Тампонажный материал

 

Изобретение относится к бурению скважин . Цель изобретения - повышение прочности и степени расширения цементного камня. Материал содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: портландцемент 99,80-99,95; борогидрид щелочного металла 0,05-0,20. При взаимодействии борогидрида с водой и щелочами клинкера выделяется водород, что способствует расширению и упрочнению камня, Для приготовления раствора смешивают портландцемент с добавкой и затем затворяют смесь при В/Ц-0,5. 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4648274/03 (22) 07.02.89 (46) 07,06.91. Бюл, М 21 (71) Научно-производственное объединение

"Тюменьгазтехнология" (72) А. А. Клюсов, Ю. Т. Ивченко, А. В. Мнацаканов, А. А. Рябоконь, В. Ф, Кривоносое и

Л. Е, Свинтицких (53) 622.245.42(088,8) (56) Патент С ША N. 44445500001100, кл. С 04 В 7/35, 1984, Булатов А. И, и др. Тампонажные материалы. — М.: Недра, 1987. с. 136.

Изобретение относится к получению тампонажных материалов и может быть использовано при цементировании нефтяных, газовых, геологоразведочных и геотермальных скважин.

Целью изобретения является повышение прочности и степени расширения цементного камня.

Тампонажный материал содержит портландцемент и гаэообразующее вещество, причем в качестве газообразующего вещества используют борогидрид щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас. $:

Портландцемент 99,80 — 99,95

Борогидрид щелочного металла 0.05-0.20

Борогидрид щелочного металла общей формулы RBH4 (NaBH4, КВН4 или LIBH4) представляет собой сложный гидрид — легко гидролиэуемое кристаллическое вещество белого цвета с гранецентрированной решеткой типа NaCI и насыпной объемной массой менее 100 кг/м . Является сильным э восстановителем (гидрид ионы Н ), . Ы 1654542 А1 (54) ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель изобретения — повышение прочности и степени расширения цементного камня, Материал содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%; портландцемент 99.80 — 99,95; борогидрид щелочного металла 0,05 — 0,20, При взаимодействии борогидрида с водой и щелочами клинкера выделяется водород, что способствует расширению и упрочнению камня.

Для приготовления рас1вора смешивают портландцемент с добавкой и затем затворяют смесь при В/Ц=0,5. 1 табл.

При взаимодействии борогидрида щелочного металла с водой или щелочами. образующимися при гидратации портландцемента, выделяется водород.

Приготовлены два состава известного тампонажного материала (портландцемент, гаэообразующая добавка — алюминиевая пудра) и 30 составов тампонажнога материала с борогидридом (портландцемент и добавка — борогидрид натрия, калия или лития) при водоцементном факторе, равном 0,5, с граничным и средним содержанием компонентов, а также с их содержанием выше верхнего и ниже нижнего пределов, Для определения объемного расширения тампонажного раствора при нормальной температуре и атмосферном давлении в мерный стакан емкостью 150 см засыпают

99,88 г портландцемента и 0,12 r газообразующей добавки. Сухую смесь перемешивают и затворяют 50 см воды, отмечают з первоначальный объем V, затем по прошествии 1 сут определяют приращение объема

1654542

h V. Объемное расширение определяют как Т

ЬЧ 100

Приготовление тампонажного материала на буровой осуществляют путем смешения борогидрида щелочного металла с портландцементом чередованием, например 200 кг портландцементэ (4 мешка) и

0,245 кг борогидрида щелочнго металла, при эатаривании смесителей.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Ванные таблицы свидетельствуют о том, что тэмпонэжиый материал с оптимальным содержанием компонентов обладает лучшими свойствами, чем известный, а именно на

50-70 увеличивается объемное расширение цементного камня; соответственно на

33-45.и 50-60 возрастает прочность на сжатие и нэ изгиб соответственно.

При содержании компонентов ниже нижнего предела резко снижается объемное расширение цементного камня, а при их содержании выше верхнего предела ухудша5 ются прочностные свойства, Указанные преимущества тампонажного материала в совокупности способствуют повышению качества цементирования и надежности при эксплуатации скважин.

10 Формула изобретения

Тэмпонэжный материал, включающий портландцемент и газообразную добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и степени расшире15 ния цементного камня, он в качестве газообраэующей добавки содержит борогидрид щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас. :

Портландцемент 99,80-99,95

20 Борогидрид щелочного металла 0,5 — 0,20

1б54542

О1 о и

О со о (О л

Ю т л

Ю Ю

D Cra

Г 4

1 ф

«4

О1 сг\ о (О О1

О

СЧ и

СЧ гЧ

С 4 <1

I 1

3 г

f»

«(Х 1 — -

Е O

Г4

Ю

CO и

O cc I ах! ы

U - Х а

И со

ы

О Cl а сч

Е

ы 9

ы (О Ы Х с а=

I CC

I I Х (с cr x I

F. л ы 1 (C X а (: (It

Х (" f- Е

1 — — — — I

C)

ГЧ (4

1

1 !

I

I

I

1 ою

I 1 f- ° Е

С «r О

1 с С

1 С Х

1 !

О О

aC (О CO

-Т

I

Cr г, и ы (с

Л ХИ о

< 1

Ю и

arl

an и и и u

O О О О О и

С О О г — т —

1 ст 1Щ

О, а Ц с«

О Х

u) аa

I и(I» k сч ul 4 0 — о о а у о

О О О Со»

Г(< Ч и и с

О C

Г 1

СЧ (:1

СЧ

Ю о сг — co г а со

О. З С . С с

О Х со со (Jl (т

С С(со г ) сс со С О

3 О

C О Сг л О л х

О1 О

О1 (Т(CO

CO

О1

Cla г г со

«г(С."

«т(О. и со.т

Oa C"

О О сО со

Cia

О1 ( л (т с. и сс (т(с

Cra O а с

О <4

I О f а, ы

Х <5 с6 Х

4! Д

«(! о

1 Х 1- 1 э

О <4 а

<Ч

Ч

1< I g

°

c5 O I о СТ

I О Х I со а — — г! I

Х I Х а х

О I Х са ! Е <С О

° ! IaI Ы CI

Е Х и W

I M Ы»

X ! 1

1 Ц 1

I Х I

I г(fО. I «Х I

Ql I Е Ql

О Е I о (o ы

О С Х !

И О И И И Г(О И

c! e oa -т о о о л о л о о т -т л о о т

И И И О И О И Cl О И\

СЧ СЧ СО О (4 О О ..Т (о и an e г(и in и м с

«О <Ч Г1 О СЧ ° Ч e O

М С1 СЧ вЂ” И вЂ” — .— — О и o o o o o o o и с

CO М вЂ” О С-1 ГЧ Х (4 СЧ (! (4 С4 (4

О и сч — т о С сч сч и т и Гl т

С О С О

О С О О O с1 м п м г и О гч и сч м о

<Ч ra(О O < 4 <4

О О О О O О О

I I ! I I I I !. 1 - V т о о л со л со сч и л гч

< о о о — — о со .т и со сч .т И ЧТ О гч сч сч

О ul О ul О О О ul О И (О О D О1 л O cO л о о и т о о о г т

И И И И И O С О И О

O e <Ч вЂ” Г 1 М вЂ” С о и и т с1 и и и (г1

Т < 4 Cal Т О О -т (ч

Г1 < С 4 (О

О И И О О И1 О С О И о < -т О х с(cc o

М С\ <4 <4 СЧ

С О С.

O 0 O O O и г \ r г <1 и и и и и an и и in u

О О O О О C О О . C м О сч ul <4

СС <Ч Г4 O О

Х

Г» O С O О О

1 ! l I м т и чэ л м с ( — Г(Г(1654542 ъ

:Т

Е

lO х

СО О1 СЧ С1 СО СЧ 1 Л О о о о — — o

v У

I0, х i

Ф со сЧ N с 1

О в л о

О С1 Г! СЧ

СЧ 14 сЧ

1 1

I 01

1 х

1 1

I0!

1 с! х о

ul ul ul Ю ul сс1 O ul ul О

Л С1 О1 Г! CO Π— ° О СЧ

Л О О т --0- О О О т т

Х Х

Хх1 3

О X I т o

Х I X I

Х 1 сс

О Х аХ! 0

V X 1 Х

1г! о и с1 о о с1 с1 л ul

О1 .О Г! О Л Ч0 О О Л

ul ul ul с ul ul M I 1 с !

Ql I

О 01

X O. 04

Э

О 0I

1D 01 с а х х

IC u X

Е 10

0l С Х Х а I0 01 х

СС 01 1» Е

О ul И ul ul. O ul О ul O

СЧ 00 N — O Г1 СЧ СО С

Г1 СЧ СЧ N I СЧ СЧ

I сю

У.

O V C!

Я О х с, . o

С4 СЧ с l с

-т СГ! Г!

СГ! СО сг! г! сГ1 чэ

I!

Э х

01 01 10 о о о

hl с 1 г1

С1

O Г1

Ю с .э ю а ul сс! иГ1 о

Ю г1

Г1 С1 о o o

О О О О О сс а

О

- I cc о a

I 01

1 Е

I 0l

Г0 О СЧ сч с 4 х о о о

ul

О о

О СЧ С1 сч — о ю o o

N 11

О гч

o o

1 I I I I I Х

I- O СО

I 0D СО

Оi Ch Ch

Ch Ch со л

СО I

О О

О1 О

o co

СО СО

С1 Оl

О

СС1 сг

Ch

СЛ! и сс

O 0I

1-1 сг1 0 с1

Г I ГЧ СЧ

Ch O сч г

Л II) с! сч

1Ф

Z

Ф с о

Е о

0l

G х

l0 ,с Ц о о

Х 1 х

О О а с» сч

I I

I I

1 1

I Ы 1

I со I

I.О а со а с — — !

1 I0 I 1

1 Х I Х а 1

1 е! 3 01 к а! 10 I 10

I Z I I0 (3 с

1 X I х

c0! X ! ..

I а 1 Ц Х

1 011 1-е а х

О1OCI

1 1.1 I С" ! — — -4

С 1 О N т С1 W сч сч г1 с l N

o v

1 с0

С 1 С 4

1 сч !

I

1 X

I с1 11 2 о

С! х

I Х

1 сс

I со I э

00 I

l 0I !

О1

I Х

I ! а сч г1 1 1:.