المواد الكيميائية التي يعالج بها السائل الإسمنتي - ( الجزء الأول )

^ مقدمة ^ :

&يصمم الحجر الإسمنتي بشكل طبيعي للعمل في الحرارة من 0- 350°C ولمقاومة الضغط حتى at200 . وإسمنت الآبار غالبا ما يكون مصممة للتعامل مع الطبقات الخازنة الضعيفة والسوائل الأكالة، والطبقات ذات الضغوط العالية. ويمكن الحصول على هذه المواصفات فقط من خلال الإضافات. وهكذا فان الإضافات تؤدي إلى حصول توضع جيد للإسمنت بين مواسير التغليف والطبقات، والوصول إلى قوة انضغاطية كافية، ومنطقة عزل جيدة خلال فترة عمل البئر.&

&حاليا يوجد قيد التداول أكثر من 100 نوع من الإضافات للإسمنت، الكثير منها على شكل صلب، والبعض سائل،

وهي تؤدي حوالي ثماني وظائف :

1- مسرعات التصلب: وهي المواد الكيميائية التي تخفض زمن تجمد الإسمنت وتزيد من الانضغاطية.

2- مؤخرات التصلب: وهي المواد الكيميائية التي تزيد زمن تجمد السائل الإسمنتي.

3 - مواد التثقيل: تزيد كثافة السائل الإسمنتي.

4 - مواد التخفيف: تقلل من كثافة السائل الإسمنتي.

5- المرققات: تقلل من الزوجة السائل الإسمنتي.

6 - مواد فاقد الرشح، وهي المواد التي تتحكم بفاقد الرشح من الطور المائي للسائل الإسمنتي باتجاه الطبقة.

7- مواد التحكم بتهريب سائل الحفر: وهي المواد التي تتحكم بتهريب السائل الإسمنتي باتجاه الطبقات الضعيفة أو الفجوية

8- إضافات خاصة مثل الرغوة والمواد الموسعة .&

1 - **مسرعات التصلب ( Accelerators)**:

&الهدف من استعمال مسرعات التصلب هو إنقاص زمن بدء التجمد والتسريع بعملية التصلب، حيث يعالج السائل الإسمنتي بمواد مسرعة للتصلب تعمل على أن يبدأ بالتجمد بسرعة بعد الانتهاء من إزاحته إلى المجال المحدد له في الفراغ الحلقي ( ضرورة إنقاص زمن بدء التصلب للسائل الإسمنتي عند سمنتة المجالات الحاوية على غازات طبقية، وذلك للتقليل من كمية الغازات التي تدخل في كتلة السائل الإسمنتي وتأثيرها السلبي على الحجر الإسمنتي الذي سيتشكل لاحقا). كما أن بعض العمليات الإسمنتية الخاصة تتطلب الإسراع في تصلب السائل الإسمنتي ( السيطرة على مشكلة تسرب سائل الحفر إلى الطبقات - عزل المجال النفطي عن المائي ... إلخ ). وتستخدم مواد كثيرة غير عضوية مثل الكلوريدات، الكربونات، السيليكات ( سيليكات الصوديوم )، الألومينات، النترات، الكبريتات، والألكيلات مثل هیدروکسید( الصوديوم، البوتاسيوم، الأمونيوم ). وتزداد قدرة التسريع للكلوريدات بزيادة التكافؤ من أحادي إلى ثنائي... حيث أن عملية التسريع تؤدي إلى ظهور بلورات على شكل إبر ناعمة. ويعتبر كلور الكالسيوم أكثر هذه الإضافات فعالية وأقلها كلفة.&

&وتؤدي إضافة كلور الكالسيوم إلى:

1 - زيادة كمية الحرارة المتولدة خلال الساعات الأولى من المزج، وبسبب اختلاف التمدد بالنسبة لمواسير التغليف والإسمنت فإن مواسير التغليف سوف تتقلص أكثر أثناء التجمد، وهذا سوف يشكل ما يعرف بالفراغ الشعري الحراري.( Thermal micro annulus)

2- زيادة اللزوجة البلاستيكية ونقطة الخضوع والهلامية

3- يسرع بتشكيل خاصية الانضغاطية.

4-يسرع من الانكماش بنسبة 50-10% .

5-الحجر الإسمنتي الذي يحوي كلور الكالسيوم هو أكثر نفوذية.

6- مقاومته للكبريتات أقل.&

2- **مبطئات التصلب ( Retarders )**:

&عند سمنتة الآبار العميقة أو الأبار ذات درجات الحرارة المرتفعة فإنه يجب إبطاء عملية التصلب كي يتوفر الزمن الكافي لإيصال السائل الإسمنتي إلى الارتفاع المقرر له في الفراغ الحلقي، وذلك بإضافة مبطئات التصلب ونذكر منها:

- اللغنوسلفونات: أكثر المواد التي تستعمل كمؤخر التصلب الاسمنت في الأبار هي أملاح الغنوسلفونات الصوديوم والكالسيوم الحمضية.

- حموض الهيدروكسيل - کربوکسیل (مثل ستريك أسيد وغلوكوهيبتونيك أسيد وغلوكونيك أسيد).

- المركبات السكرية ( Raffinose, Sucrose ).

- المشتقات السيللوزية (,CMHEC ...).

- المركبات العضوية الفوسفاتية ( Alkaline phosphate structure ).

- المركبات الغير عضوية ( كلور الصوديوم بتركيز أكبر من 20 %، أكاسيد الزنك والرصاص. وهناك عدة نظريات التفسير آلية عملها:

1-نظرية الادمصاص: حيث يتم ادمصاص المبطئ على سطح المادة التي تتعرض للإماهة مقللا من تماسها مع الماء.