Облегченная тампонажная смесь

Облегченная тампонажная смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к получению облегченных тампонажных материалов и может быть использовано при цементировании скважин. Цель изобретения - повышение подвижности и стабильности тампонажного раствора при одновременном повышении прочности и снижении коэффициента теплопроводности цементного камня. Облегченная тампонажная смесь включает вяжущее и кремнеземсодержащую облегчающую добавку. В качестве последней используют отход производства ферросилиция /ОПФ/, образующийся в процессе восстановления кварца в электрической дуге. Соотношение компонентов смеси следующее, мас.% вяжущее 80-95

ОПФ 5-20. Тампонажный раствор на основе разработанной тампонажной смеси отличается высокой стабильностью. Прочность цементного камня на его основе на 20-40% выше, а теплопроводность на 10-70% ниже, чем у цементного камня на основе известных тампонажных смесей. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

Ш 4 Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И „ I

°ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4319134/23-03 (22) 14.09.87 (46) 15.09.89. Бюл. № 34 (71) Научно-производственное объединение

«Тюменгазтехнология» (72) А. А. Клюсов, Ю. Т. Ивченко, В. И. Урманчеев, В. П. Герасимов, В. Г. Добрянский и В. И. Батурин (53) 622.245.42 (088.8) (56) Серенко И. А. Регулирование свойств тампонажных растворов за рубежом: Обзорная информация. Сер. Бурение. M.:

ВНИИОЭНГ, 1978, с. 55 — 58, 70.

Луценко Н. А. и др. Тампонажные растврры пониженной плотности. М.: . Недра, 1972, с. 37 — 39. (54) ОБЛЕГЧЕННАЯ ТАМПОНАЖНАЯ

СМЕСЬ (57) Изобретение относится к получению облегченных тампонажных материалов и может

Изобретение относится к получению облегченных тампонажных материалов и может быть использовано при цементировании скважин.

Цель изобретения — повышение подвижности и стабильности тампонажного раствора при одновременном повышении прочности и снижении коэффициента теплопроводности цементного камня.

Облегченная тампонажная смесь, включающая вяжущее и кремнеземсодержащую облегчающую добавку, в качестве последней содержит отход производства ферросилиция, образующийся в процессе восстановления кварца в электронной дуге при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Вяжущее 80 — 95

Отход производства фер„„Я0„, 1507954

2 быть использовано при цементировании скважин. Цель изобретения — повышение подвижности и стабильности тампон ажного раствора при одновременном повышении прочности и снижении коэффициента теплопроводности цементного камня. Облегченная тампонажная смесь включает вяжущее и кремнезем содержащую обле гч а ющую добавку. В качестве последней используют отход производства ферросилиция (ОПФ), образующийся в процессе восстановления кварца в электрической дуге. Соотношение компонентов смеси следующее, мас. вяжущее 80 — 95; ОПФ 5 — 20. Тампонажный раствор на основе разработанной тампонажной смеси отличается высокой стабильностью. Прочность цементного камня на его основе на 20 — 40% выше, а теплопроводность на 10 — 70% ниже, чем у цементного камня на основе известных тампонажных смесей. 1 табл. росилиция, образующийся в процессе восстановления кварца в электрическое дуге 5 — 20

Отход производства ферросилиция имеет следующий химический состав, мас.%: SiO

834 — 881; А40з 17 — 18; MgO 19 — 20;

50з 1,3 — 1,95; Ре Оз 3,8 — 4,0; СаО 1,9 — 2,3;

СОз 0,3 — 0,9; Р Оз 0,1 — 0,15; п.п.п. 0,8 — 3,5.

Образуется как побочный продукт при производстве ферросилиция и других сплавов железа с кремнием в процессе восстановления кварца углем в электрической дуге.

Представлен полыми стекловидными шариками диаметром менее 0,1 мкм, соизмеримыми с частицами цемента. Благодаря большой удельной поверхности отход производства ферросилиция отличается высокими пуццолановыми свойствами и химической ак1507954 тивностью. Насыпная плотность находится в пределах от 100 до 300 кг/м .

Пример 1 (вяжущее-портландцемент

ПЦТ-ДО-50 по ГОСТ 1581-85) . Из тщательно перемешанной тампонажной смеси, содержащей 880 г портландцемента (ПЦ) и 120 г отхода производства ферросилиция, путем зат ворения водой в количестве 900 г в течение

3 мин в лабораторной мешалке со скоростью 600 об/мин (по ГОСТ 26798.0-85-ГОСТ

26798.2-85) готовили тампонажный раствор.

После чего его заливали в формы и помешали в климатическую камеру (Р=1 МПа, t=224-2 С) и установку ПЦК-1 (Р=ЗО МПа, 1=80+3 С) для определения прочностных характеристик цементного камня. О подвижности судят по времени загустевания раствора в консистометре КЦ-3, о стабильности — по изменению плотности при воздействии давления 30 МПа (по методике

Данюшевского В. С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М., Недра, 1973, с. 82). Теплопроводность определялась методом двух температурновременных интервалов (по методике Волькенштейн B. С. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материалов.

М.: Энергия, 1971, с. 78).

По сравнению с известным при использовании в качестве вяжущего в указанном материале портландцемента на 5 — 12О возросла подвижность цементного раствора; отсутствует изменение плотности при воздействии давления (результаты в пределах погрешности измерения +-0,02 г/см ), свидетельствующие о высокой стабильности цементного раствора; на 20 — 40О возросла прочность камня; на 10 — 50 /ц снизилась теплопроводность цементного камня.

Пример 2 (вяжущее-гипсоглиноземистый цемент по ГОСТ 11052-74). Технология приготовления тампонажного раствора на основе тампонажной смеси, содержащей, например 950 г гипсоглинозем истого цемента (ГГЦ) и 50 r отхода производства ферросилиция при водосмесевом факторе 0,8 (800 г воды) осуществлялась аналогичным образом (пример 1).

По сравнению с известным материалом при использовании в качестве вяжущего гипсоглиноземистого цемента в разработанной смеси на 4 — 12Я возросла подвижность цементного раствора; изменение плотности при воздействии давления находится в пределах погрешности измерения +-0,02 г/см, на

12 — 70О возросла прочность камня; на

14 — 60О снизилась теплопроводность цементного камня.

Пример 8 (вяжущее-напрягающий цемент по ТУ 21-32-280-87) . Технология и риготовления тампонажного раствора на основе тампонажной смеси, содержащей, например, 800 r напрягающего цемента (НЦ) и 200 г отхода производства ферросилиция при водосмесевом факторе 1,0 (1000 г воды) осуществлялась аналогичным образом (при15 мер 1).

По сравнению с известным материалом при использовании в качестве вяжущего в разработанной тампонажной смеси напрягающего цемента на 5 — 26Я возросла подвижность цементного раствора; изменение плотности при воздействии давления находится в пределах погрешности измерения

+0,02 г/см ; на 20 — 40О возросла прочность камня; на 28 — 70О снизилась теплопроводность цементного камня.

25 Составы исследованных тампонажных смесей, а также свойства тампонажных растворов и цементного камня на их основе приведены в таблице.

Формула изобретения

Облегченная тампонажная смесь, включающая вяжущее и кремнеземсодержащую облегчающую добавку, отличающаяся тем, что, с целью повышения подвижности и стабильности тампонажного раствора при одЛ новременном повышении прочности и снижении коэффициента теплопроводности цементного камня, она в качестве кремнеземсодержащей облегчающей добавки содержит отход производства ферросилиция, образую40 щийся в процессе восстановления кварца углем в электрической дуге, при следующем соотношении компонентов, мас.Я:

Вяжущее 80 — 95

Отход производства ферросилиция, образующийся

41 в процессе восстановления кварца углем в электрической дуге 5 — 20

1507954

1 1

a} v И 1

ОО м со

}3 11 I д и

- C3

Я (4

1 с3

1 II II р, и

Э са

Э о а

1 хoat

Э Х

:}: 0! Х Ф Х

0 0

1 М Ц(О(ч

0(Ч> Г .4 и Ф

ООО сч Ю .Ф (Ч М (\ -Ф

О ООО

OOOOOQQQQ OO

I со 1

I

I со cф

OOO

ul Г сЧ (Ч

N С 4 С 3

ОООО! OO

t; сч 1 а 1 о н.Ф л i(3

Сг М М (О (3 CO

М Ф.Ф

Х &

43 Э О

О E сЧ

0 al

Х Id ca

О Э

0 а аalэ

Х Х

И

1

I

l

1

I,оl и со

ON N

Ю сО

М Ю

Х

CC Э х а

X al

Э

У

cd

}-И о, О Х

1 0

Х (D

1 Х Х >

l 0 (О а ta

1 (CO I ! И ! +3

I О O

I «О

1 Цсч 1

11 11 (4 Х СЧ ю ca < о сО с 3

Г CO CO

О О О

Ch Ю сЧ

О

О Ю

ОИИ л с 1O

Ии О сЧ О 03 (Ч СЧ д омл

aIс\м

Е

О л им о .о .Ф

lC

cd

Х Э O-О

Х М с"3

1

cd

О (О

Ф.ФМ

Х Ю

Э

Х

Х

Э

Х («

Э

Х

tD

0с О\ (3(ООО

Ф (О

OOO

ГОЛ Ю0(СОГ

i 3 со

QO О

ООО

Х

al

X (Cf

ccl

Х

0

I Х

1 1

Ю

1»

Х

Х

al

Х

at

Ц

Э Б

Х (1

О Х х о

E О о а

Х Ф O

cd N с 3

Х

cd

0

tD

Э а с} 1 1

cd о«

3 О

1

N С 4 СЧ

1 Х

Х

1 cd

1

1 Э

l X

1 ! Х

i а

I 1 со

Х! (О Г 1

1» I

1 1

1 — -!

I M I

I 1» 1

1 со 1

Х

cd

О

О

С} ю (о и\ О

CD СО О СГ(Хг

Ж l I

1 I 1 1 I 1

I al 1 al ю i

l! Х I Х М!

Х I 1

Х I Ю Ю l

cd 1 м сО 1

1 II II *1". " с«

4 --—

11 11 р и 43 (""u al

О Х о 1}Х сч 0

Х Л: 1

I сч I ltl

0 1 сЧ al

Д I II 11

1 Х

1 1

1 Э Э

ВЧ } cc

cd I ll 1

X 1 !

l }

I I !

X l Э I Ю

О 1 CI 1 Ж лМСЬОИО(ОС4 ИО

И N СЧ М N И С} С} Г} И

ИС4ИЮ-С4ОЛСО О

И СЧ N М О И СЧ СЧ СЧ С 3

OOOOOOOOQ O.Ф СО СО М О (3 Г Л исч хaи осчм

0с СЧ .О N О3 O

, СЧ

СЧСЧГ}О(ЧС3 с 3

ИЛD(О,ОЛСО

c0Dt W0ÔÎO N (4 И(Г\C.О ИQИООИИОИ

О И(М 0 ФМ Ю(Г\ Ф W 0 Dt Т (3 СЧ С 4 СЧ С 4 СЧ СЧ N СЧ СЧ

Г О Г Г О O O t/t О И О О О О О И Ф М (3 ID M с 3 tel Irl W Ю т с 3 сч N сч N (ч сч сч N сч сч (ч

Ф Ог О О И И Q О Dc

О С t О (3(Г(3 И (О С\(\ W И И

Ю (Ч N CO (4 CD О О O с 3 СО СО СО

И D (3 М М И О М М М Ф И

С 3 И вЂ” .Ф О (Ч И О О СЧ И

С 4 СЧ С 4 СЧ

I l i 1 I I 1 I 1 1 I I (О О СО И Ch! I I 1 I I l I I ЛСО(00(О

О О СО И О

1 1 I 1 c(D(00c0(c1 I и ч3 с (0 О(О (3 м

Х

Э

0 и

I Х

1 Х

I Н

I Я

1 al ! c

1 а

i al

I Х

I I

1 Х

I E

Х

I Z (3

I

I .с

1 ! и

i ta ! 0

1 Х

Х

I с

1 0

1 (1

1

I C