Тампонажный материал

 

1. ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ на основе шлако-песчаного вяжзгщего и tmнеральной термостойкой .добавки, отличающийся тем, что, с целью предотвращения деструкции,и обеспечения запаса прочности тампанажного камня при воздействии темпе .ратурных колебаний при температурах твердения 160-250 С, в качестве термостойкой минеральной добавки он содержит модифицированный палыгорскит при следующем соотношении компонентов, мае .7.: Шлако-песчаное вяжущее90-95 Модифицированный .палыгорскит5-10 2. Материал по , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что модифицированный палыгорскит имеет следующий химический состав, мас.%: SiO 50-60; 5 FejOj 8,5-15; Al-iOa 7,4-13,2; СаОр, 2,5; MgO 9-15; (K.,0+Na,0) 0,5-1,0, (Л потери при прокаливании составляют 10-12%.

„„SUI 41673 5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц1Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3660379/22-03 (22) 05. 11. 83 (46) 15.07.85. Бюл. М 26 (72) С.А.Абрамов, В.А.Антонов и Д.Ф.Новохатский (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.245.3(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

Р 558559, кл. E 21 В 33/138, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 1010253, кл. Е:21 В 33/138, 1983..

{54) (57) 1. ТАИПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ на основе шлако-песчаного вяжущего и минеральной термостойкой .добавки, отличающийся тем, что, с целью предотвращения деструкции и обеспечения запаса прочности тампонажного камня при воздействии температурных колебаний при температурах твердения 160-250 С, в качестве термостойкой минеральной добавки он содержит модифицированный палыгорскит нри . следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Шлако-песчаное вяжущее 90-95

Модифицированный ,палыгорскит 5-10

2. Материал по п1, о т л и ч а— ю шийся . теи, что модифицированный палыгорскит имеет следующий хииичеекий состав, иас.X.: Зд0 50-60;

Рей0 8,5-15; А120э 7,4-13,2; Са0 0,52в5; М80 9 15; (K O+Na O) 0 ° 5 1вО потери при прокаливании составляют

10-12Х.

1 16 7 305

Шлако-песчаный цемент

Модифицированный палыгорскит

Шлако-песчаный цемент

Модифицированный палыгорскит

93 1

Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и геотермальных скважин, а именно к тампонажным материалам, применяемым при цементировании высокотемпературных скважин с аномально-высоким температурным градиентом.

Целью. изобретения является созда" ние тампонажного материала, предотвращающего деструкцию и одновременно 10 обеспечивающего прочность тампонажно-. го камня при воздействии циклически меняющихся температур (температурных колебаний) до 250 С за счет модифицированного палыгорскита. !5

Модифицированный палыгорскит— порошкообраэный материал желтоватокрасного цвета, имеет плотность 2,65,3,2 г/смт., производится по ТУ-39-0108-658-81, понижает термический коэф-2р фициент линейного расширения тампонаж.ного камня, уменьшая тем самым величину внутренних напряжений при воздействии температурных колебаний.

Кристаллическая структура палы- 25 горскита имеет слоисто-ленточное строение и образует цеолитоподобные каналы. Благодаря такой структуре палыгорскит поглощает большое количество воды без значительного разбу- 5р хания,что предупреждает возникновение внутренних напряжений при твердении шлако-песчаного камня. Добавка модифицированного палыгорскита нредотвращает деструкцию и обеспечивает запас 35 прочности при воздействии температурных колебаний, тогда как у тампонажного материала с добавкой асбеста наблюдается тенденция к деструкции и, как 4р тампонажного камня (см.таблицу).

В таблице представлены физико-механические свойства тампонажного раствора на основе тампонажного материала с добавкой модифицированного палы45 горскита.

Состав данного материала может быть изготовлен путем смешения измельченного доменного гранулирован- 5р ного шлака с кварцевым песком и модифицированным палыгорскитом, а также путем смешения шлако-песчаного цемента с модифицированным палыгорскитом.

Пример 1. Тампонажный мате- 55 риал шлако-песчаного цемента и модифицированного палыгоуркита взят в следующем соотношении, мас. :

Для приготовления 1 т тампонажного материала брали 950 кг ШПЦС-200 и

50 кг модифицированного палыгорскита.

Тампонажный раствор, приготовленный из данного тампонажного материала, заливался в специальную форму, которая помещалась в специальный автоклав-установку, предназначенную для исследования работы тампонажного камня на термоусталость. В жидкость эа" творения для регулирования сроков схватывания вводился реагент-замедлитель ОПФ (О, 1 от сухого вещества).

При этом водоцементное отношение бралось равным 0,4 (см.таблицу, опыт

Ф 3).

Тампонажный раствор твердел в течение суток при 160 С и давлении

P-50 ИПа; После этого сформировавшийся тампонажный камень в течение следующих 2 сут подвергался воздей-. ствию 4 циклов температурных колебаний. После воздействия циклически меняющихся температур автоклав охлаждался и форма извлекалась. Из формы готовились стандартные образцы для испытания на прочность согласно

ОСТ 39/051-77. Параллельно с этим испытанием для сравнения из этого же приготовленного тампонажного раствора формировались образцы для определения 3-суточной прочности тампонажного камня без воздействия температурных колебаний -(см.таблицу, опыт

N 3).

П р. и м е р 2. Тампонажный материал приготавливался способом, описанным в примере 1, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:.

Для приготовления тампонажного раствора в жидкость затворения вводился с целью регулирования сроков схватывания реагент-замедлитель

ОПФ"0,25, при этом В/Ц=0,42. Тампонажный раствор твердел при 200 С и давлении 60 NIIa. Тампонажный камень подвергался испытаниям, описанным в примере 1 (см.таблицу, опыт В 6). о

Шлако-песчаный цемент

Модифицированный палыгорскит

10

Состав тампонажного материала, мас.X

РастекаВ/Т

ПлотОпыт, В ность, ./ з емость, см

ШПЦС-200

Палыгорскит

Асбест

0,4

100

0,4

95

0,4

0,4

100

0,42

93

1800 19

0,42

1800 . 20,5

0 4

100

0,44

1780 19

1780 18

0,44

90 з 1

Пример 3. Тампонажный материал приготавливался. способом, опи" . санным в примере 1, причем компоненты взяты в следукицем соотношении, мас.Ж:, I-67 305 4

Для приготовления тампонажного раствора в жидкость затворения вводился с целью регулирования сроков схватывания реагент-эамедлитель ОПФ0,4%, при этом В/8=0,44. Тампонажный раствор твердел при 250 С и давлении

70 МПа.. Сформировавшийся тампонажный камень подвергался испытаниям, описанным в примере 1 (см.таблицу, 1О опыт Н 9).

1810 21

1820 19

1820 18,5

1810 20, 5

1.800 19

1167305 5

Лродолжение таблицы

Прочность тампонажного камнями через

72 ч, ИПа

Условия

Опыт, В твердения

Дав- Темпе ле- ратуние, ра, С

ИПа

Изгиб.

Сжатие

Изгиб

Сжатие камень, OC

12,1

4,0

4,7 15,8

121

4,9 16,3 3,8

1j,7

121

16,5

4,9 16,4

4,8

121

5,4, 16,8

60 200

10,4

3,9

143

17,2

143

60 200

3,3

6,2

6,1 18,9

60 200

70 250

18,0

6,2

143

6,8 22,,7 3,8

177

10,9

8 70 250 177

70 250 177

12,3

7,2 21,8

22,1

6,8

22,2

6,9

Прочность таипожного камня, не подвергающего воздействию температурных колебаний.

Прочность тампонажного камня, подвергающнгося воздействию температурных колебаний.

Составитель В.Бондаренко

Редактор Н.Швыдкая ТехредС.йовжий Корректор Е. Сирохман .

Заказ 4397/32 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4

50 160

50 160

50 !60 ная теипература, до которой охлаждается тампонажный

Прочность там" понажного камня»» через 72 ч после

4 циклов температурных колебаний