Тампонажная смесь

 

Изобретение относится к производству тампонажных смесей (ТС),.применяемых при бурении скважин. Цель . изобретения - .ускорение сроков схватьшания ТС при высоких значениях прочности тампонажного камня на ее основе при сжатии через 24 ч водного твердения. Для этого ТС включает следующие компоненты при соотношении, мас.%: портландцемент 46,0-48,0, глиноземистый цемент 28,0-29,0 и в качестве добавки - смесь сульфатов кальция и алюминия 23,0г-26,0. Готовят ТС совместным помолом всех компонентов до удельной поверхности-v 5000 см г/г. Причем на 3 мае.ч. сульфата алюминия берут 10-20 мае.ч. сульфата кальция , характеризующегося отношением CaO:HgO m, где m€ 5,30-6, 15 . Готовую ТС упаковывают в герметичные ам (О пулы. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (5)) 4 E 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3875124/22-03 (22) 28.03.85 (46) 23. 11.86. Бюл. N- 43 (71) Государственный ордена Трудового

Красного Знамени всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт цементной промышленности "ГИПРОЦЕМЕНТ" (72) Г.Г.Дмитриева, P.À.Èçìàéëîâà, В.И.Корнеев и А.И.Павлов (53) 622.245.42(088.8) (56) Патент США Ф 4045237, кл. 106-89, опублик. 1977.

Авторское свидетельство СССР

В 874979, кл. Е 21 В 33/138, 1979. (54) ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к производству тампонажных смесей (ТС), .применяемых при бурении скважин. Цель изобретения вЂ,ускорение сроков схватывания ТС при высоких значениях прочности тампонажного камня на ее основе при сжатии через 24 ч водного твердения. Для этого ТС включает следующие компоненты при соотношении, мас.7.: портландцемент 46,0-48,0, глиноземистый цемент 28,0-29,0 и в качестве добавки — смесь сульфатов кальция и алюминия 23,0.-26,0. Готовят ТС совместным помолом всех компонентов до удельной поверхности 5000 см r/r.

Причем на 3 мас.ч. сульфата алюминия берут 10 — 20 мас.ч. сульфата кальция, характеризующегося отношением

СаО:Н О = ш, где mE|5,30-6, l5j . Готовую ТС упаковывают в герметичные ампулы. 5 табл.

1271961

Изобретение относится к производ ству тампонажных смесей, предназначенных для тамппнирования скважин при проведении геологоразведочных, инженерно-изыскательских, буровзрывных и других работ „ в частности для ликвидации зон осдожнений, связанных с поглощением промывочной жидкости, методом сухого тампонирования.

Цель изобретения — ускорение сроков схватывания тампонажной смеси при высоких значениях прочности тампонажного камня на его основе при сжатии через 24 ч водного твердения.

Тампонажную смесь готовят совместным помолом портландцемента, глиноземистого цемента и смеси сульфатов алюминия и кальция до удельной поверхности 5000 см r/ã, причем на 3 мас.ч. сульфата алюминия берут 10

20 мас. ч. сульфата кальция, харакСаО теризующегося отношением --- = m, Н О где m g (5, 30-6, 15) .

Готовую смесь упаковывают в герметичные ампулы.

Компоненты, входящие в состав добавки, приведены в табл. 1.

Добавка в тампонажную смесь вводится в количестве 23-26 мас.7., что приводит к достижению коротких сроков схватывания при сохранении высоких значений суточной прочности. При введении добавки менее 23 мас./ сроки схватывания удлиняются до 6 — 8 мин.

Введение более 26 мас.7 приводит к снижению прочности при сжатии до

9,8 МПа, что сказывается на эффективности проведения тампонажных работ.

Важное значение для сокращения сроков схватывания имее соотношение сульфатов кальция и алюминия в,цобавке. При изменении пропорции с

20:3 до 10:3 сроки схватывания сокращаются с 5-6 до 3-4,5 мин при сохранении высоких значений прочности при сжатии через 24 ч водного твердения.

При уменьшении в составе комплексной добавки сульфата алюминия до c:îoòíoшения 21:3 тампонажная смесь имеет высокие значения прочности (17,217,,0 МПа), но более длительные сроки схватывания (начало 6-7 мин, конец

7-8 мин). Изменение соотношения до

;:9: l приводит к сокращению сроков схватывания до 2-4 мин, но и одновременно к уменьшению прочности (9,89,5 МПа) .

Существенное влияние для достижения коротких сроков схватывания имеет также качественный состав сульфа-. та кальция, так как присутствие в

5 больших количествах сульфата кальция в виде двугидрата или ангидрида приводит к значительному удлинению сроков схватывания. Так как при уменьшении.малярного соотношения СаО/Н О меньше 5,30, сроки схватывания тампонажной смеси удлиняются до 7—

10 мин, что может привести к некачественному тампонажу по методу "сухого" тампонирования. С увеличением соотношения СаО/Н О (больше 6,15) сроки схватывания становятся практи-. чески мгновенными, что затрудняет работу со смесью, так как может привести к прихвату бурового инструмента в момент раэбуривания, а также образованию тампонажного камня незначительной толщины.

Пример . В качестве исходных компонентов используют портландцемент, глиноземистый цемент, сульфат кальция в виде строительного гипса и сульфат алюминия технический .

Химический состав исходных компонентов приведен в табл.2.

Сроки схватывания определяются на приборе Вика при В/Ц =: 0,50. Прочность при сжатии определяется на половинках балочек 4 ° 4 ° 16 см.

Результаты испытаний приведены в таблицах 3-5.

Ф о р м у л а и э обретения

46,0-48,0

28,0-29,0

Портландцемент

Глиноземистый

55 цемент

Смесь сульфатов кальция и алюминия

23,0-26,0

40 Тампонажная смесь, включающая глиноземистый цемент и добавку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью ускорения сроков схватывания при высоких значениях прочности тампонажного камня на его основе при сжатии через 24 ч водного твердения, она дополнительно содержит портландцемент, а в качестве добавки — смесь сульфатов кальция и алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.X: з 12719 причем смесь сульфатов кальция и алюминия соДержит на 3 мас.ч. сульфата алюминия 10-20 мас.ч. сульфата кальция, характеризуемого соотношением

Таблица 1

Содерканне коилонентов, нас.й

Дооавка О Alе ОЭ FeеОФ СаО Н80 SO R O

19,83-24,43 13,32-15,57 0,39-0,50 0,56-2,53 0,91 29,65-39,16 5,98-9,05 15,3-22,82

Сулъфат алквди нин

Текнический сулъфат калъцин!

3 98-4,03 0,90-1,20 0,29-0,40 36,92-37,61 3 18-3,42 43;61-47,95 0 61-0,90 6,5-8,5

Таблица 2

Содержание

Смесь

203 Ге203 CaO Mgo Sp р 0 п п,п.

Портландцемент

22,23 4,98 4,58 63,84 1,49 0,40 1,16 1,32

Глино з емистый цемент

8,79 46, 13 1,66 40,67 0,92 0,79 О, 16 0,89

Сульфат алюминия

22, 13 14,44 0,45 1,54 0,46 34,40 7,52 19,06

4,00 1,06 0,35 37,26 3,30 45,78 0,75 7 50

Таблица 3

:Основной состав, мас.Ж

Соотноше- Колироки схватыания мин-с чество добавки, Ж ачало конец ния

Полуводный гипс 40-60

Глиноземистый цемент

6-00 8-00

7,5

60-40

Полуводный гипс 40-60

Глиноземистый цемент

60-40

0,01 7-00 9-00

7,5

Технический строительный гипс ние сульфатов кальция и алюми61 4

СаО

Н 0 где т а (5, 30-6,! 51 .

ПрочноСть при сжатии через

24 ч, MIa

1271961

Прочность при сжатии через

24 ч, MIa

Количество добав ки, Х ачало кон

О, 1 14-00 15-00

23, О 4-30 5-15

18,00

15:3

16,8

29,0

28,5 f5::3

24, 5 4" 15 5" 15 l6,4

28,0

15:3

26,0 4-00 5-00

16,4

Контрольный

29i0

15: .3

22,0 6-45 8" 15

17,3

27,0

15:3

27,0 3-00 4-00

9,8

Основной состав, мас.Z.Полуводный гипс 40-60

Глиноэемистый цемент

59,9-39,9

Портландцемент 48,0

Глиноэемистый цемент

Портландцемент 47,0

Глиноземистый цемент

Портландцемент 46,0

Глиноземистый цемент

Портландцемент 49,0

Глиноэемистый цемент

Портландцемент 46, О

Глиноземистый цемент

Соотноаение сульФатов кальция и алюми ния роки скваты ания мин-с

Ь

Продолжение табл ° 3

1271961

Таблица 4

КоличесСроки схватывания, мин-с тво добавки, Х

J конец

17,0

20:3

5-15

6-00

16,8

5-00

16,8

15:3

4-30

5-15

5-00

4-00

16,4

1О:3

3-45

4-30

4-30

15,5

3-15

15,0

Контрольное

21:3

6-45

8-00

17,2

6-00

7-15

4-15

3-00

9,8

2-45

9:3

2-15

9 5

Таблица 5 роки схватывания, мин-с! ачало конец

2-00

23,0

6,15

2-15

23,0

5,60

4-30

5-15

23,0

5 30

6-00

8-00

26,0

6,15

2-05

Соотношение в добавке сульфат кальция: сульфат алюминия

Состав, мас.7.

Портландцемент 48,0

Глиноземистый цемент 29,0

Портландцемент 48,0

Глиноземистый цемент 29,0

Портландцемент 48,0

Глиноземистый цемент 29,0

Портландцемент 46,0

Глиноземистый цемент 28,0

Портландцемент 46,0

Добавка, СаО/Я О

Прочность при сжатии через 24 часа MIa

1 271 96) 10

Продолжение табл.5

СаО/Н <О

Сроки схватывания, мин-с

Состав, масс. 7

Добавка, X начало . конец

4-00

4-45

Глиноземистый цемент 28,0

Портландцемент 46,0

Глиноземистый цемент 28,0 5,60

26,0

5 30

5-30

26,0

7-30

Контрольный

Портландцемент 48,0

0-45

6,20

23,0

1-00

Глиноземистый цемент 29,0

Портландцемент 48, О

Глиноземистый цемент 29, О

Портландцемент 46,0

7-45 10-00

23,0

5,25

Глиноземистый цемент 28,0

6,20

26,0

Мгновенное

Портландцемент 46,0 ,Глиноземистый цемент 28,0

9-00

26,0

7-15

5,25, Составитель Л. Бестужева

Техред Л.Олейник Корректор С.Шекмар

Редактор О. Головач

Заказ 6315/29 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4