Облегченный тампонажный материал

Облегченный тампонажный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (дН 4 Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

5-20 рал слоисто-ленточного типа

2-6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3878800/22-03 (22) 08.04.85 (46) 23.12.86. Бюл, № 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт-по креплению скважин и буровым растворам (72) H,À.Ìàðèàìïoëüñêèé,В.Ю.Комнатный, С.Б.Трусов, А.П.Руденко и В,И.Судаков (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 960420, кл. E 21 В 33/138, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 924353, кл. Е 21 В 33/138, 1982. (54)(57) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ, состоящий из вяжущего,фильт„„SU„„1278444 А 1 ровального перлита и облегчающе-стабилизирующей добавки, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения прочности и термостойкости тампонажного камня, снижения его проницаемости, он в качестве облегчающестабилизирующей добавки содержит глинистый минерал слоисто-ленточного типа при следующем соотношении компонентов,мас,Ж

Вяжущее 74-93

Перлит фильтровальный

Глинистый мине1278444

Изобретение относится к облегченным тампонажным материалам, применяемым для цемектирования парогидротермальных, нефтяных, газовых и прочих скважин при геостатических температурах до 300 С.

Цель изобретения — повышение прочности и термостойкости тампонажного камня и снижение его проницаемости.

Для приготовления тампонажного материала используются следующие продукты.

Фильтровальный перлит характеризуется следующим химическим составом, мас.%: Б О 71 — 76; А1 О 12 — 14;

Ре<0 0,7 — 1,5; Ti0 0,1 — 0,75;

Са0 0,82 — 1,0; УрО 0,1 — 0,25; S0

0,09 — 0,12; Naдб 3,1 — 3,9; К О

4,3 — 46; ппп. 1,0 — 1,8. Плотность 1900 - 2100 кг/м, влажность з не более 12%, гранулометрический состав: полный остаток на сите 0,075 мм не должен превышать 20%.

Глинистые минералы слоисто-ленточного структурного типа палыгорскит или сепиолит.

Палыгорскитовый глинопорошок характеризуется следующим средним химическим составом,%: Si0> 50,65;

А1 О 11,97; Ге Оз 7,45; Mg0 8,75;

Т О 0,20; К О +На О 0,56; СаО

0,14; п.п,п. 20,28.

Средний химический состав сепиолита следующий,X: 8 0 50,70; А1 0>

4,19; Fe О 1,59; NgO 20,90; К 0

+Na О 2,72; п.п.п, 19,90.

Р качестве вяжущего применяются шлакопесчаные цементы типа ШПЦС или шлакопортландцементы.

В таблице представлены данные,характеризующие физико-механические свойства раствора и камня из предлагаемого облегченного тампонажного материала, состоящего из вяжущего, фильтрованного перлита и глинистого минерала слоисто-ленточного типа,а также известного материала.

Как видно иэ табличкых данных,облегченный тампонажный материал способен твердеть и набирать досгаточную прочность в широком диапазоне температур, имеет высокую начальную прочность, термостойкость и низкую газопроницаемость тампонажного камня

Высокая стабильность тампонажного раствора и начальная прочность камня из прЕдлагаемого материала обеспечиваются тем, что минералы .слоисто10

2О

ЗО

40 ленточного типа при затворении водой поглощают ее беэ значительного разбухания. Это не приводит к возникновению внутренних напряжений и деструктивных процессов при твердении тампонажного камня. Кроме того,термостойкость и движение величины газопроницаемости камня обеспечиваются тем, что вяжущее совместно с фильтровальным перлитом при введении палыо" горскита при температурах выше 150 С образовывают Л -замещенный тоберморит и гидрогранат тина плазолита, а при использовании сепиолита — мерлинит. Все зти фазы и структура тамконажного камня стабильно существуют во времени при высоких температурах.

Hp и м е р 1 ° Облегченный тампонажный материал получают при смешении до однородного состояния 74мас.%(740 г) шлакопесчаного цемента марки ШПЦС200, 20 мас. % (200 г) фильтроперлита и 6 мас,X (60 г) сепиолита.Смесь затворяют водой при водосмесевом отношении В/С = 1(,45 (1450 см ). Плотность полученного тампонажного раствора 1300 кг/м, растекаемость 0,21м.

Водоотделение тампонажного раствора в цилиндре объемом 250 смз и высотой

25 см через 2 ч составляет 1,1X,Сроки схватывания тампонажного раствора при 300 С и давлении 60 МПа (соответственно начало и конец) 3 ч 10 мин и 3 ч 35 мин, Предел прочности тампонажного камня при изгибе-сжатии через 48 ч твердения при тех же условиях составляет 1,68/2,9 МПа, через

3 мес твердения — 1,95/4,3 МПа. Газопроницаемость через 48 ч / 3 мес твердения составляет 10 8 10 /9,2

-з 2 я 10 мкм

Пример 2, Облегченный тампонажный материал получают при смешении 84 мас.X шлакопортландцемента, 12 мас.% фильтроперлита и 4 мас.%. палыгорскита..Смесь затворяют водой при B/Ñ = 1,15. Плотность полученного тампонажного раствора 1440 кг/м растекаемость 0,20 м, водоотделение через 2 ч составляет 1,0Х. Сроки схватывания тампонажного раствора при 200 С и давлении 60 МПа (начало и конец) соответственно 2 ч 25 мин и 2 ч 50 мин. Предел прочности тампонажного камня через 48 ч твердения в автоклаве при этом режиме составляет 2,51/6,8 МПа, через 3 мес

1278444 твердения 3, 71/12, 1 MIIa. Газопроницаемость камня при этом составляет соответственно 5 0 10 /3,8 10 мкм .

Пример 3. Облегченный тампонажный раствор получают смешением

93 мас.Е шлакопесчаного цемента марки ШПЦС-120, 5 мас.X фильтроперлита и 2.мас.7 палыгорскита. Смесь затворяют. водой при В/С = 0,90. Плотность полученного тампонажного раствора

1540 кг/м, растекаемость 0,20 м, водоотделение через 2 ч 1,57. Начало схватывания тампонажного раствора при 150 С и давлении 60 МПа 2 ч

25 мин, конец — 2 ч 55 мин. Предел прочности тампонажного камня при изгибе-сжатии через 48 ч твердения при этом режиме составляет 2,35/7,5 МПа, через 3 мес твердения 3,35/11,8 МПа.

Газопроницаемость камня при этом со10 ставляет соответственно 7,3 10 /

4,5 10 з мкм .

1278444 и

°, Я

Ж

04 (O

Я ° (Ч с4Ъ ((Ъ 0 а Я (40 РЯ

Ф (Ъ ф N

Я Я Я Я (Ъ ф О(м

° Я

Я,д 4 ф

СЧ 4(Ъ Я» ф

Я Я 4I о м о

44Ъ М 4(Ъ

О 4 О\ я»

Я Я Я A

М (Ч 4 Ъ ъ с е- 4 ЯО\ 4(Ъ О(N а л я

N N Я (Ч о

1 (Ъ ((Ъ O 44Ъ Ю

N (Ъ

I I 1 . I сч (Ч 4 3 (Я(о о о о ф ч м е»

1 t t 1 (Ч М 4 Ъ М

Сс

1 (Ч (ъ о сЧ ! I 1 1

N (Ч N СЧ о о о о (Ъ О а О (Ч N ° М

g (Ъ 3

° ю» N о о о о мЪ O (Ъ O

° N N М

И 444

3е! (0а (Ч О ф л Я Я о

Я о

° 1

° ю

Я

* Я

» о о о (Ч

ill м о о (Ъ

4(Ъ о о л» N (ГЪ Ф

Ф» Ф о о о о м м

X Ф Э А

441 !» & 1 & а.(4 О Э ар, а Хй(4 о

СЧ N о ф

N N (Ч N ф 4(Ъ ф ю»

Ф о о

О\ ч»

° Я

o o (Ч (Ъ

Ch»Ф

Я Я о! !! I !

1 1 1

Д 4(4 о с х 4»

444 H. V

Х 444 х о х

444 I Х

1 1

1 t i цx i )otl ас.о! — — — — — — !

1 1 1 I! 1 1 ! 44 1

1 С Сс Х

o !. x сч O О

° N (Ч (Ч

С(Ъ а (ч о о

СЧ N (e

1 4C! Bf м Ф

ОЪ (O 4 ° 4»

1 1 о о цо яо о

Н (Ч

g ЕЧ М

iL

l gL4 в ой5

Z Е о о

444 О

Я Я

Ф (Ч

Я е ф

Я Я б ЧЪ (Ч 4О

° Я

4(Ъ 4Ъ (Ъ

A O

4 Ъ с Ъ

N е Я- Ос м

Я Я Я м ЯЯ (0 М (О О(Я а Я Я О .Ф N N (Ч сi(m O

Л ЧЗ ОЪ

6 Я Я

4Ч (Ч

ЯЯ. (Ч 44 4 ф

° CC4 W i(4

A Я Я Я (Ч» » л

О (Ъ (Ъ (4 4 4 С Ъ

1 1 I (Ъ М Ф 4 Ъ

О, Я lC4 (Ч 4» Я е (h

4Ъ л ъ о

4 Ъ ф

Я Я

М N

О1

Я (Ч ю л !

4(Ъ иЪ

4(Ъ

1 сч

* 1278444 и

I }}}

X м!

Х х х

О 1d}. V х о о z

Х Х л d}

Хл} д хо э х

Ч:} daa а а ф м а л е а а

}С} }С}

Слс сч » м а л л

° ф С CI} м а а л ЧЭ

° v»

О л сч л ° а

С» Л СР.

}/Ъ }Р о а- аan л а

СЧ О

1 а л а } сч о т» л М »»» е л

an м ф м а а

° С 1

»»»» в о а л е м

° (} а а с!} м », с"1, СЧ а а ч} м а» л м

"»

C}a

A л

СЧ СЧ о ф м ф а\ а а л л м м а»!

»»»» о о

Ф О а а л сч С1 сО О

° м а

СЧ

»»» о в ч} СЧ а л а A

° » ° а »с»»»» м a an

O Ii СЧ а л A л л

° » а ° л

° 4

a}I

Ф охх х „"

Х х X

Х

Id I I

О ".Ь1

Ф о е х

an a а м

1 м м о о о с} о о еф °

1 1 I 1 сч м м м о 3 !

СЧ С 1 л an

С} СЧ

М С} х

С}! 0

Ж Ц о о о о о л СЧ Сч СЧ о о

С} Е

СЧ СЧ.

I }}}

Х ох с}сч

О Э 1- dI e

° 4 CI}

* л л

° ° л М л С!1 л а а о

;,!д

С} О

X Я ) Ol

Й D 1 F4 о о о о

}с} м о о о сч м о

}С} ь о

° - и

М СЧ

Е

33 и

}d gIaa а о в о

° СЧ ° СЧ с an

О} л»Ф л а A о сч л ф }

Ф ° Ф л а л л о

}с} an

С} и

» сс}

Ьa

I I

I 1

Д Сб о g х Х е а х }}}

О II» Х

Е X о к о

Гч

I 5 :"} и

11%! IdIVI! I! 1 1

1 I в о

Аь ОСЧ

}}} х о 4"»!

OI.Z!

a I 1

РОАЭС

А С! Ф сО СЧ С0

° СЧ

an сч О

СЧ о с }

Саа СЧ

Q сч м О

«а ас}с} с»

apl

d}a С}0!

Х

}»

Ф 1

1- (}у 1

Х

Ж (U

1 о

Ц I о о,!

И 1

1 Х

}}} Х

5 л I Q х Q 1

Ф 1 Х

Х X I А о 3 о х о х е е

ИcQ 1 Х

1 }л

Ц }}}

Х I

I 1 и и до П .ч СЧ /} П а СЧ М П СЧ М