Тампонажная смесь

 

ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ, включающая шлак производства ферротитана, шлак рафинированного феррохрома и шелочной возбудитель твердения, отличающаяся тем, что, с целью повышения лрочности при высоких температурах, она дополнительно содержит хвосты обогащения медномолибденовых руд при следующих соотношениях указанных компонентов, мае. %: Шлак производства ферротитана26,8-56,6 Шлак рафинированного феррохрома18,2-30,6 Щелочной возбудитель твердения6,0-12,0 Хвосты обогашения медномолибденовых руд 18,2-30,6

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зад Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6,0-12,0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3594607/22-03 (22) 26:01.83 (46) 23.05.84. Бюл. № 19 (72) Н. Х. Каримов, Л. С. Запорожец, Н. А. Морозова и М. А. Танкибаев (71) Актюбинское отделение Казанского научно-исследовательского геолого-разведочного нефтяного института (53) 622.245.42 (088.8) (56) 1., Авторское свидетельство СССР № 689980, кл. С 04 В 7/14, 22.03.78.

2. Авторское свидетельство СССР № 732496, кл. Е 21 В ЗЗ/138, 07.01.80 (прототип) .

„,SUÄÄ 1093794 А (54) (57) ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ, включающая шлак производства ферротитана, шлак рафинированного феррохрома и щелочной возбудитель твердения, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности при высоких температурах, она дополнительно содержит хвосты обогащения медномолибденовых руд при следующих соотношениях указанных компонентов, мас. %:

Шлак производства ферротитана 26,8-56,6

Шлак рафинированного феррохрома 18,2-30,6

Щелочной возбудитель твердения

Хвосты обогащения медномолибденовых руд 18,2-30,6

1093794

10

30

1

Изобретение относится к производству тампонажных смесей для цементирования глубоких скважин лри высоких давлениях и температурах и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Известна тампонажная смесь, включающая шлак алюмотермического производства ферротитана и портландцемент (1).

При твердении такого вяжущего образуются низкоосновные гидроалюминаты кальция и гидрат окиси алюминия, не обеспечивающие достаточной прочности цементного камня при высоких температурах.

Кроме того, в состав вяжущего входит до

15 /р портландцемента, являющегося дорогостоящим материалом.

Наиболее близкой к изобретению по составу и технической сущности является тампонажная смесь, которая содержит в своем составе шлак производства ферротитана (45,5-54,6 масР/p) шлак рафинированного феррохрома (36,4-45,5 мас. /ц) и щелочной возбудитель твердения (6,0-9,0 мас. /o (2) .

Недостатком известной смеси является невысокая прочность цементного камня на ее основе.

Целью изобретения является повышение прочности цементного камня при высоких температурах.

Пбставленная цель достигается тем, что тампонажная смесь, включающая шлак производства ферротитана, шлак рафинированного феррохрома и щелочной возбудитель твердения, дополнительно содержит хвосты обогащения медномолибденовых руд при следующих соотношениях указанных компонентов, мас. /o.

Шлак производства ферротитана 26,8-56,6

Шлак рафинированного феррохрома 18,2-30,6

Щелочной возбудитель твердения 6,0-12,0

Хвосты обогащения медномолибденовых руд 18,2-30,6

Хвосты обогащения являются отходом переработки медномолибденовых руд и представляют собой мелкодисперсный порошок, практически полностью состоящий из кремнезема SiO>. Состав хвостов обогащения медномолибденовых руд, мас. /p. .Si0 75-78;

А1аОз 17 18; СаО 1-5; МагО+ КгО 1-4.

Использование в качестве добавки хвостов обогащения руд, богатых кремнеземом, позволяет связать избыточную известь из шлака рафинированного феррохрома и способствует образованию низкоосновных гидросиликатов кальция. По данным рентгеноструктурного анализа при твердении предлагаемой тампонажной смеси образуется тоберморит Са (Я,О„Н ). 4Н О. Кристаллы тоберморита имеют вид волокон, которые

2 упрочняют цементный камень, армируя его

Кроме того, в продуктах твердения смеси находятся, высококремнеземистые гидрогранаты состава ЗСаО А1 0з(1,5-1,6); SiO (2,8-3,0) Н О, стабильные до температуры 360 С и обладающие хорошей прочностью.

Технология приготовления тампонажной смеси указанного состава состоит в следующем.

Исходные шлаки и хвосты обогащения перемешивают в сухом виде, после чего смесь затворяют водой с добавлением жидкого стекла до получения необходимой растекаемости раствора 18-20 см. Вместо жидкого стекла возможно применение силикат-глыбы в том же количестве

Пример. Берут 450 г шлака производства ферротитана, 230 r шлака рафинированного феррохрома и 230 r хвостов обогащения медномолибденовых руд и тщательно перемешивают в сухом виде. Затем 170 r воды растворяют 90 г щелочного возбудителя твердения, и полученным раствором затворяют ранее приготовленную смесь.

В табл. 1 приведены составы предлагаемой тампонажной смеси и известной.

Цементный камень имеет показатели, приведенные в табл. 2.

Из табл 2 видно, что прочность цементного камня на основе тампонажной смеси с добавкой хвостов обогащения в полтора раза выше по сравнению с известной при равных температурах твердения. Кроме того, температурный интервал применения предлагаемой смеси значительно расширен в сторону высоких тем пер ату р.

Применение тампонажной смеси позволит повысить качество крепления скважин в условиях высоких температур и давлений.

Добавка хвостов обогащения менее

18,2 мас. /< (табл. 3) понижает прочность цементного камня, так как из-,за недостатка кремнезема (SiOz) не может образоваться тоберморит, являющийся носителем высокой прочности. Увеличение содержания хвостов обогащения выше 30,6 мас. /p также ведет к снижению прочности камня в результате того, что избыток кремнезема не вступает в реакции гидратации.

Предлагаемая тампонажная смесь недорога, так как для ее производства использованы отходы промышленности. Стоимость 1 т смеси составляет 6-11 руб., тогда как стоимость 1 т тампонажного цемента

26 руб.

Испытания показали, что введение в тампонажную смесь хвостов обогащения медномолибденовых руд приводит к значитель ному росту прочности цементного камня, его термостойкости.

1093794

Та блица 1

6,0

18,2

18,2

56,6

23,0

9,0

23,0

45,0

12,0

26,8

30,6

30,6

9,0

36,4

54,6

8,0

41,0

51,0

6,0

44р н

50,0

9,0

45,5

45,5

Та блица 2

162 204 267 288 337 39 51 56 59 61

2,12

134 176 246 303 386 31 38 51 * 59 64

2,16

2, 02 253 317 331 394 440 60 75

85 92 108

92 135 156

103 156 181

2,3

2,2

51 87 105

2,14

2, 15 125 180 194

1093794 сг щ г»

С4 О О О Г4

Г4

Г4 Ch 01 Г4»Ф сч аио сч оiе мъw а а Оо С4

«» ОО Ю сч) И44C Ч

О а О

» <ч> р

О 4 О О О О 4 1 00 ф О\

О Оо 4 4 W 00 О 00 О О 00

Г4 Р ) ОЪ

en(@»ю

w iо т- г0 оо

Г 4 ГЧ 4 4

СО с 4 РЪ @ О Г0 Ю 00 ю ч (4

О„ О„ О„ О„ О„

Ch 00 О Ch CO

» Г4»»

»Г С4 О (4 О

-„-„ „О„О„

Г4 Г4 Г4 С 4 Г4 аа4 а О л -» »»

ООООО аГЧО О Г

44О04ГО О

° Г 4 4ч ) (v

О О„ О О„ О

О О Ch 4»4 Ch

„сЧ„О„О

44С4 mОЕ

» Г4 (Е4 4Ч}

О„о„о оо„сч О а ОО0 »О Ю .» Г 4

Редактор А. Шишкина

Заказ 3392/27

Составитель Е. Тангалычев

Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4