Вяжущее для приготовления тампонажных растворов

 

ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ, включающее портландцемент, термически обработанные отходы содового производства и кремнеземсодерзкащий компонент, отличающееся тем, что, с целью снижения плотности приготавливаемого раствора с сохранением высокой , прочности и седиментационной устойчивости, оно содержит в качестве кремнеземсодержащего компонента горелую породу вскрыщи угольныхкарьеров , а в качестве термически обработанных отходов содового производства - отходы содового производства , высушенные при 300-500°С, при следующем соотношении компонентов , мае.%: 40-70 Портландцемент Горелая порода i вскрыши угольных 13-25 карьеров (Л Отходы содового производства, С высушенные при температуре 300-500°С 17-35

СОЮЗ аОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(5В Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3381823/22-03 (22) 14.01.82 (46) 15.08.83. Вюл. Р 30 (72) В.М. Кравцов, Г,А. Трутнев, М.Р. Мавлютов, t0.Ñ. Кузнецов, Ф.A. Агзамов, В.П. Овчинников и 3.3. Шарафутдинов (71) Уфимский нефтяной институт (53) 622.245.42(088.8) (56) 1. Луценко H.A. и Образцов О.Н„

Тампонажные материалы понижейной плотности. М., "Недра", 1972, с. 5-13.

2.. Авторское свидетельство СССР

Ф 199057, кл. Е 21 В 33/13, 1966.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2787706/22-03; кл. Е 21 В 33/138, 1979 (прототип). (54)(57) ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ, включающее портландцемент, термически обработанные отходы содового производства и (i9I SU ((((А кремнеземсодержащий компонент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения плотности приготавливаемого раствора с сохранением высокой. прочности и седиментационной устойчивости, оно содержит в качестве кремнеземсодержащего компонента горелую породу вскрыши угольных. карьеров, а в качестве термически обработанных отходов содового производства — отходы содового производства, высушенные при 300-500 С, при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Портландцемент 40-70

Горелая порода вскрыши угольных карьеров 13-25

Отходы содового производства, высушенные при температуре

300-500 С 17-35

1035195

Таблица 1

Химический состав,Ъ

Сырьевой компонент

СаО MgO S 0 Fe 0 А1 ОЗ п.п.п. CO SO С1

Высушенные отходы содового производства

30,1 20,69 5,12 1,02

50,66 2,0 8,35 2,1 2,75

54,00 2,2 9,58 2,9 3 05 34,2 22,03 6,92 6,3

Горелая порода вскрыши угольного карьера

2,04 0,3 58,4 2,75 21,25 8,04

2,12 0,4 61,2 2,93 24,3 9,14

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, а именно к тампонажным материалам, применяемым для цементирования обсадных колонн, при изоляции зон поглощения, а также может быть использовано в промышленном и гражданском строи- тельстве.

ИзвеСтно применение карбонатных облегчающих добавок в тампонажные и строительные цементы (1)

Недостатками цементных растворов с добавкОй карбонатов является их низкая прочность и долговечность, а также ограниченность температурного интервала применения °

Известен также тампонажный раствор для цементирования обсадных колонн 2), содержащий, вес.ч.: цемент 30-50; вода 30-50, добавка молотого известняка 50-70.

Недостатками указанного вяжущего являются высокое водоотделение, низкая прочность камня, узкий температурный интервал применения и малая долговечность, снижающие качество цементирования скважин.

Известно также вяжущее для приготовления тампонажных растворов, включающее портландцемент, термичес-. ки обработанные отходы содового производства и кремнеземсодержащий компонент j3J.

Недостатком известного вяжущего является то, что из него нельзя получить облегченный тампонажный

Минералогический состав высушенного твердого остатка отходов содового производства представлен в основном карбонатом кальция, гидрок- 65 раствор достаточной прочности и седиментационной устойчивости.

Целью изобретения является снижение плотности приготавливаемого

5 раствора с сохранением высокой прочности И седиментационной устойчивости °

Указанная цель достигается тем, что вяжущее для приготовления тампонажных растворов, включающее

10 портландцемент, термически обработанные отходы. содового производства и кремнеземсодержащий компонент, в качестве последнего содержит горелую ,породу вскрыши угольных карьеров, 15 а в качестве термически обработанных отходов содового производства — отходы содового производства, высушенные при 300-5000С, при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Портландцемент 40-70

Горелая порода вскрыши угольных карьеров 13-25

25 ОтхОДы СОДОВОГО производства высушенные при температуре

300-500. С 17-35

Химический состав высушенных при

300-500 С отходов содового производства и горелой породы вскрыши Кумертауского угольного месторождения, использованные в данном изобретении, .представлены в табл. 1. сидом кальция, а также частично гипсом. Минералогический состав горелой породы вскрыши угольных карьеров представлен аморфизированным

1035195

Плотность

В-ц раствора, г/см

Состав, Ъ

Вяжущее

Горелая порода вскрытых уголь" ных карьеров

Предлагаемое

1,55

0,65

25. 35

0 55

1,69

17

1,58

0,6

Кварцевый песок

Обоженный твердый остаток отходов

СОДОВОГО пр-ва

Портландцемент

Нзвестное

1,75

0 5

20

1, 98.

0 5

12

80

1,80

0,5

15 кремнеземом, оксидом алюминия, алюминатами кальция и силикатами кальция. Плотность высушенного твердого остатка отходов содового производства и горелой породы вскрыши угольных карьеров равна 1,.6-2,1 и 1,92,25 г/см з соответственно. Плотность вводимых сырьевых компонентов достаточна для получения облегченных тампонажных растворов. . Смеси готовят смешением компо нентов с раздельным помолом их до удельной поверхности 3000-3500 см /г

Х совместным помолом портландцементного клинкера, расчетного количества гипса и соответствующих количеств высушенного твердого остатка отходов содового производства и горелой

Портланд- Высушенный цемент твердый остаток отходов

СОДОВОГО пр-ва породы вскрыши угольных карьеров.

При получении вяжущего используют

Стерлитомакский тампонажный портландцемент.

Из полученных составов готовят растворы„ у которых определяют плотность и седиментационную устоЯчивость. Плотность определяют согласно ГОСТ 1581-78 и седиментационную устойчивость по водоотстою. Вр10 довяжущее (водоцементное) отношение выбирают из условия равноподвижных смесей. Растекаемость по конусу

АзННН составляет 20-22 см.

Сравнительные результаты испыта 5 ний растворов на предлагаемом вяжущем и по прототипу показаны в табл. 2 ° ,Таблица 2

1035195

Продолжение табл. 2

Водоотстой

Вяжущее

Предлагаемое

38,1

24,8

60,2

44,4

59,4

89,2 зоо

0,58

45 3

87,2

28,6

75+3. 51,4

85,1 123,2 зоо

140+5

1,О

41,7

26,1

80,1

44,3

75+3

140+5

93,5

8О,О зоо

0 80

Известное

27,5 35 4

22+2

75+3

140+5

61,7

43,9

70,3

91,2

300

0,37

41,6

29,2

22 2

8?,9

54,3

75+3

140+5

115, О

80 1

300

0,84

22,6 45,5

22+2

75+3

140+5

40 1 75с2

90,2 108, 3

1,0

300

22+2

75+3

140+5

22+ 2

Предлагаемое вяжущее позволяет получать облегченные тампонажные растворы (1,55-1,70 г/см ), в то время как прочность камня сохраняется достаточно высокой, сравниваемой с прочностью камня из растворов нор- 60 мальной плотности. Это обусловлено .тем, что горелая порода содержит в своем составе аморфизированный кремнезем, активно вступающий в химическое взаимодействие с гидрокси-, 65 лом кальция, выделяющимся при гидратации клинкерной составляющей вяжущего, уже при нормальных температурах. Низкая температура обжига твердого остатка не приводит к разложению карбоната кальция и тем самым не увеличивает количества гидроксида кальция в вяжущем. В тоже время при взаимодействии с гидроалюминатами образуются гидрокарбоалюминаты кальция, вносящие допол1033193

Составитель В.Никулин

Редактор Л.Повхан ТехредМ.Костик Корректор О.Билак

Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственноro комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5779/29

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 нительный вклад в создание прочности камгя.

Отсутствие свободного гидроксида кальция в продуктах твердения, связывание алюминатов в гидрокарбоалюминаты на стадии твердения и хорошая структура камня обеспечивают высокую долговечность камня в условиях агрессивных сред. Проведенные лабораторные испытания на долговечность камня в условиях сероводородной агрессии показывают, что камни, сформированные при температурах выше 150 С как из прототипа, так и предлагаемого вяжущего, обладают одинаковой долговечностью, а при температурах ниже 150 С, и особенно, о при температурах ниже 100 С долго вечность камня на основе данного вяжущего превосходит долговечность камня на основе вяжущего-прототипа.