Дисперсноармированный тампонажный раствор для цементирования скважин и способ его получения

Дисперсноармированный тампонажный раствор для цементирования скважин и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ДисперсноармированнЁлй тампона кный раствор для цементирования скважин, содержащий минеральное вяжущее , воду и волокнистую добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности цементного камнА на растяжение в ранние и поздние сроки без уменьшения прочности его на сжатие, трещиностойкости под действием статических и динамических нагрузок, повышения деформативности и улучшения основных технологических свойств тампонажного раствора и камня в интервале температур от до , он дополнительно содержит волластонит и/или волокнистые кристаллы синтети:«еских гилросиликатов кальция или магния, палыгорскит , жидкие кремнийорганические полимеры типа олигоорганогидридсилоксанов и порсмикообразные кремнийорганические соединения типа алкилсиликонатов , в качестве минерального вяжущего он содержит силикатный и/или хлорсиликатный портландцемент, а в качестве волокнистой добавки смесь волокнистых кристаллов природных или синтетических минералов, или металлических волокон, или стеклово- . локон, или базальтовых волокон, с S полипропиленовыми или капроновыми, (Л или нейлоновыми, или поливинйлспир .товыми волокнами, взятые в соотношении 1:1-2:1, при следующем соотношении ингредиентов, мае.ч.: Силикатный и/или хлорсиликатный портландцемент. 100 Вода45-75, Волластонит и/или волокнистые кристаллы синтетических гидросида Kj ликатов кальция или магния3 ,0-8,0 Смесь волокнистых кристаллов природных 00 ил-и синтетических минералов , или металлических волокон, или стекловолокон , или базальтовых волокон с полипровиленовыми или капрдновыми или нейлоновыми или поливинилспиртовыми волокнами, взятых в соотношении 1:1-2:12 ,0-4,0 Жидкие кремнийорганические полимеры типа олигоорганогидросилоксанов 0,05-0,25

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ЦЮ

РЕСПУБЛИК

3(5Р E 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕ ПАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfllO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3294347/22-03 (22) 28. 05. 81 (46) 23. 03. 83. Бюл. В 11 (72) s.C.Áàêøóòîâ, В.С.Данюшевский, Е.С.Тангалычев, О.К.Ангелопуло, В.H.Никитин, М.К.Николаева, В.В.Илюхин, Н.Х.Каримов и В.Я. Никулин (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт нефтехими. ческой и газовой промлаленности им. И.М. Губкина (53) 622.245.42(088.8) (56) 1. Финогенов И.С.Облегченный волокнистый шлакосиликатный раствор для цементирования обсадных колонн в скважинах с температурой 100150 С. ОНТС, "Бурение", Р 5, 1965.

2. Дон Н.С. и др. Разобщение пластов в нефтяных и газовых скважинах. М., "Недра", 1973, с. 129.

3. Луценко Н.A. и др. Облегченные волокнистые цементные растворы.

М., Рнтс "Бурение", 9 9, 1964 (прототип);

4. Цементы и тампонажные смеси, применяемые за рубежом (обзор зарубежной литературы ). Серия "Бурения", M., 1977, с. 56 (прототип). (54) ДИСПЕРСНОАРМИРОВАННЫИ TANHOHNKHHA РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

СКВАЖИН И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) 1. Дисперсноармированный тампонаЖный раствор для цементирования скважин, содержащий минеральное вяжущее, воду и волокнистую добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности цементного камня на растяжение в ранние и поздние сроки беэ уменьшения прочности его на сжатие, трещиностойкости под действием статических и динамических нагрузок, повышения деформативности и улучшения основных технологических свойств тампонажного раст„.SU„„1006713 . А вора и камня в интервале температур от +20 до 200ОС, он дополнительно содержит волластонит и/или волокнистые кристаллы синтетических гидросиликатов кальция или магния, лалыгорскит, жидкие кремнийорганические полимеры типа олигоорганогидридсилоксанов и порошкообразные кремнийорганические соединения типа алкилсиликонатов, в качестве минерального вяжущего он содержит силикатный и/или хлорсиликатный портландцемент, а в качестве волокнистой добавки — смесь!. волокнистых кристаллов природных или синтетических минералов, или металлических волокон, илн стекловолокон, или базальтовых волокон, с полипропиленовыми или капроновйми, или нейлоновыми, или поливинилспиртовыми волокнами, взятые в соотношении 1:1-2:1, при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Силикатный и/или хлорсиликатный портландцемент. 100

Вода 45-75, Волластонит и/или CO волокнистые кристаллы 4:Р синтетических гидроси»

Cb ликатов кальция или магния 3,0-8,0

Смесь волокнистых кристаллов природных или синтетических ми- С4 нералов, или металлических волокон, или стекловолокон, или базальтовых волокон с полипровиленовыми или капроновыми или нейлоновыми или поливинилспиртовыми волокнами, взятых в соотношении 1:1-2:1 2,04,0

Жидкие кремнийорганические полимеры типа олигоорганогидросилоксанов 0 05-0 25

1006713

Порошкообразные кремнийорганические соединения типа алкилсиликонатов 2,5-8,0

Палыгорокит 2,0-6,0

2. Способ приготовления дисперсноармированного тампонажного раствора по п. 1, включающий смешение минерального вяжущего с волокнистой добавкой и последующее его затворение водой, отличающийся тем, что смешение вяжущего осуществИзобретение относится к производству тампонажных растворов> обладающих высокой прочностью при растяжении и деформативностью, трещиностойкостью при воздействии как статических, так и динамических нагрузок, и может быть использовано как для первичного цементирования "холодных" и "горячих" скважин. . Известны тампонажные растворы, содержащие вяжущее, волокнистую . 10 добавку и жидкость эатворения (1 ) и (2j.

Однако прочность растворов при растяжении невелика (от 5 до

19 кг/См2), мал температурный диапазон их применения, кроме того, введение волокнистого компонента влечет за собой снижение прочности при сжатии.

Наиболее близким к изобретению является дисперсноармированный тампо нажный раствор для цементрирования скважин, содержащий минеральное вяжущее, воду и волокнистую добавку L3 3.

Наиболее близким к изобретению является способ приготовления диспер< ноармированного тампонажного раствора, включающий смешение минерального вяжущего с волокнистой добавкой и последующее его эатворение водой (.4 j.

Известный состав предназначен для цементирования обсадных колонн в скважинах с поглощающими или склонными к гидроразрыву пластами, содержащий, мас.в: минерального вяжуще го 90-50, зернисто-волокнистой добавки асбозурита 10-50 и жидкости затворения. °

Лсбозурит — эернистоволокнистое 40 вещество, состоящее из смеси 70-80% молотого диатомита и 15-30% асбестовой мелочи.

Добавка асбозурита в количестве

40% от веса цемента (максимально 45 допустимая величина) позволяет получить цементный раствОр удельного веляют сначала с волластонитом и/или волокнистыми кристаллами синтетичес, ких гидросиликатов кальция или маг-.. ния и с порошкообраэными кремний органическими соединениями типа алкилсиликонатов с одновременным помолом, затем в полученную смесь вводят волокнистую добавку, а в воду вводят жидкие кремнийорганические полимеры типа олигоорганогидридсилоксанов и палыгорскит. са 1,4-1,45 г/смэ. Прочность при изгибе асбоэурито-цементного камня после двухсуточного твердения при 75 С составляет 10 кг/см, что соответствует прочности при растяжении в

5 кг/см .

Добавка асбоэурита в количестве

5Ъ позволяет получить асбозуритоцементный камень с прочностью при изгибе в 40 кг/см (что соответствует 20 кг/см2 при растяжении) после двух суток твердения. Таким образом, с увеличением процентного содержания асбозурита прочность камня при растяжении уменьшается, аналогичным образом изменяется прочность камня при сжатии. С течением времени твердения и с ростом температуры наблюдается снижение прочности камня при изгибе и сжатии. Быстрое загустевание асбоэурито-цементных растворов требует увеличения количества воды при затворении смеси.

Высокие значения В/Ц, обусловленные введением асбоэурита, обуславливают замедление сроков начала схватывания на 2-7 ч по сравнению с исходным раствором. Время окончания схватывания может наступать через 15-20 ч.

Характерной особенностью асбозуритоцементных растворов является их сравнительно быстрое загустевание в процессе движения потока. Высокие значения В/Ц обуславливают увеличение по-, ристости и пониженную трещиностойкость,. увеличение Ъ-ного содержания асбозурита сопровождается.увеличением газопроницаемости, что является крайне неблагоприятным.

Целью изобретения является повышение прочности цементного камня иа растяжение в ранние и поздние сроки без уменьшения прочности его на сжатие, трещиностойкости под действием статических и динамических нагрузок, повышение деформативности и улучшение основных технологических свойств темпонажного раствора и камня в интервале температур от +20 до 200 С.

1006713

100

45-75

2,5-8,0

2,0-6,0

Поставленная цель достигается тем, что дисперсноармированный тампонажный раствор для цементирования скважин, сщ ержащий минеральное вяжущее, воду м волокнистую добавку, дополнительно содержит волластонит и/или волок- 5 нистые кристаллы синтетических гидросиликатов кальция или магния, палыгорскит, жидкие кремнийорганические полимеры типа олигоорганогидридсилоксанов и порошкообразные кремнийорга- 0 нические соединения типа алкилсиликонатов, в качестве минерального вяжущего он содержит: силикатный и/или хлорсиликатный портландцемент, а в

-качестве волокнистой добавки — смесь волокнистых кристаллов природных или синтетических минералов, или металлических волокон, или стекловолокон, или базальтовых волокон с полипропиленовыми или капроновыми или нейлоновыми или паливинилспиртовыми волокнами, взятых в соотношении 1:12:1 при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Силикатный и/или хлорсиликатный портланцемент

Вода

Волластонит и/или волокнистые кристаллы синтети, ческих гидросиликатов кальция или магния 3,0-8,0 30

Смесь волокнистых . кристаллов природных или синтетических мине.ралов, или металлических волокон, или стекло- 35 волокон, или базальтовых волокон с полипропиленовыми или капроновыми, или нейлоновыми, или поливинилспиртовыми волокнами, 40 взятых в соотношении 1:12:1 2,0-4,0

Жидкие кремнийорганические полимеры типа олигоорганогидридсилоксанов 0,05-0,2545

Порошкообразные кремнийорганические соединения алкилсиликонатов

Палыгорскит

Поставленная цель достигается также тем, что согласно способу приготовления дисперсноармированного тампонажного раствора, включающему смешение минерального вяжущего с-волокнистой добавкой и последующее его затворение водой, смешение вяжущего осуществляют сначала с волластонитом и/или волокнистыми кристаллами синтетических гидросиликатов кальция или магния и с порошкообраз- 60 ными кремнийорганическими соединения типа алкилсиликонатов с одновременным помолом, затем в полученную смесь вводят волокнистую добавку, а в воду вводят жидкие кремнийорга4 нические полимеры типа олигооргано,гидридсилоксанов и палыгорскит.

Использование в данном- тампонажном рстворе в качестве вяжущего силикатного портлендцемента или различных смесей на его основе (облег-ченных или термостойких типа.ШПЦС) обеспечивает возможность .его применения в широком интервале температур и пластовых давлений; Применение хлорсиликатного (алинитового) вяжущего,. имеющего высокую гидравлическую активность и скорость (степень ) гидратации, высокие прочностные и термо-. коррозийонные свойства позволяет получать .эффективные.дисперсноармированные композиции на его основе в широком диапазоне температур, а также в условиях высокотемпературной солевой агрессии.

В качестве жидкости затворения применятеся пресная вода. Введение

B жидкость затворения в качестве противоморозной добавки 2-10% (К2СО + КОН), взятых в соотношении

1:1, позволяет испольэовать новый тампонажный раствор в области низких положительных и отрицательных температур (от 5 до 10 С).

Иикроармирующая добавка предназначена для локализации процесса обра-, зования и развития микротрещин, которые в силу дефектности кристалЛизационной структуры цементной матри" цы образуются как на поверхности новообразований, так и на контактах между ними уже в ранние сроки., Будучи соизмеримыми по своим параметрам (d = 0,1-0,5 мк; P. = 1-10 мк) с размерами микротрещин и самих новообразований, микроарматура равномерно распределена в среде цементной матрицы, имея при этом самую произвольную пространственную ориентацию, благодаря дисперсному характеру армирования. Довольно высокие значения

1/d (до 100) и произвольная ориентация по объему позволяют микроарматуре эффективно воспринимать значитель- ную часть нагрузки практически любого направления. В случае же образования микротрещин, микроарматура при достаточном ее количестве, охватывая микротрещину со всех сторон, препятствует их. развитию и слиянию.

Таким образом, микроарматура подав- ляет процесс микротрещинообразования в матрице и способствУет повышению ее прочности. Поскольку синтетические гидросиликаты Са и Hg, равно как и i природные (типа волластонита), являются кристаллохимическими аналогами основной масси новообразований цементного камня, то они способны к образованию с ними устойчивых связей и мо-. гут служить своеобразными затравками, инициаторами твердения, т.е. спо« собствуют увеличению прочности всей

1006713 композиции при растяжении как в ранние, так и н поздние сроки.

Комплексная макроармирующая дсбавка предназначена для локализации и предотвращения развития макротре": 5 щин. Эффективное использование прочностных свойств макроарматуры во. многом определяется способностью матрицы воспринимать растягивающую нагрузку без растрескивания, чему спо,собствует использование микроармирующей комплексной добавки. Высокие зна-,. чения 1/d — до 1500 (один из основных показателей армйрующей способности волокна ) и высокие индивидуальные 5 прочностные свойства таких волокон, как стекловолокно, базальтовое и др. способствуют значительному росту прочности композиции в ранние сроки, когда сцепление волокна и матрицы обусловлено в основном меха- о ническим взаимодействием эа счет сил трения, .наличия неровностей и шероховатости поверхности. Следует отметить, что совместное использование микро- и макроарматуры не только не снижает прочность композиции при сжатии, но и приводит к ее увеличению. Присутствие в комплексной макроармирующей,добавке эластич- . ных синтетических волокон (типа по= 30 липропиленовых ) способствует.-повыше.нию трещиностойкости композиции под действием ударных нагрузок, поскольку волокна этого типа эффективно поглощают и релаксируют динамические 35

1напряжения.

Пластификатор матрицы, в качестве которого применяется палыгорскит, имеющий игольчатую структуру, способствует повышению деформативной способности цементной матрицы, чтс придает эластичность всей компози- .-ции и способствует эффективному использованию прочностных свойств макроарматуры. Эластичные волокна, имея достаточно большую длину (10-15 мм), в процессе приготовления приобретают изогнутую конфигурацию, поэтому матрица должна обладать способностью к растяжению беэ нарушения целостности до того момента, когда эластичные волокна, распрямившись, смогут воспринимать прилагаемую нагрузку и вносить свой вклад в увеличение прочности. Реагент понизитель аутогезии .и промотор адгезии, в качестве которого используются кремнийорганические полимеры типа олигоорганогидроси". локсанов ГКЖ-94), на стадии раствора препятствует комкованию и слипанию волокон, имеющих эту тенденцию 60 вследствие одинаковой природы поверхностей. Присутствие понизителя аутогезии позволяет увеличить содержание вводимых армирующих волокон до необходимых пределов, способст,.вует равномерному их распределению в цементной матрице и приданию ком- .позиции необходимых технологических свойств растекаемость, прокачиваемость без существенного увеличения водопотребности. На стадии цементного камня полимер уже в роли промотора адгезии способствует эффек-. тивному сцеплению армирующих волокон с цементной матрицей, что является весьма важным обстоятельством, поскольку именно силами сцепления на границе раздела осуществляется. передача нагрузки от цементной матрицы волокнам. Кремнийорганические соединения, взаимодействуя с Ca(0H)y, образуют соединения типа Si-0-Са-О-Sт.е. помимо чисто механического сцепления имеет место возникновение химических связей, что ведет к повышению прочности камня на разрыв °

В качестве полимерного модификатора структурообразователя цементной матрицы используются порошкообразные кремнийорганические соединения например алкилсиликонаты (порошки типа ГКП-10, ГКП-11). Тампонажный цемент представляет собой неорганический полимер. Введение в него полимера, обладающего сродством к цементной матрице за счет содержания функциональных групп (Si-0 -Si-С), позволяет получить цементную матрицу, сочетающую положительные качества неорганического полимера с преимуществами кремнийорганического модификатора (стойкость в широком интервале температур от -б0 до +300о, химическая инертность, хорошая совместимость с минеральными компонентами, клейкость).

Наличие в новой тампонажной комзиции многофункциональных комплексных армирующих добавок, а также необхрдимость решения диаметрально противоположных задач: понижение аутогезии (на стадии тампонажного раствора ) и повышение адгезии волокна и матрицы (на стадии цементного камня )предопределяют способ приготовления дисперсноармированных тампонажных композиций, который представляет собой следующую последова- . тельность операций: совместный помол вяжущего с микро-: армирующей добавкой и полимерным модификатором — структурообразователем в помольно-смесительной установке типа дезинтегратора. Иинералы волокнистого строения типа волластонита под действием ударных механических воздействий расщепляются по линиям спайности на элементарные иголки, приобретая при этом размеры, соизмеримые с размером новообразований цементной матрицы. В процессе помола происходит механохимическая

1006713 активация компонентов на атомарном и молекулярном уровнях, что проявляется s обнажении активных реакционноспособных центров. В процесе дис-. пергирования выделяющийся при частичной дагидратации гипса водяной пар частично гндратирует частицы цемента.. При взаимодействии выделяющейся при этом в небольшом количестве гидроокиси кальция с кремнийорганичес-. .ким полимером (в соотношении .53зСа= .ф ,для метилсиликоната натрия), образу; ющиеся силикат кальция, карбонат, кальция, метилсиликат кальция способствуют образованию s матрице кристаллов волокнистой и игольчатой 15 структуры, что способствует увеличе.нию прочности нри растяжении. Одработанная в дезинтеграторе смесь служит своеобразной активной затравкой,, инициатором зародышеобразовання в 2О

1 среде цементной матрицы, перемешивание вяжущего c êîìïëåêñ-ае№ макроармирующей добавкой, введение в жидкость затворения реагента понизителя аутогезии он же промотор адгезии на стадии цементного камня ) и пластификатора. Иакроармнгура, йокрываясь защитным слоей" кремнийорганического понизителя аутогезии, получает возможность равномерно распределяться в среде цементной матрицы s нужном количестве, затворение смеси.

В табл. 1 приведены составы основ ных исследованных рецептур тампонажных растворов) в табл. 2 и 3 представлены свойства тампонажных растворов и цементного камня на их основе; в табл. 4 представлены ударостойкость трещинострйкость и деформативйость исследованйых рецептур тампонажных . растворов.

»»» н

2 х х э

1-»

»33 Э

Х х ц ц х х и ц о н о

Ф 4 Р3 лмо нЕх н х

U а о н х х о

Н и

»»3

СЧ

Ю

C)

Ю ах

O 43

3 ! а

Ю О

М

»33 х и

Э а

»»3

Ц о

Н х

Х и

Д о

4 (Ч

Ю!

I

1

3

1 3

I I

I 1

Р» и

1 1

tk

Р3 х и

Ф а

»»3 4

43 о

Ц

333 н х о х

24 О !

" О Р3 Н

»Р Ц й)»13

Н g fh g3» 1, я х х о аах Р3

l4 3» н х

lk о и х х

Ю

%о

М ь

Ю ь

tE о

Ц о

Р3

1 — «3

1 х

Р3 х и

Э а иъ х

»33 о

Ц

Ы, х

3 :

»Р »»3

Н 34

v а о

tA ь

C) I

СЧ

1

1

I о,и ц хй

О k3,u

I33 \) 3 3 ! 1

1 1

1 1

1 1

1

1 н х

Х и а о

I и

3 ч-3

»» 3

I о

C) »»)

Ю

C) 43 й3о х ац

Ц О К Р3

ДР3 34 о e Ke м е ао

М х в х

Н

»33 а цо

И Н х х

»»3 L н э

va, оо х х

Ц Н

Х Р3

К Р) 3 х а эо ой v оа

И л и о и

Э

Р3 о и о

I

1

1

I

»» )

1

1

I но

Х 4 эо

3 34 эи

Ц l»3 цо х х

»33 Ръ Р3

ЦО Ц нцо

ДОР3

ОЦР3 и 3»3 Р3

1006713 о и о

Ц Х34Р3 о ао

Р!3 М4 Х э х

3. х н1!й

V Р3 х 61 Р»»3

Х Н 34 ю о v с Ц Р ч О С4О

Р33 Х Г-»

1 а I

Я ао

Р3 О оц а х х

2 ОХ он+в охи»

РЗДХ

»х харч! о э а

О И» е ° и цч э о

И Э х+ о ноэ

»3} Ц Ц з ох

° » оl х х х ц э ооо

Ц L Р3 о о

133+ Х о э

4Ð Ц

Э»3 3 4

Н О

U 1 Д

Я I»

1! о эон ока

Р3 Х о+ х н v», »Р 0 Ц»-»

Р3 Х Х»

m03

Р3 Ц Р3 Э е0Х0

Р3 3 Р\

СЧ

Х о

Ц+ Э о о

Р3 K Р\

Оа О

Цт-» х

34! O э ЕГ а н х

И О Р3

Х 34

Р3 а

3;ХО эхн

ННРЗОХо х х 03 X x

Э Р3 4 О Р3

4хоаэ

Р3 х Н 3 4

I3» 4»»3 х эо

1006713

» оао

» ъФхх

I

1

1

1, г»

° t

К I

ЪР t

»6 н

3»3 »6 нo ко.

ou

Ю !

И

36

Г» ф I

I g о

Ц о

1 а

3 3

to

Ю о о а

Г6 333 Ц о о

%-»

1

3- Ф

Х

Г»

Ю

C)

3»

t

Р 1

3 l

1

I

Ф4 Г» х

»6 о

Ф а

Оф

93 3

3 д

И»6 Р3 йo ио оо

o о

1 ф .! ГЪ

1 !

Ж

1 л

I

I

1

t

1

I ! о

3о !

»

1

3 о х о о

I

1

I

3 — 4 х н ц»4

О О.»3

»»Ъ К Х g tC ю333ххх

»6

Ц о О

00 333

l,, I

1 !

1

I

I

1

1, !

I ое нх х+ ее

Я 03 3 х х ем в аоо о 0 4 Itt

-иоо

° 6 - 63 Х о

»»Ъ с

C)

Ю

I и

Г-Г хна

o v к х>4 ж о а3.3

333 Х Г.» о

Ю

»-«

-I о д

<ч Г-»

-3»-»

1

1 Cl ох а Р3

»6 »О. о х

Ц

»6 g

t о

Е5 а

et! н а»6, 33 »6 Х

ОХ -om их ап3 хцх хю ка 2ц и( ка

15 оа

1 — — — — — — 4

i 1 1 ! f

t 1» 1 1

t %

3 ха эо х д он у о о а 4

I 1 а»v о ом нок

»6 аф х:>* н

ХН9 9 И ttl х: о ца»ъ она

zoo, 1

И 333 ао

СЕФН фхцх

Цх Оф ежах ах о х 31 к о

mO9X о иц

0) ф

»6 (6 а Х ааaх

Мох 1

Х С4 3»

ttt о о,х о ц ы а х а

ОXV 6Д

И 333 с ф 3 х х д 3 н 6,»3 анхелин к о х д !» о аофххо

Ех охж

1 I 3 I

»Î I

»6! ф х 33

K о

„.1 о а

«!

1

1 о ф

И 1

»

Ðt

»6

»

v о о

3

v о

I 1

3

Н П3 х а э о

01 о оа

I Х

l

I

) !

1

1

1 !

19 K

I g !

1333

I но

9»6

3 m

Йо

Ц 3» х о

9 Х к v н A а к ф»6

Я я

9 цо

Ц Г» х о

»6 Х ко

Н 33 ак

И 333 л

Ю х

+ о Э сЧ ао л ° »

М

Ю

ЪС .

»»Ъ

Ю

СЛ с4

3С о ы> л сч

55 о о е ц»-»

Q »6 ев

Х Х»

Ц+

О О.е ах о

Ф 33 ttt коо 5î

»"Ъй Я

Ф 3 оо Е", Ф я .ос

333 36 г »

О 33 3 .63О О иъ»6,К 333

-ооо 3» 333 Х

1006713!

1,о 1

llj

1« ;!

e 1!

„, I х, 1 х» } — }

Х!1 t 1 о

Ц»,1 о,..а, 0 и A о о б 4 4

I

I

1 ill ! СЧ

6 -1 и

М?б ю?«

4О

О0 о

-о

В и

} 5

g е, "- М! ь д ох

»о

uv е5

1

1 — -»

I 1 1

v f н х

Х

0 п о

1 !

1 1

I 1

1 Р 1 st}

СЧ

I 1

t } Ю

t 1

I 1

I

I

f

I

1 х

Ф 1 но х а э их4 и э хе

94п

4ОО ф н н е". о

t}s Ф 2

Ф

tIl LO

:Э I

Е I

2 I.

1 х 1

I <б t

Н 1

О 1.1.

9 1

1 х.ф — 1! fsI t

1. О 1

I Х 1

1 О}! I I

I I

2 .ха eo х х о н u

on

Х

1 н х u п о»

1 а вО а о5 о ?}„н э ох х но

Х SII ls} в мм х фй х ,gfK 1ю о2 хй

??} Н f«С} 0О! б,... и а х о»}

>X at

5 -n -о

B»}u tt. x вхххй ао хВ ФВ

5х О Ф

ЭХОХ ах о х93 1

lt} m g O о ц х ц х и ц х

OA о

0 )

-о о }} хн

Н0 эо и хц н t н о.о б эха

I .3 око

5о

2хх

og

Ц 6б 3Ц

ohio дч. а о х хха х 4

sit х И н о

4ХФ хцм и} х ео ос

Ц ф. ахи

) v (6

Ц но

f г

9 i ° нэа х4Ц ойх х и

9 Ц хсо

ОХ0 йй а

}о Я А

A stf

5vN

4ое

0 Ха

"о

}}ар

2 а охо ов о2х

R tt}»t

Ц 4 щ х с оных н r.o

v ov а и 9

ЫН9$

НМЕ0

ОХ О х х и

Х}?}Но

° а

Ц, ° Э 1, аххо ц х х

39 й", Ии д2х,-е

ЦХ0 оон охЯ} о э э хб хцх! х х э й,х

?} gЯi0

О Х4 а, э A а-о!"

egg .4 х х

e9gov

22 ? н

woэvR х:х абая

ЭЕХ4 б}АО40 — аох их

ХхХ45 хх ах оохоа хихон

4Om49

Х9$3

v e o o»}, нхн о ях мх эv st} 1 Н

О} 9 Х х

stI Y t} f«9

31929 вохна?

vsse

0) Я C

3ХХA охцо йоххх

v evf

9 ttI 4 e u

}э э в юэах 5 э

ФХ 949 хя хай нон

vи0хuх

ФФФХФХ

W И

9>rt}leo х царе ха а о х 3 ?}} х а 4

М

СЭ

И

n x

1«

Й а о

?ф оцо

Х

n g о х

g

6 !

«

9 2

<б Ф

m 3 ох я В ах о э аo но ох и оо а оо ц а ое4 х ° на

9 Ц йях

0Х э г4

<б Е х хи ° а.х

C?f И Г«

15

I

»Ч

Вв

»»е

0t

l0 1 х !

0 к

v о

04 Ф .&» I о

1

D о (Ч

D о

»»Ъ

1 04 й

I

1 и о

I

I.

1

I

D о

И

v с

»0 н о о И

Ф ф

Х

D

СЧ о

»Ч н о

Ф

44»

I

СО

0 Ъ с ч

»п

00 с

»-1

00! с с

»Ч

4 с с

С Ъ

00 с

»»

NI .Щ н и о и

I

I 1

1

1

4

1

:I

Х

I»

»14

1»

v о

f» о к

1006713

9 I

О аА Р» Ф.4»Ъ! I аА, Ю с с о в (Ч 1!»

C1a аА г» с с

» » ФЧ х х

I I о о

Ф Ф

l l о о

»»Ъ М

ЬФ Рв

I I х х

I а о

° 0 О

Ь»

СЧ С»Ъ (Ч»4 г. с с

«4 Ч

1 1

5 3

17

I 1

1 н I

O Н

Х I » а, o

Хс 1 <6

Oat (Ч

t:O I

«4 н о о - н

Х Х 1» 1

ХХ! О

ОХ!

5 9 I <«I и Ф1

1 .! н

» 1 о

Ol с

С«Ъ

° ((Х 1 (ч фсЧ

Н-- I 1 о!

OtC t

Х !» с t О I

ОХ!

QX I

Х I 1

I

I (1 с о CP

Ю

CO н (I

1 н

» 1 о

I «-(1 х н о х

А хе!

t н

» 1 о

° -1 с

ОО

«1

Ю с

Гб Ф

1

«Ф

AX

Иo! со

1 сч ((I I -I 1 1 ..

НИ! 1 о г — "«

0 с 1

Х Х I х ох! » ае! о й2И1 1

1 СЧ

I о с

«-( («! с

М («Ъ

I («Ъ

1 ф ! х

1

О

1 (Ф (ч

Ф с! и о о о

I

1

t

М с! н о о о

I

I

1

1 с

K о

Ф4

C4 $ с

Ф 4 нх о о х

Р( о

О(И с

Й

»

o.u

Фо

1 -(I

1 1

I !

Н I

» 1

О I!

I сЧ I

I I

1006713 а о л в

«(«(о со с с в - о

СЧ LA о о с (»

«-4 «1(C»I «3(1

1

II

1(1 а, о со сЧ (« ) сЧ

«! ° с «(о а с с (ч о 3(о а. с с с

O Ill 1Ч г() о о о о ю о

« ° «! 1Ч

20. н

»

O l ! I

00 сч 1 о ссЪ сч

Р3

IO I

Н!

V I

О!

О l

1 1

M

CO

\О ссЪ

РЪ

° Ф с

РЪ ссъ сч л с0

D а ссЪ

1

I !

v 4 ох х ъ ох а х их н

»

O1

1 1

1 сЧ 1

Ъ

РЪ ссЪ с

CO! сЪ

D а

° Ф ссЪ н

» 1

O I

1 сЧ 1

М

СЪЪ с-с о

Ф

И

Ц о

М а

О 0Ъ

II М

LA ссЪ сО сСЪ х а„

"Е до н

or ох

РЪ О сЧ ссЪ О

М сЧ съ ссЪ ссЪ о

М с1е сЪ х с ох ах и х

1

t

1

I

1 сЧ ссЪ сч л

1 ! !

1 ! о о сч

l 1

1

I

РЪ

ttt I сС3 I

Н 1

O1

О!

V I с х

L" Е о д

Н 4 ох о х о а 3 х х и с!! и о х а Е по с! 4 их

v о

% ф

Ко

Эа

1Ч

Н !

» 1

O I

I сЧ I

I н

1» I

O I

1 сб сЧ 1

1 — Ч

I 1

1 Н 1

1 ь 1

O I

C0 I сЧ 1 н

O!

1 сО сч 1

1 Ъ

1 I

I I

1 1

I Н 1

» 1

O l

1 сч 1

100б713 о о о а

% %"1

РЪ сч

21

I . 1 н

I ь!

O1 Ф

OО

Ю

СЧ

СО

СЧ I

1

Г

1 Н 1 и

Ю х

И И и д"

Н 1ч

U Ы о

1; 1

I I

1(Ч t

1 1

1!

Э

I Н

I > I

O 1 м с

Ф4 м

to Ч 1

1

1 — Ф

1 1

I I

1 I

I Н 1

«ъ I

О1

1 1

1 СЧ 1

1

1 н и 4 ох х 4 ох а х х

Ю с

Ю

1 !

1 Н I ! 1

1 U 1 (Ч с

%-4

C) cl ь

Ю м

Ф 1 (V 1

1 — 1

1

1

I Н

I a и

1 1

1 (Ч I

1 о ь (Ч

1О ь

1

I

1 Н

1 U

Ф

Ж й

Ю с О м (О о ! с и ф а х о, g с4

Е сО 1

<Ч I

I

1- — 4

1 ми н

И 1 ох х,!

1 ! в 1

И 1

1 (Ч

Ю с о

tA с ох ах

t х

Ю с

СО

I

1

1

1

I

1

ttl а » н

ttt аи

III o

Ю

Ю

Ф о о о э о сЧ <Ч сЧ

Р1

I 1.

10 (б н

I о о:

1 р

:I

I

1 н и и

1

I !

1

1

I

1 Л

Я ф н и о и, 1 с х х н ф

Ж и

gW а е хи с !! и и о х

РФ о а

1006713

Л 1-1

СЧ СЧ

OО с с о <ч

Ю 1О! (Ч с с

Ol т.! Ф tA

М tA с с

hI г4

l0 Ch м м

1Ч с

C) О\ о.(Ч Ч о ч с с

СЧ tA

tA IA о ю (Ч сЧ

СЧ (Ч

О с с

iA Ol

1О . IA

»!

» 1."«» 1

О1

1 (О I

»Ч 1

1 с х х

1»

Х

v ь

ФЧ

00

»Ч с

% «

1

I ,>в I о

»Ч

1»

or

O I0 х. с о х

0 Х д х

00 с

»«Ъ

»Ч

%3 с

% « с х х !

»

»0

Х и

Е» 1

Рь 1

<а !

СЧ

1 ь й

1»

>ь

О1

»Ч «!

ИЪ

»»Ъ

»«Ъ 1 х (.»

l6 и о и

»Ч

\ »

»Ч

1» 1 ,"« I

О1

C) 1

<Ч 1

I

Н

:> I

Ю

О\

«"»

»ll с

1 с

»«Ъ

D с

«0»

Ю с

Ю чР

»Ч

I с

»0 а »

Щ

0 U ео

Ф

Е»

Ю

«-»

D ь

»Ч

Ъ 1

1 о

Ц!

»0 1 1о »б! Х !

»! 1

9 Х I х11 о о 11

О! !» 1

Ц! О а1 о

Х 1

1 о

»»II

»II I»l, !II Х1 I el

u Xl

C 0II о гл

Il1 I,и

1 и 1 и о х

I о

О» 1

0»«4 х

4 Е и

sQ N !

» !»

ox, о о

0»

В»

0 с«» х

L Е

»0 N

&» !» их о х » о

О»

И х х х

Ф

Ж

Ф !

» и

l5 а

CV х я аи

И

I»

«0 Х !

» и о х » о

И

1006713

» 1

Н !

1 « I

И !

1 1

»Ч I

1 сО!

»Ч

1

Г 3

2б

1006713 ж м н и

Ю о

1 !

40 (с4 а 4

М

4 3 и

Ф

Н4

И !4 н

>%

V 1

Р4 1 о

1. М

1 ь (Ч

03

Ф

Н 1

V 1

О1

u t

t

М н

v ф

Q харч ь с (Ч н

CO

4Ч

А н о о х

М Й н в 1

O1

4Ч ь / с н н!

Ill с

1

t

;ь 1

О1

CO 1

С 4

М м н

43

Ж и а"4 м х Й

44 н ь

v x о — 4

I

I

CO I и 1

Ю 1

Н 1

O1

О 1

1

l

Ж х о 41

1

;ь 1

v t

Сс4

СЧ ь н

4Ч н н с ь н ь с г

1 1

1

1!

1 с, 1 ф!

О 1

9 1

И м

И оч

Е д v н

v r о х ж с ох

fh и

t= х с

K м ф а,и ео

1 ч

I

I н t ,"» I

o t

I (с4 1

LA CO

СЧ СЧ т4 Н

° ф! 4 с с

Ю M н ь а о

28

1006713

Таблица 4 еформация, мкм

Трещиностойкость, ч

Сквозных трещин не обнаружено 0,0081

1,26

0,0094

1,93

О, 015

3,53

0 0156

3, 83

0,014

4,15

0,012

3,04

О, 005

18 ч

0,87

Извест-ный

Как видно из табл. 4 оптимальные составы имеют ударостойкость в 4

5 раэ большую, чем известный. 35

Анализ табл. 1, 2 и 3 показывает, что полученные при оптимальном соотношении ингредиентов тампонажные дисперсноармированные растворы имеют прочность при растяжении в 1,5- 4Q

3 раза большую по сравнению с прочностью неармированных растворов и в 10-12 раз большую, чем у известного состава. Увеличение прочности при растяжении сохраняется и в поэд- 45 ние сроки. Следует отметить, что столь внушительное увеличение прочности при растяжении не только не снижает прочность при сжатии, но и приводит к ее увеличению во все сроки твердения. В табл. 4 приведеl ны данные об ударостойкости (динамические напряжения ), трещиностойкости (статические напряжения ) и деформативности исследованных составов °

Ударостойкость определялась на верти- 55 кальном копре марки КИ со свободно падающим грузом весом 2 кг с высота 75 см. Определялась удельная ударная вязкость. Как видно из табл. 4, оптимальные составы дисперсноарми- 60

ВНИИПИ Заказ 2078/53 Тираж 601 Подписное

ФИЛиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Соста Удельная ударная вязкость кг см рованных растворов имеют ударостойкость в 4-5 раз большую, чем известный. Трещиностойкость под действием статических нагрузок определялась по методу кольца. Образцы-кольца из исследуемых составов, изготовлялись в формах со стальным сердечником.

Диаметр муфты 50 мм, диаметр сердечника 30 мм, высота 20 мм. Трещиностойкость определялась по времени до образования сквозной трещины.

Как видно из табл. 3 при испытании дисперсноармированных составов сквозные трещины не образуются, что свидетельствует о высокой трещийостойкости этих композиций. Кроме того, указанные составы имеют повышенную деформативность и необходимые технологические свойства, отвечающиетребованиям ГОСТ 1581-78.

Дисперсноармиров ан ный т ампонаж-! ный раствор с повышенной прочностью при растяжении и трещиностойкостью представляет большой практическийинтерес для цементирования нефтяных и газовых скважин в широком диапазоне температур и в сложных геологотехнических условиях.