Тампонажный материал

 

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение и сохранение активности портландцемента при длительном хранении. Материал содержит следующие компоненты при их соотношении: портландцемент 94,6 - 96,4 мас.% и продукт взаимодействия концентрата фосфатидного (КФ) 2 - 3 мас.% и оксихлорида алюминия (ОХА) 1,6 - 2,4 мас.%. Сначала готовят смесь 33%-ного водного раствора ОХА с КФ, затем полученной добавкой обрабатывают портландцемент. Взаимодействие ОХА и КФ обеспечивает усиление гидрофобных свойств добавки. Тампонажный материал сохраняет сроки схватывания при 6-месячном хранении и дает цементный камень повышенной прочности. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09! (1!) цп 4 E 2! В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ! ОСУД ТЮРЕНН !й НОМИТЕТ

Г!О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4340061/23-03 (22) 10. 12.87 (46) 30 ° 12.89. Бюп. !! 48 (71) Всесоюзный научно-исследователь,ский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) Л.И.Рябова, Е.С.Безрукова, Ю.Я.Тарадыменко, В.В.Галимова, Н.А.Мариампольский и М.В.Рогожина (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У !089242, кл. Е 21. В 33/138, 1984.

Даиюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М.: Недра, 1973, с. 127.

Изобретение относится к тампонажным материалам, используемым при креплении нефтяных, -газовых и гидротер. мальных скважин е

Цепь изобретения — повышение и сохранение активности портландцемента при длительном хранении.

Тампонажный материал содержит портлацццемент и гидрофобизирующую добавку, приготовленную предварительным смешиванием фосфатидного концентрата с оксихлоридом алюминия при следукнцем соотношении компонентов, мас.Ж:

ПортландцеменФ 94,6-96,4

Концейтрат фосфатндный 2-3 (57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель -повышение и сохранение активности портландцемента при длительном хранении. Материал содержит следующие компоненты при их соотношении: портландцемент 94,6-96,4 мас.Ж и продукт взаимодействия концентрата фосфатидного (КФ) 2-3 мас.X и оксихлорида алюминия (ОХА) 1,6-2,4 мас. X.

Сначала готовят смесь ЗЗХ-ного водного раствора ОХА с КФ, затем полученной добавкой обрабатывают портландцемент. Взаимодействие OXA и КФ обеспечивает усипение гидрофобных свойств Я добавки. Тампонажный материал сохраняет сроки схватывания при 6-месячном хранении и дает цементный камень повышенной прочности. 2 табл.

Оксихлорид алюминия 1,6.-2,4

Б качестве концентрата фосфатндного могут быть использованы хлопковый, подсолнечный, соевый и др.

Состав фосфатидных концентратов (хлопковых, подсолнечных и соевых),Ж

Масло Не более 60

Блага Не более 3 .Фосфатиды Не менее 40

Влияние этих добавок на свойства цемента является синергическим. При соединении оксихлорида алюминия (ОХА} с фосфатидным концентратом происходит химическая реакция, в результате которой yzyyaaaanca исходные агрегаты за счет связей ионов алюминия с

1532686 молекулами фосфолипидов. При этом повышается эффект "замасливания" поверхь ности цементных зерен, усиливающий гидрофобные свойства цемента.

Ускорение твердения цемента, достигаемое добавкой ОХА, меньше., чем в случае использования продукта взаимодействия ОХА с фосфатиднь1м концентратом. l0

Приготовление добавки производят в таком порядке: сначала производят перемешивание ЗЗХ-ного водного раствора ОХА с фосфатидньж концентратом влажностью не более ЗХ, после чего производят разбавление водой до нужной концентрации. Последняя зависит от условий ввода добавки в цемент и является фактором равномерного распределения добавки по поверхности зерен. 20

Изменение порядка приготовления не позволяет получить продукт нужного качества, так как наличие гидратных оболочек препятствует нормальному ходу химической реакции образования ком- 25 плексного реагента.

Приготовление добавки возможно как в заводских условиях, так и непосредственно на местах применения из исходных компонентов. Обработка цемента комплексным реагентом не допускает поглощения им влаги, при этом сохраняется его активность„ что особенно важно нри его длительном хранении.

Примеры приготовления тампонажного . материала.

Пример 1. 1..лучают ЗЗХ-ный раствор ОХА путем смешивания 24 г

ОХА с 72,4 мп воды, вливают в полученный раствор 30 г ковцентрата фос- 40 фатидного. Перемешивают до получения однородной массы 3-5 мин. Добавка готова к употреблению.

В мельницу, в которую загружено

946 r портландцемента, с помсщью дозатора вводят 54 г добавки. Перемешивают в течение 20-30 мин. Выгружают тампонажный материал, имеющий состав, мас, :

Портландцемент 94,6 О

Концентрат фосфатидный 3

Оксихлорид алюминия 2 4

Цемент затворяют водой при В/Ц =

= 0,5. Из полученного раствора изготавливают призмы 2х2х10 см, которые твердеют в воде при 75 С 2 сут и ис пытывают их на изгиб, а полученные по.ловинки призм — иа сжатие.

Результаты приведены в табл. 1 и 2.

Прочность, МПа; на изгиб 6,5, на

I сжатие 12,4.

Через 1 мес испытания повторяют.

Прочность, МПа: на изгиб 5,95, на сжатие 12,2.

Через 3 мес испытания повторяют.

Прочность, МПа: на изгиб 5, 1, на сжатие 11,9.

Через 6 мес прочность на изгиб составляет 4,6 МПа, на сжатие—

8,8 МПа.

Остаток на сите через 1, 3 и 6 мес. соответственно 0,01, 4,1; 4,8Х.

Пример 2. Тампонажный материал состава, мас. :

Портландцемент 96,4, Концентрат фосфатидный 2

ОХА 1,6

Материал испытывали в соответствии с примером 1. Результаты испытания:

Прочность через 2 сут МПа: на изгиб 6,4, на сжатие 12,2.

Через 1 мес. прочность, МПа: на изгиб 5,90, на сжатие 12,1.

Через 3 мес прочность, МПа: на изгиб 5,0, на сжатие 11,8.

Через 6 мес. прочность, МПа: на изгиб 4,6, на сжатие 8,9.

Остаток на сите через 1, 3 и б мес соответственно 0,01, 4,1, 4,7 .

Пример 3. Тампонажный материал состава, мас. .:

Портландцемент 95,5

Концентрат фосфатидHbIH 2,5

0ХА 2

Материал испытали, как в примере 1.

Прочность через 2 сут, МПа: на изгиб 6,2, на сжатие 12,3.

Через 1 мес прочность, МПа: на изгиб 5,96, на сжатие 12, 1.

Через 3 мес. прочность, МПа: на изгиб 5,2, на сжатие 11,9.

Через 6 мес прочность, МПа, на Hsгиб 4, 7, на сжатие 8,9.

Остаток на сите через 1, 3 и 6 мес соответственно 0,01, 4,2; 4,8Х.

Введение в вяжущее более 5 4Х добавки снижает прочность цементного камня. При содержании добавки в материале менее 3,6Х уменьшается сохранность материала.

Использование тампонажного материала обеспечивает повышение качества цементного камня, исключение ремонтно-восстановительных работ и снижение расхода цемента.

5 153 2686 б и з о б р е т е н и я фобизирующей добавки содержит концентрат фосфатидный и оксихлорид алюминия при сЛедующем соотношении компонентов, мас.X:

Портландцемент 94,6-96,4

Концентрат фосфатигкный

Оксихлорид алюминия ф о р м ул а

Тампона7кный мат ериал, включающий портланццемент и гидрофобизнруннцую добавку, отличающийся тем, 5 что, с целью повышения и сохранения активности портландцемента при длительном хранении, он в качестве гидро2, 0-3,0

1а 6-2э4

Таблица 1 т °

ОКА,I Концент- /Ц Остаток на сите 0,93, рат фосфатидный, Х

Пример ПЦ, Х

Прочность цементного камин чере

48 ч твердения, НПа, Т 75 С

Растена- емость по хоп!>су, см

Вреин храиейиа материала, мес.

3 6 1 3 6

0,5 а

6 5

12,4

5 95

12,2

4 6

8,8

5 1

»,9

94,6 2,4 3 (хлопковый) гз,о а,о!

4,!

4,8

0 5

6 4

> 122

6 9

Л! г,!

5 0

»,8

4 6

8,9

4,7 20,0

96,4 1 6 2 (подсолнечный) 0,01

4>1

6 2

-А ! г,з

5 96

«А-12,1

4 7

8,9

5 2

»,9

2 2,5 (соевый) 0,0!

4,2

95,5

0,5

4,1

10,4

0,5

30 3,5

93,5

4,3

94,6 5,4

0,5

4,1!

0,0

0,5

94,6!

0,4

4> l

0,5

5,4!

22,9 !8 0

0,5

4,37

Т а б л н ц а 2!

Сроки схватывание прн 75 С, ч-жн> н времени хранении, 1

Портла цемент

Коицент- В/Ц рат фосфа гидный, I

ХА, I

Пример мес

J ?

Начало Конец Начало Конец Начало Конец Начало Конец

1 94>5 2,4 г-оо г-го

2-05

0,5

1-50 г-!О

2-го

2-2О

2-05

2-05

2 96,4 1,6

0,5

2-25

2-.00 г-!о

2-30

2-25

- г-зо г-го г-00

0,5 г-!о

3 95,5 2,0

2-05

2-25

2-ЗО

2-25

2-0S

2-45

2-50

2-4 5

4-00 г-зо

4 93,5 3,0

5 97,5 1,0

6 94,6 5,4

7 94,6

8 100 г-!о

2-1 О

1-40

3-Зо

1-40

2-30

2-25

2-!О

4-00

2-1О г-го

2-25

2-ã0

З-40 г-!О

0,5

0,5

0 5

0,5

0,5

З-00

3-05

2-55

3-55

2-55

2-25 .

2-30 г-зо

3-35

2-25

2«4О

2;55

2-50

3-55

2-45

2-ЗО г-40

2-35

З-Зо

2-30

Составитель Л.Бестужева

Редактор М.Недолуженко Техред М.яндык Корректор М.Пожо

Заказ 8078/41 . Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

3 (хлоц ковый)

2 (подсолнечный)

2,5 (соевый)

3,5

1,5

5,4

2 9

-А-8,0

6 2

Л

12,2

4 4

А»

12,8

2 9

А

7,8

2 8

А»

8,0 .

1 9

-А-6,24 г8

= J.==

6,2

S 6 а

12,65

1 9

=k==

6,0

1 96

-А

6,23

1 19 а

4,3

1 19

Л

4,3

28

-А

1 !9

4,5

1 22

А

4,3

А

2,3

07 а

2,4

2 0 а

7,3

0 8

А г,!

А

2,3

4,8 21,0

15 ° 7 18,0

20 19,0

15 ° 6 18

15,5 25,0