Способ приготовления тампонажного раствора

 

. союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

gg 4 Е 21 В 33/138

0,26-1,31

0,65-4,44 Я (21) 3658894/22-03 (22) 03.11.83 (46) 30.01.86. Бюл. N- 4 (71) Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (72) П. Я. Зельцер, К. А. Шишин, T. А. Иванова, Т. Я. Гальперина, P. П. Иванова, Л. А. Вертопрахова и M. И. Машкович (53) 622.245.42(088.8) (56) Данюшевский В. С. и др.

Справочное руководство по тампонажным материалам. M,: Недра, 1973.

Агаева С. И,, Марков Ю. M., Расизаде Я. И. и др. Возможность применения цементов крупного помола для крепления скважин. НТС сер.

Бурение, 1971, с. 12-14. (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ TAMIIOНАЖНОГО РАСТВОРА, включающий помол

-SU,» 32 1189 А клинкера с гипсом, ввод минеральной порошкообраэной добавки и смешение полученной смеси с водной жидкостью эатворения, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат энергии и времени на измельчение клинкера, помол клинкера с гипсом ведут до удельной поверхности

150 м /кг, а в качестве минеральной добавки используют цементную пыль иэ третьего электрополя электрофильтра и полученную смесь пластифицируют и активируют водной жидкостью затворения следующего состава, мас.Ж:

Продукт на основе сульфированной нафталино-формальдегидной смолы,нейтрализованной NaOH

Карбонат натрия

Вода Остальное

1 12

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности, для цементирования обсадных колонн, установки цементных мостов, ремонтных и изоляционных работ.

Цель изобретения — снижение затрат энергии и времени на измельченир клинкера.

Помол клинкера ведут до удельной поверхности меньшей, а минеральную порошкообразную добавку вводят с удельной поверхностью большей, чем у стандартного цемента, причем раствор при приготовлении пластифицируют и активируют. Для конкретного осуществления способа цемент из клинкера с удельной поверхностью 150 м /кг, г гипса и цементной пыли электрофильтров,;примененной в качестве минеральной йорошкообразной добавки, пластифицируют и активируют водной жидкостью затворения следующего состава, мас. :

Продукт на основе сульфированной нафталино-формальдегидной смолы, нейтрализованной NaOH 0,26-1,31

Карбонат натрия 0,65-4,44

Первая из добавок является пластификатором. Он производится по

ТУ 6-14-10-252-79. Этот продукт— жидкость коричневого цвета, выпускается 33-38 -ной концентрации не имеет запаха, мало токсичен. Вторая добавка — активатор выпускается по

ГОСТ 83-79 °

Пример. Портландцементы приготавливаются посредством совместного измельчения клинкера Якутского цементного завода (97 ) и двуводного гипса (3%) в лабораторной шаровой мельнице конструкции Гипроцемента до удельных поверхностей 300 (приня2 того за эталон) и 150 м /кг, измеряемых по методу воздухопроницаемости на приборе ПСХ-4, При измельчении клинкера измерялись время, затраченное на помол, и расход электроэнергии для каждого вида портландцемента (табл. 1), В пробы портландцемента с $

=150 м /кг вводится цементная пыль электрофильтров (отбиралась пыль из третьего электрополя, которая обладает наибольшей щелочностью— сумма равна 9-11X), являющаяся отходом производства (табл. 2). Коли08189 2

l5

55 чество вводимой пыли составляет

15% и соответствует предельному количеству вводимых в цементы минеральных добавок по ГОСТ 1581-78.

Затворение всех проб осуществляется при водоцементном отношении г

В/Ц=0,5; цементов с $г =300 м /кг питьевой водой, а цемейтов с S = г

=150 м /кг — водным раствором добавок — продукта на основе сульфированной нафталино-формальдегидной смолы, нейтрализованной N аОН (пластификатор), и карбоната натрия (активатор). Время перемешивания во всех случаях равно 3 мин ° Основным критерием оценки полученных результатов являются прочностные свойства.

Данные экспериментальных работ сведены в табл. 3. Как видно из таблицы, свойства раствора и камня, полученных из портландцементов с г

S =150 м /кг, достигают значений, И г превьппающих таковые с S =300 м /кг, только при вводе определенных количеств добавок пластификатора и активатора, Оптимальное их количество составляет: продукт на основе сульфированной нафталино-формальдегидной. смолы, нейтрализованной ИаОН, 0,26-1,31 (группы опытов N 3 и 16), карбоната натрия 0,65-4,44%. При увеличении или уменьшении содержания добавок против указанных значений, свойства тампонажного раствора и камня не соответствуют эталонным, так как прочностные характеристики меньше, чем при S =300 м /кг, g

Использование йредлагаемого способа позволяет получить ряд преимуществ по сравнению с известными.

3а счет более крупного помола достигается сокращение затрат времени энергии на измельчение клинкера (в данном случае в 3,2 раза). Это позволяет получить во столько же раз. большее количество цемента или то же количество цемента за меньшее время.

Поскольку цемент является более крупным, уменьшаются потери его свойств при хранении, Ввод добавок карбоната натрия способствует химическому диспергированию цементных зерен, а пластификатор создает требуемую консистенцию раствора, что позволяет получить непосредственно перед цементированием свойства суспензии и цементного камня, соответствующие стандартным.

Это дает возможность достигать выского качества цементирования скважин, расположенных в отдаленных, в

Затраты времени и энергии на помол клинкера

Таблица 1

Удельная поверка ность S, м /r

И

Время, затраченное Удельные энергона измельчение 10 кг затраты на помол клинкера, мин клинкера, кВт/ч/т

60,0

300

18,7

150

Таблиц а 2

К 0 (сумма) SiO A".. 0 Fe O

СаО

MgO Na,0

$„> м т/кг

21,04 12,52 5,36 2,45 2,26 38,93 0,20 9,10 91,92

580

Технологические свойства раствора и калия из цементов различной удельной поверхности

Таблица 3 йства цементного камня через 2 сут, обавки, мас. I

Сроки схватывани

У груп опытов

>>ф емен а, /кг

Проницаемость> МД

Прочность на снатне, ИПа

Начало )!онец асти- Актнваика- тор

1 300

8-00

2>81

6,66

0,38

2 150 О 25 I 3!

8-00

2,73

0,42

6,37

3 150 0,26 1,96

3-50

3i0l

7,50

0,21

4 ) 50 0,39 1,31 19,0 4-25

7-45

2,79

6,74

0,32

5 150 053 065

18,5 6-25

8-40

4,)3

10,50

I0>00

0,11

6 150 0,53 1,31

)8 ° 0 1-15 6-30

4,01

0,12

2I,5 2-55

23,5 4-30

7 150 0,52 1>95

8 !50 0 52 2 58

9 )50 О 5! 4 44

8-! 0

3,74

9,06

O l9

8-30

0,22

3,22

8,31

0,29

24,0 4-25 8-10

3,36

8,63

Потери при прока ливании

Растрес; кнваемость по корпусу

АзНИИ, см

22,0 5-15

18,0 4-30

l8 0 2-20

1208189 4 частности, северных районах, куда доставка цемента осуществляется один раз в год и уменьшить количество выбрасываемого слежавшегося

5 цемента, 1208189

Продолжение табл.3,1 цементного камня череэ 2 сут.

Добавки, мас.Х роки схватыв ачал

Проницаемость, ИД очность сиатие, ИПа

Активятор

Пластифика- тор оне т

10 150

0,66

3,20 8,00

3,84 9,83

0,66!

2-15

"15

23,5

0,21

8-45

5-15

20,0

ll 150 0,65 1,31

l2 150 0,65 1,95

13 150 0,65 2,58

14 150 0,64 3 21

0,14

3-05 7-20

21,0, 3,27

8,25

0,23

0,19

9-05

4-20

25,0

3,76

9,18

5-00

24,5

6-30

3,25

8,33

0,21

15 150 0„63 4,43

4-20

18,0

5-50

3,79

9, 18

0,17

24,0

0,66

8-30

1,31

16 150

l 7 150

3,15

8,00

0,19 0,18

21,5 6-55

l 30

1,30

3,17

8,81

18 150 1,29 1,94

21,5

7" 15

2,98

7,58

0,19

25 0

4-05

1,29 2,56

19 150

20 150

7-05

2,81

6,87

0 34

7-25

2,34

},27

3,94

24 5

4-25

6,00

0,48

Составитель В, Борискина

Редактор Ю. Середа Техред M.Ïàðoöàé Корректор E.- Рошко

Заказ 211/40 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и и

Ф групп тов

$„ цемента, м /кг

Растре хиваемость корпус

AsHHH см

13-00

10-10 .6-10