزن دوغاب را می‌توان در هنگام طراحی و اجرا کنترل کرد اما کنترل رئولوژی دوغاب نسبت به کنترل وزن مشکل‌تر است.

ذرات جامد موجود در دوغاب سیمان باید چه به صورت دینامیک و چه استاتیک در حالت پایداری بوده و از فاز مایع در هنگام سکون یا حرکت خارج نشوند. همچنین فاز مایع دوغاب نیز نباید در حالتی که فشار هیدروستاتیک سیال از سازند بیشتر است، از آن جدا شود. این جدایی باعث افزایش ویسکوزیته و جایگیری ناقص دوغاب در محل و کاهش حجم ستون سیمان پشت لوله جداری شده و یا باعث ایجاد کانال‌هایی در ستون سیمان و همچنین باعث مهاجرت گاز از اعماق به سطح می‌شود. با بکارگیری افزودنی‌ها برای تنظیم خواص دوغاب، باید دوغاب سیمان در زمان موردنظر ببندد و با افزایش مقاومت فشاری اولیه، کمترین زمان انتظار در حفاری برای بستن دوغاب صرف شود تا اپراتور حفاری در کمترین زمان ممکن بتواند به حفاری ادامه دهد. 

افزودنی‌های کنترل کننده وزن سیمان

وزن دوغاب سیمان باید طوری طراحی شود که باعث ایجاد شکاف در سازندهای ضعیف نشود و همچنین از ورود سیال سازند به درون چاه جلوگیری کند. معمولا وزن تمام دوغاب‌های سیمان ساخته شده از کلاس‌های سیمان API بقدری زیاد است که باعث شکسته شدن اغلب سازندها می‌شود و تقریبا در تمام موارد باید با استفاده از مواد کاهش‌دهنده وزن، مقدار آن کاهش داده شود. یکی از راه‌های کاهش وزن دوغاب سیمان، افزایش نسبت آب به سیمان است. ولی باید توجه داشت که نسبت آب به سیمان در دوغاب سیمان تنها می‌تواند در بازه تعیین شده توسط API تغییر کند و همچنین با افزودن آب بسیار زیاد به دوغاب، مقاومت و استحکام سیمان کاهش خواهد یافت. به همین دلیل معمولا وزن دوغاب سیمان را با افزودن مواد دارای وزن مخصوص کم به سیمان کنترل می‌کنند. وقتی با سازندهای ضعیف مواجه می‌شویم، برای جلوگیری از شکست سازند، کاهش وزن دوغاب امکان پذیر نمی‌باشد. در اینگونه موارد، برای کاهش هرچه بیشتر فشار هیدروستاتیکی ستون گل در جلوی دوغاب سیمان، آن را با نیتروژن مخلوط می‌کنند. برخی از افزودنی‌های دارای وزن کم که برای کاهش وزن دوغاب بکار می‌روند عبارتند از بنتونایت، خاک دیاتومه، هیدروکربن‌های جامد، پرلیت منبسط شده و پوزولان. همچنین برخی از افزودنی‌های دارای وزن زیاد که عموما برای افزایش وزن دوغاب بکار می‌روند عبارتند از هماتیت، باریت، ایلمینیت و ماسه.

معمولا تمام افزودنی‌هایی که به دوغاب سیمان اضافه می‌شوند خود نیاز به آب دارند و بنابراین باید آب استفاده شده جهت ساخت دوغاب سیمان از مقدار آب پیشنهادی توسط API بیشتر باشد.

۵-۴-۱-۱ بنتونایت

بنتونایت نوعی خاک رس به رنگ زرد روشن است که بیش از ۸۵ درصد ساختمان آن از مونت‌موریلونیت با فرمول شیمیایی  Al۲Si۴O۲۴H۴.nH۲O

  که در اسید کلریدریک حل می‌شود، تشکیل شده است. بنتونایت دارای خواص کلوئیدی، تیکسوتراپی و اندودگری می‌باشد که این ویژگی‌ها ناشی از شکل ویژه مولکول‌های آن است. بنتونایت جزء دسته‌ی رس‌ های هیدروفیلیک می‌باشد، یعنی وقتی در آب قرار بگیرد، دانه‌های آن در اثر جذب آب، متبلور می‌گردند و باد می‌کنند، به طوری که یک بنتونایت خوب، می‌تواند تا ۱۰ برابر حجم خود متبلور گردد. بنتونایت در گل حفاری بعنوان جزء اصلی تشکیل‌ دهنده‌ی گل و در سیمان بعنوان افزودنی استفاده می‌شود. در گل حفاری، بنتونایت را با پلیمرهای آلی تقویت می‌کنند اما در سیمان از بنتونایت خالص استفاده می‌کنند. قابلیت هیدراته شدن بنتونایت، استفاده از آن را در غلظت‌های خیلی زیاد آب ممکن می‌سازد. غلظت‌های بنتونایت مورد استفاده، بیشتر از ۲۵ درصد وزنی سیمان می‌باشد. افزودن بنتونایت، هزینه‌ دوغاب را پایین می‌آورد. اما افزودن بیش از اندازه‌ی بنتونایت به سیمان باعث کاهش استحکام سیمان و کاهش زمان بندش دوغاب می‌شود. اضافه کردن بنتونایت به دوغاب علاوه بر کاهش وزن دوغاب باعث افزایش نسبت آب  استفاده در سیمان می‌شود که این آب اضافی، باعث افزایش نفوپذیری شده و مقاومت سیمان را در برابر صدمات ناشی از آب‌های سولفاته، کم می‌کند. در جدول ۵-۱ استاندارد API برای بنتونایت مصرفی در سیمانکاری آمده است.

روش تهیه سیمان‌های بنتونایتی

بنتونایت را می‌توان به دو صورت خشک و تر به دوغاب سیمان چاه نفت افزود.

الف) روش افزودن بنتونایت به صورت خشک به سیمان :

در این روش، بنتونایت را با سیمان خشک مخلوط کرده و سپس در آب حل می‌کنند. در این صورت بنتونایت می‌تواند یک تا ۲۵ درصد وزنی سیمان خشک در مخلوط شرکت کند. طبق استاندارد API به ازاء هر یک درصد بنتونایت که به سیمان افزوده می‌شود، باید مقدار آب را ۳/۵ درصد افزایش داد. این استاندارد برای همه‌ی کلاس‌های سیمان صدق می‌کند.

خواص فیزیکی دوغاب سیمان این روش به شرح زیر خواهد بود :

۱) وزن دوغاب : چون بنتونایت از سیمان سبک‌تر است و نسبت به سیمان، آب بیشتری برای حل شدن نیاز دارد لذا وزن دوغاب کاهش می‌یابد. . بدیهی است که هرچه غلظت بنتونایت در سیمان افزایش یابد کاهش وزن دوغاب نیز زیادتر است.

۲) کانسیستنسی : با افزایش غلظت بنتونایت در سیمان، ویسکوزیته‌ی ظاهری دوغاب سیمان زیاد می‌شود، ولی این افزایش، خطی و یکنواخت نیست.

۳) نفوذپذیری سنگ سیمان : با افزایش غلظت بنتونایت در سیمان، مقدار آب لازم را نیز باید افزایش داد که باعث می‌شود نفوذپذیری سنگ حاصل از دوغاب افزایش پیدا کند در نتیجه قدرت دفاع سنگ سیمان در مقابل حملات آبهای سولفاته تضعیف می‌گردد. در حقیقت مهمترین عیب استفاده از بنتونایت در سیمانکاری چاه‌های نفت همین خاصیت است.

۴) استحکام تراکمی : با افزایش غلظت بنتونایت در سیمان، استحکام سنگ سیمان حاصل از دوغاب کاهش می‌یابد. این نیز یکی از عیوب استفاده از بنتونایت در سیمانکاری است. گرچه مقاومت فشاری سیمانهای بنتونایتی نیز مانند سنگ سیمان خالص با گذشت زمان و افزایش دما زیادتر می‌شود، ولی در درجه حرارت‌های بالا نباید درصد وزنی بالایی از بنتونایت را در دوغاب سیمان بکار برد، زیرا تنزل استحکام سنگ سیمان در این شرایط قابل توجه است.

۵) زمان نیم‌بندش : افزودن بنتونایت به سیمان باعث کاهش زمان نیم‌بند شدن سیمان می‌شود. درصد بنتونایت، کلاس سیمان و دمای دوغاب، همگی روی زمان نیم‌بندش اثر می‌گذارند. علاوه بر این افزایش نسبت آب به سیمان دوغاب به لحاظ وجود بنتونایت، غلظت تاخیردهنده‌ها یا شتاب‌دهنده‌ها و اثر آنها را کم می‌کند.

محاسن و معایب استفاده از بنتونایت را می‌‌توان به شرح ذیل خلاصه کرد :

– بنتونایت دوغاب را سبک می‌کند و در عین حال ذرات سیمان و افزودنی‌های سبک دیگر را در آن معلق نگه می‌دارد و مانع ته‌نشین شدن ذرات می‌شود.

– بنتونایت جدایش آب دوغاب را کاهش می‌دهد.

– بنتونایت حجم دوغاب را افزایش داده و قیمت واحد حجم آن را کم می‌کند.

– بنتونایت استحکام تراکمی سنگ سیمان را کم می‌کند.

– بنتونایت نفوذپذیری سنگ سیمان را افزایش می‌دهد و بدین ترتیب مقاومت آن در برابر صدمات ناشی از آبهای سولفاته را کم می‌کند.

ب)روش افزودن بنتونایت به صورت تر به سیمان

در مناطقی که امکان اختلاط سیمان و بنتونایت به صورت خشک وجود ندارد ابتدا بنتونایت را در آب خیس کرده و بعد آن را به سیمان اضافه می‌کنند. این روش از نظر اختلاط، ساده‌تر از روش قبل است و تجربیات نشان می‌دهد یک گرم بنتونایت خیس شده، می‌تواند معادل چهار تا پنج گرم بنتونایت خشک از خود فعالیت نشان دهد. زیرا بنتونایت در آب شیرین بهتر از هر نوع آب دیگری متبلور می‌شود و چون سیمان منبع سرشاری از کلسیم است، در هنگام اختلاط سیمان و بنتونایت در آب، بنتونایت مجبور است در آبی متبلور شود که یون کلسیم آن زیاد است و تبلور دانه‌های آن در چنین آبی بسیار کمتر از تبلور در آب شیرین است.

برای از قبل خیساندن بنتونایت، می‌توان هم از آب شیرین و هم از آب دریا استفاده نمود گرچه میزان تبلور بنتونایت در آب دریا، مشابه حالتی است که وجود یون‌های کلسیم موجود در سیمان، ایجاد می‌کنند. در آب‌های شور بهتر است بجای استفاده از بنتونایت، از آتاپولگایت که ویژه اینگونه آبهاست، استفاده نمود.

خشک یا تر بودن بنتونایت روی زمان نیم‌بندش و استحکام تراکمی سنگ آنها تقریبا اثر یکسان و مشابهی دارد. همچنین تجربه نشان داده که زمان تبلور محدود بنتونایت، روی خواص فیزیکی دوغاب تقریبا اثری ندارد، ولی گاهی اختلاط سیمان پس از ۲۴ ساعت تبلور بنتونایت باعث افزایش رسوب جامدات دوغاب می‌گردد.

ادامه پایان نامه بررسی تاثیر افزودنی‌های دوغاب سیمان در سیمانکاری چاه‌های نفت و گاز با خرید و دانلود

مطالعه بیشتر