Способ приготовления тампонажного материала на основе шлакощелочного вяжущего

 

Изобретение предназначено для цементирования глубоких высокотемпературных скважин. Цель - повышение седиментационной устойчивости, проч- -ности и адгезионной способности тампонажного материала. Для этого предварительно высушенный доменный гранулированньй шлак подвергают измельчению до ТОНИНЫ помола, соответствующей удельной поверхности Зца 320- 350 по прибору ПСХ-2. Параллельно готовят раствор несиликатных соединений щелочных металлов. В него вводят 1-9 мас.% кальцийсиликатной добавки, характеризующейся соотношением C/S от 2 до 3, Смесь перемешивают до получения гомогенной суспензии . Далее на ней затворяют тонкомолотый гранулированный шлак. Вяжущее твердеет как в естественных условиях, так и в условиях тегшовлажностной обработки . 2 табл. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Е 21 В 33/138

) ЗСЕСОЮЯРЦ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3919064/22-03 (22) 26.06.85 (46) 23.03.87. Бюл. Р 11 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) П.В. Кривенко, E.Ê. Пушкарева, О.Н. Петропавловский и И.П. Бабийчук (53) 622.245.42 (088.8) (56) Шлакощелочные бетоны на мелкозернистых заполнителях. /Под ред.

В.Д. Глуховского. Киев,: Вища школа, 1981

Авторское свидетельство СССР Ф 1038315> кл. С 04 В 12/04, 1986. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНЛЖНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ШЛАКОЩЕЛОЧНОГО

ВЯЖУЩЕГО (57) Изобретение предназначено для цементирования глубоких высокотемпе®U 1298346 А 1 ратурных скважин. Цель — повышение седиментационной устойчивости, проч-ности и адгезионной способности тампонажного материала. Для этого предварительно высушенный доменный гранулированный шлак подвергают измельчению до тонины помола, соответствующей удельной поверхности S = 320Д

350 м /кг по прибору ПСХ-2. Параллельно готовят раствор несиликатных соединений щелочных металлов. В него вводят 1-9 мас.Х кальцийсиликатной добавки, характеризукнцейся соотношением с/s от 2 до 3, Смесь перемешивают до получения гомогенной суспензии. Далее на ней затворяют тонкомоЖ лотый гранулированный шлак. Вяжущее твердеет как в естественных условиях, так и в условиях тепловлажностной об- С работки. 2 -,àáë.

1 129

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при цементировании глубоких высокотемпературных скважин.

Цель изобретения — повышение седиментационной устойчивости прочности и адгеэионной способности тампонажного материала.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Предварительно высушенный доменный гранулированный шлак подвергают измельчению до тонины помола, соответствующей удельной поверхности S+

320-350 м /кг по прибору ПСХ-2.

Параллельно готовят раствор несиликатных соединений щелочных металлов, в который вводят 1-9 мас.7 кальцийсиликатной добавки. Смесь перемешивают до получения гомогенной суспензии и затворяют на ней тонкомолотый гранулированный шлак.

Вяжущее, твердеет как в естественных условиях, так и .в условиях тепловлажностной обработки.

В табл.1 приведены химические составы доменных шлаков, используемых для приготовления вяжущего.

В табл,2 приведены данные, иллюстрирующие зависимость физико-механических и технологических свойств от состава и способа приготовления тампонажного материала.

Пример. Предварительно высу" шенный доменный гранулированный шлак подвергают измельчению до тонины помола, соответствующей удельной поверхности S,>> = 320-350 M /кг по прибору ПСХ-2.

Параллельно готовят раствор содощелочного плава, в который вводят

7 мас. тонкоизмельченной кальцийсиликатной добавки, например, кефели нового шлама; смесь перемешивают до получения гомогенной массы, а затем

8346 используют ее для затворения молотого шлака до получения тампонажного раствора, имеющего растекаемость конуса АзНИИ в пределах 19-?4 см.

Образцы изготавливали и испытывали по ГОСТУ.

Плотность тампонажных шлакощелочных растворов определяли на пикнометре емкостью 100 см .

10 Адгеэионную способность определяли по значениям прочности при растя" женин, полученной при испытании образцов-восьмерок с замоноличенными в их шейках призмами из полированного гранита размерами 20 20 8 мм.

Оценку седиментационной устойчивости тампонажных растворов осуществляли по.коэффициенту водоотделения.

Тампонажный материал пригоден для эксплуатации в интервале температур

Т = 298-433 К, прочность и адгезионная способность тампонажного материала на 30-507. превышает аналогичные

25 показатели известных материалов.

Формула из обре те.ния

Способ приготовления тампонажного материала на основе шлакощелочного

3О вяжущего, включающий смешение молотого гранулированного доменного шлака с водным раствором несиликатных соединений щелочных металлов и с кальцийсиликатной добавкой, характеризующейся соотношением с/s от 2 до 3 в г количестве от 1 до 9 мас.7. от массы молотого гранулированного шлака, а тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения седиментационной ус40 тойчивости, прочности и адгезионной способности тампонажного материала, кальцийсиликатную добавку вводят в водный раствор несиликатных соединений щелочных металлов перед смешени45 ем с молотым гранулированным доменным шлаком.

Таблица

1" !8346

Содержание оксидов, 7.

СаО NgO SO MnO TiO

Шлак п,п.п SiO А1 0з Fe 0

Ждановский 1,92 38,28 7,16 0,73 46, г7 4,84 0,9 1j1

Тульский 0,17 35,17 11,0 2,8 43,35 5,25 1,23 0,49 — 1,04

Нижнетагильский

29,58 17,57 2,43 31,64 10,35 0,23—

33,6 15,85 2,45 35,67 8,9 1,34 1,4

8,2 0,9

0,9

0,79

2,51 37,52 9,5 2,4 34,9 41,25 0,66 0,36 1,1

Криворожский

О, 6 39, 52 6,49 О, 12 47, 13 3, 1 1,74 1, 15 О, 15 1, 1

Т а б л и ц а 2

ТемпеСпособ

Состав вяжущего

Состав уточвведения добавки роч" ость а изиб, ИПа

298 7,0 1,42

1 Ждановский шлак-86

В раствор щелочного 140

0,25

Содощелочной плав (в пересчете на Na 0)-7

368 11,8 2,83

433 1515 Ээ0

298 7,7 1,43 компо нента

Нефелиновый шлам-7

2 Ждановский шлак-90

То же

138 0,33

Содощелочной плав (в пересчете на Na 0)-7

368 13,0 2,82

Портландцементный клинкер-3

433 17,0 2,95 .298 6,8 1,40

3 Тульский шлак-88

Едкий натр (в пересчете на Na o)-7

138 0,35 368 - 11 5 2,80 компо нента

433 15,0 2,98

298 7,4 1,44

Нефелиновый шлам-5

4 Тульский шлак-85

Содощелочной плав (в пересчете на Na, О) -10

То же

140 0,30 368 14,0 2,85

Портландцементный клинкер-5

433 17,0 3,10

Чусовской

Ь

Череповецкий

В раствор щелочного

Водосодержанне, %

Козффициент отделения, Кв ратура отверждения, К

Адгезия, ИПа

1298346

Продолжение табл,2

5 Тульский шлак-94

298 7,2 1,40

Едкий натр (в пересчете на Na О) -3

130 0,5 368 12, 0 2, 75

Белитовый шлам-3

433 14,8 2,95

6 Нижнетагильский шлак-85

298 7 1 1 41

135

0,40

Содощелочной плав (в пересчете на На О) 368 11,0 2,80

433 15,0 2,95

Нефелиновый шлам-S

7 Нижнетагильский шлак-88

298 7,3

140 0,30 368 14,0

1,39

2,78

Портландцементный клинкер-5

433 17,5 3,0

8 Нижнетагильский шлак-88

298 7,0 1,39

Едкий натр (в перес" чете на Na 0)-7

135 0,45 368 11 ю 9 2,80

Конверторный шлак-5

Портландцементный клинкер-9

СЩП (в пересчете на

Na О)-10

То же 88 1,55 365 7,5 0,80

Портландцементный клинкер-5

СЩП (в пересчете на

Na, 0)-6

368 7,2 0,82

Портландцементный-1 клинкер

433 13,0 0,98

Содощелочной плав (в пересчете на Na2O)-7

9 Чусовской шлак-85

СЩП (в пересчете на

Ма, О) 10 Череповецкий шлак-85

11 Криворожский шлак-93

При помоле со шлаком 90. 1,4

433 15,6 3,0

298 40 06

368 7 9 0 8

433 12,0 0,95

298 3 9 0 65

433 12,5 0,97

298 3,5 0,66