Бесклинкерное утяжеленное вяжущее

 

Использование: цементирование нефтяных, и газовых скважин. Сущность: смесь 1(мас.%) отвального шлака шахтной плавки окисленных никелевых руд. 90-95 и хвостов обогащения фосфоритных руд обрабатывают в дезинтеграторе. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g>)g Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /"

К ПАТЕНТУ

»

», (".Ь

>

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 48 10051/03 (22) 04.04.90 (46) 23.11.92. Бюл. »" "3 (71) Актюбинское отделение Казахского научно-исследовательского геологоразведочного нефтяного института (72) В.В.Иванов, Н.В.Тренкеншу, Т.К.Рахматуллин, Н.Х.Каримов, М.А.Танкибаев и Ф.А.Агзамов (73) Актюбинское отделение Казахского научно-исследовательского геологоразведочного нефтяного института (56) Булатов А; И. и др. Тампонажные материалы. - М.: Недра, !987, с. 131"

133 °

Авторское свидетельство СССР

Ю 1240869, кл.. Е 21 B 33/138, 1986.

Авторское свидетельство СССР и 814919, кл. С 04 В 7/14, 1981.

Изобретение относится к тампонажным материалам, преимущественно к специальным вяжущим веществам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин.

Известны составы вяжущих, обладающие термостойкостью, например шлакопесчаные цементы (1J, шлако-кремнеземистые вяжущие (2j, Недостатком известных составов является недостаточная их термостойкость.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, содержащее шлаковый, щелочной и кремнеземный компоненты, твердеющие при. И 1777617А 5 (54) БЕСКЛИНКЕРНОЕ УТЯЖЕЛЕННОЕ ВЯЖУЩЕЕ (57) Использование: цементирование нефтяных, и газовых скважин. Сущность: смесь (мас.3) отвального шлака шахтной плавки окисленных никелевых руд

90-95 и хвостов обогащения фосфоритных руд 5-10 обрабатывают в дезинтег% раторе. 1 табл. повышенных температурах и давлени" ях (3) °

Недостатком известного изобретения является высокая водопотребность, большой водоотстой, низкая плотность, что ведет к образованию цементного камня с недостаточной прочностью и, в результате чего не удается получить качественную изоляцию пластов в условиях повышенных температур и пластовых давлений. Кроме того, прочностные характеристики прототипа существенно ниже, чем предлагаемого.

Целью изобретения является повышение плотности раствора на основе вяжущего и обеспечение высоких проч- ностных характеристик цементного

17776

55 камня в интервале температур 75?00 С.

Это достигается тем, что вяжущее, включающее шлаковый и кремнеземсодер. жащий компоненты, содержит в качестве шла ко во го компо не нта от вал ь ный шлак шахтовых печей шахтной плавки окисленных никелевых руд, а в качестве кремнеземсодержащего компонента - хвосты обогащения фосфоритных руд (ХОФР), при следующем соотношении компонентов, мас.3:

Отвальный шлак шахтной плавки 15 окисленных никелевых руд 90-95

Хвосты обогащения фосфоритных руд 5-10

Наличие отличительных признаков по сравнению с прототипом подтверждают новизну заявляемого способа.

Благодаря тому, что вяжущее содер» жит отвальный шлак шахтной плавки окисленных никелевых руд и хвосты 25 обогащения фосфоритных руд, достигаются такие новые свойства цементного камня на основе этого вяжущего, как термостойкость, высокая прочность.:

Таким образом выявлено, что рас- О сматриваемый объект проявляет свойства, которые не проявляются в прототипе. Заявляемое решение соответствует критериюь "существенные отличия

Il

Других решений, содержащих признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не выявлено.

Исходные компоненты и материалы: 4О отвальный шлак шахтных печей шахтной плавки окисленных никелевых руд и хвосты обогащения фосфоритных руд, вода затворения - питьевая вода.

Хвосты обогащения фосфоритных руд 45 являются отходами руд Чилисайского, месторождения и представляют собой мелкий порошок.

Химический состав:

8 10ã 72,7 г 4,0

ГегОз 2,6

A1гОз 4 91

СО 3,4

RгО 15 7

Отвальный шлак шахтной плавки окисленных никелевых руд представляет собой малотоксичные, невзрывоопасные, нерадиоактивные гранулы круп17 4 ностью 1-2 мм, влажностью 1-15>, на.сыпной плотностью 1420-1570 кг/м3.

Минералогический состав: окислы железа, окислы кремния, магния, кальция, Химический состав:

Ni О, 16-0, 7

СО 0,0?5-0,0?6

SiOг 46-47

FeO 18-20

СаО 14-16 мдо 8-9

А1гО 3-4 ппп 3,804-10,815.

Тампонажную смесь на основе заявленного вяжущего готовят путем смешения и активации шлака и хофра в заявленных соотношениях в дезинтеграторе. Полученную смесь затворяют водой и подвергают испытаниям.

Пример. В чашу для затворения вносили 900 г шлака и 100 г хофра, во, вторую чашу вносили 950 г шлака и 50 г хофра,в третью чашу вносили 970 r шлака и 30 г хофра, четвертую чашу вносили

870 г шлака и >30 г хофра,перемешивали r течение 3 мин. Смесь пропускали через ль" бораторный дезинтегратор, где проводит" ся одновременно смешение и механическая активация тампонажной смеси. Затем об работанные составы затворяли водой, перемешивали и испытывали по ГОСТ

1581-85 и 310.6-86. Аналогичным обра" зом исследовали состав по прототипу.

В таблице приведены составы и технологические параметры предлагаемого вяжущего и известного.

Как видно из данных таблицы, прочностные характеристики предлагаемого состава высокие в широком температур" ном интервале 75-200 С, что позволяет применять этот состав в данном интер" вале. Наилучшие результаты получаются при заявленном соотношении компонентов.

Плотность и реологические характеристики также имеют наилучшие значения в заявляемом интервале. Так, даже при запредельных значениях пред лагаемого состава прочностные характеристики выше, чем в известном.

Предлагаемый состав вяжущего предполагает применение промышленных отходов, он прост, позволяет экономить материалы, химические добавки, повышающие термостойкость, что значительно удешевляет технологию приготовления.

17 6 плавки окисленных никелевых руд, а в качестве кремнеземсодержащего компонента - хвосты обогащения фосфоритных руд при следующем соотношении компонентов, мас. ь:

90-95

5-10

Прочность, кгс/смз 2 сут I

Давление

Температура, ОС тверд.

Водоотстой, Расте- ПлотВ/С

Состав смеси в соотношении, мас, Ф„

ЮМ пп ность

r/смз каетверден., атм мост ь, см

HlJ кварц. NaAH К Ст,От

) песок изгиб сжатие

Известный

67 28,5 4,2 0,3 0,4 18,3

2,00 0,82 75 300 12,2 15,6

100 300 14,6 21,0

130 300 48,5 81,0

200 300 64,5 95

Предлагаемый

0,3 18,5

Хофр

1 97 3

13,5

43,2

58,0

2,32 0,38

300

300

100

130

101,0

24;6

80,4

200

0,3 18,0 2,32 0,39

2 95 5

100 300

103,59

300

130

120,1

26,0

84,4

300

200

0,3 18,0 2,32 0,4

300

3 90 10

300

100

101, 5

107,6

300

130

300

200

0,3 17,0 2,3 0,45

22,0

300

4 87 13

69,0

95,0

104,5

141,3

300

100

73,0

130 300

82 0

300

200

П р и м е ч а н и е. Цемент Новотроицкого завода.

Составитель Л.Бестужева

Техред М.Моргентал Корректор Vi.ймакова

Редактор С.Полионова

Заказ 4131 Тираж Подписное

ВНИИХИ Государственного комитет» но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )l(-35, Раушекая наб., д. 4/5

Производственно-ивдатольскш3 комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 17776 формула изобретения

Бесклинкерное утяжеленное вяжущее, включающее шлаковый и кремнеземсодержащий компоненты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения плотности раствора на основе вяжущего и обеспечения высоких прочностных характеристик цементного кам- 10 ня в интервале температур 75-200 С, оно содержит в качестве шлакового компонента отвальный шлак шахтной

Отвал ь ный шла к шахтной плавки окисленных никелевых руд

Хвосты обогащения фосфоритных руд

51,0

85,0

130,0

135,0

73,98

192,14

226,05

264,0

75 0

185,0

206,3

225,4

46,4