С ростом глубины скважин, уменьшением их диаметров и повышением подъема цементного раствора за обсадными колоннами повышается гидродинамическое давление в затрубном пространстве, на величину которого большое влияние оказывает скорость движения восходящего потока. Значительное увеличение скорости, связанное с необходимостью обеспечения турбулентного режима течения, ограничивается опасностью гидроразрыва пластов и ухода цементного раствора в образующиеся трещины. Поэтому теперь принимаются меры для турбулизации потока повышением подвижности цементных суспензий, обработкой их реагентами-разжижителями, снижающими пластическую вязкость и предельное напряжение сдвига.
Используемые в буровой практике тампонажные растворы отличаются высоким содержанием воды. При движении вверх по затрубному пространству они отфильтровывают жидкую фазу в слагающие ствол скважины проницаемые породы. Потеря воды вызывает уменьшение подвижности, неравномерное загустевание и схватывание тампонажных растворов, в результате чего цемент не поднимается на расчетную высоту.
Для снижения фильтрации цементные суспензии обрабатывают веществами, которые повышают вязкость дисперсионной среды, увеличивают содержание связанной воды и обеспечивают непроницаемость образующейся на стенках скважины корки.
Реагенты-ускорители (как и реагенты-замедлители) предварительно растворяют в воде, после чего этой водой затворяют цемент. Полученный цементный раствор закачивают в скважину. Принципиально возможно введение реагентов в цемент при помоле или смешении его с наполнителями. Однако этот путь сложен, может быть осуществлен в специальных условиях, гарантия получения раствора с одинаковыми свойствами в процессе его изготовления из всей партии цемента не может быть обеспечена.
Поэтому обычно прибегают к первому способу. Учитывая, что он осуществляется в промысловых условиях, необходимо обеспечить полное соответствие свойств рецептур цементных растворов, полученных в лабораторных и промысловых условиях.
В связи с повышением забойных температур и давлений и ускорением сроков схватывания цементных растворов необходимо изыскивать реагенты-замедлители. Хотя в настоящее время известно несколько десятков замедлителей сроков схватывания растворов, практическое применение имеют немногие. В частности, карбоксиметилцеллюлоза. Она обладает замедляющими свойствами при температурах примерно до 130 °С и высоких давлениях.
Она не вспенивает растворы, стабильна, очень активна и, воздействуя на цемент, замедляет сроки схватывания раствора в соответствии со взятым количеством. Для применения КМЦ приготавливают 5-10 %-ный водный раствор при температуре 60-80 «С. Перемешивание (лучше гидравлическим путем) ускоряет процесс растворения карбоксиметилцеллюлозы .
