Тампонажный цемент

 

О П И С А Н И И < 979288

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск кх

Соцкалксткческкх

Республкк (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено го 07.81 (21) 3320530/29 33 с присоединением заявки М (53)M. Кп.

С 04 В 7/14

1оеудэрстагниый квинтет

СССР

ll0 делам изо6ретоиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07 12 82 Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 07.12.82

<5З) ДК 666.943 (088.8}

В. Д. Глуховский, П. В, Кривенко, Ж. В. Скурчинская,.---А. Азимов, С. М. Баш и Н. М, Хасанов

i (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Трудового Красного, Знамени инженерно- строительный институт (71) Заявитель (54} ТАМПОНАЖНЫЙ ЦЕМЕНТ

97-98

0,5-2,0

1 — 2 t1).

Изобретение относится к области химии, а более конкретно к шлакощелочным вяжущим,. и может быть использовано при выполнении тампонажных работ.

Известны вяжущие, включающие молотые шлаки и добавки соединений щелочных металлов при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Молотый фосфорный шлак

Хлористый кальций

Сернокислый натрий

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению являтся тампонажный цемент, включающий гранули1% рованный свинцовый шлак и карбонат натрия при тледующем соотношении компонентов, мас.% (21: Гранулированный. свинцовый шлак 97-98

Карбонат натрия 2 — 3

Недостатком известных цементов являются низкие прочность при изгибе и газонепроницаемость при температуре 120 — 140 С.

Цель изобретения — повышение прочносТИ при изгибе и газонепроницаемости при температуре 120-140 С.

Цель достигается тем, что тампонаЖный цемент, включающий гранулированный свинцовый шлак и карбонат натрия дополнительно содержит бикарбонат натрия при следующем соотношении компонентов, мас%:

Гранулированный свинцовый шлак 85 — 95

Карбонат натрия 4,5-10

Бикарбонат натрия 0,5-5

Приготовление вяжущего осуществляют следующим способом.

Предварительно высушенные до влажности не более 1 мас.% гранулнрованный свинцовый шлак и смесь карбоната и бикарбоната натрия подвергают совместному помолу до тонины, соответствуницей удельной поверхности 290—

310 м /кг по прибору ПСХ вЂ” 2. После зтого смесь затворяют водой до получения тампонак ного раствора, имеющего растекаемость по конусу АзНИИ в пределах 19 — 24 см.

979288

Физико †механическ свойства тампонажных цементов

Двухсуточная механическая

ПроницаеСостав цемента, мас.%

Сроки схватывания, ч — мин

1 кг/м мость, Мдарси ак щелочной компонент начало конец прочность при изгибе, Мпа

NaðСОз NaHC

По изобретению

1 95 45.

85 10

3 90 7,2

4 83 11

5 96 3,6

1,6

9,0

6-00 2280

3 — 30

2-40 5-30 2240

3-00 5-40 2250

11,7

1,5

10,4

2,8

1 — 50 3 — 40 2210

10,9

4-10 7-20 2230

5,8

1,0

0,4

Прототип

4,5

3 — 00 7-30 2220

6 97 3

Для приготовления тампонажного цемента были использованы гранулированные свинцовые шлаки, включающие в свой состав, мас.%:

SiOq 27,9 — 314 А1зОз 45 — 7,1; СаО 18,7—

20,1; MgO 3,1 — 5,2; Еег Оз 7.6 — 8,9; еО 25,430,2; NaãО + КзО 0.5 — 0>9.

В качестве карбоната натрия используют технический продукт, отвечающий ГОСТ 5100 — 64 Сода синтетическая кальцинированная" или

ГОСТ 10689 — 70 "Сода кальцинированная тех- 1g ническая из нефелинового сырья", бикарбонат вводят в виде х.ч. NaHCOa.

Твердение тампонажного цемента происходит по схеме, характерной для твердения шлакоще. лочных цементов, но имеет некоторые особен- 1s ности. Положительный эффект уплотнения тампонажного камня и повышения его физико-механических характеристик от применения смеси карбоната и бикарбоната натрия достигается за счет разложения при повышенных температурах бикарбоната натрия с выделением CO„усиливающего, как известно, реакцию гидролиза солей, растворы которых, в частности карбоната натрия, имеют щелочную реакцию.

Интенсификация процессов гидратации приводит к формированию плотного тампонажного камня и повышению его газонепроницаемости.

Пример. Шлак гранулированный свинцовый Чимкентского свинцового завода с Mo—

0,75 и химическим составом, мас.%: S iOg 28,14; З11

А1 0э 6,45; Fe>O> 8,20; СаО 19,17;

MgO 4,54; Na20 + К О 0,73; FeO остальное

4 и смесь карбоната и бикарбоната натрия, предварительно высушенные до остаточной влажности 1%, подвергают совместному помолу в шаровой мельнице в различных соотношениях до удельной поверхности 310 м /кг по ПСХ вЂ” 2. За творение цемента проводят водой при водоцементном отношении 0,5.

Изготовление и испытание образцов проводят в соответствии с ГОСТ 1581 — 78 на тампонажный цемент.

Шлакощелочной раствор имел растекаемость по конусу АзНИИнефть в пределах 19 — 24 см.

Плотность тампонажных шлакощелочных растворов определяют на пикнометре емкостью

100 смэ.

Параллельно с загустеванием определяют сроки схватывания при высоких температурах и давлениях в автоклаве, снабженном устройством для определения этой величины по методу погружения иглы в образец тампонажного раствора.

Для определения газопроницаемости готовят образцы цилиндрической формы из шлакощелочного тампонажного раствора диаметром

25 мм и высотой 30 мм; газонепроницаемость определяют на приборе ГК-5. результаты испытаний тампонажных цементов при Т 120-140 С и P 600-650 ати приведены в таблице.

Для сравнения приведены результаты испытаний образцов, изготовленных из противопоставляемого тампонажного цемента.

Составитель И. Горшкова

Техред И.Гайду

Корректор О. Билак

Редактор С. Титова

Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 9525/29

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ъ 979288 6

Техническая эффективность изобретения сос- о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью тоит в получении тампонажного цемента новы- повышения прочности при изгибе и газонепрошенной плотности, прочности и газонепроница- ницаемости при температуре 120 — 140 С, он емости. Тампонажный цемент может быть ис- цополнительно содержит бикарбонат натрия при пользован для увеличения устойчивости обсадной у д1едующем соотношении компонентов, мас.%: колонны, повышения допустимых сминающих Гранулированный свинцовый давлений на трубы в зоне цементирования на шлак

85 — 95 значительной глубине и позволяет повысить Карбонат натрия 4,5 — 10 надежность изоляции пластов на протяжении Бикарбонат натрия 0,5-5 длительного периода эксплуатации скважины 10 Источники информации, в сложных гидрогеологических и температурных принятые во внимание при экспертизе условиях. 1. Авторское свидетельство СССР й= 592780, Формула изобретения кл. С 04 В 7/14, 1978.

2. Баш С. М. Утяжеленный тампонажный цеТампонажный цемент, включающий гранулиро мент из свинцового шлака. — "Цемент", 1969, ванный свинцовый шлак и карбонат натрия, N0 11, с. 12 — 13 (прототип).