Тампонажный цемент

Тампонажный цемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii 977708 (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву(22) Заявлено 16. 06. 81 (21) 3302135/22-03 . с присоединением заявки.%(23) П риоритет

Опубликовано 30.11.82. Бюллетень И 44

Дата опубликования описания 30. 11.82 (51)М. Кл.

E 21 B 33/138

1Ьеуддрсжины6 кайнтет

СССР ив делай изобретений и втхрыткй! (5З) ЙК622.245..42(088.8) Т »

А,Азимов, А.Г.Алиев, С.M.Áàø, В.Д.Глуховс)сий„., М

П.В.Кривенко, А.Курбанов, А.Н.Панов, Ж .ВХкурчинская. и Н.И.Хасанов

Киевский ордена Трудового Красного Знамея гинженерно-строительный, институт (72) Авторы изобретения (71) .Заявитель (54) ТАНП0НМНЫй ЦЕНЕНТ

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть исполь- . зовано для цементирования глубоких высокотемпературных скважин.

Известны тампонажные цементы и растворы, используемые при выполнении тампонажных работ на основе портландцемента, а также в сочетании с различными добавками, оптимизирующими1о их свойства.

Недостатком этих цементов являет ся то, что их. сроки схватывания не т1оддаются регулированию и они облада,>s ют невысокой коррозионной стойкостью, особенно в сероводородной среде, что затрудняет проведение тампонажнык работ и снижает их качество и срок службы скважин.

Известны композиции, включающие шлаки, соединения щелочных металлов и добавки, позволяющие повысить физико-механические свойства растворов и бетонов на их основе (1). .Недостатком таких композиций является то, что они по свойствам . не удовлетворяют требованиям, предьявляемым к тампонажным цементам для тампонирования глубоких скважин, для которых характерны высокие температуры и давления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является кислотоупорный тампонажный цемент, включающий гранулированный шлак, силикат-глыбу и щелочной компонент - жидкое стекло (2).

Недостатком вышеуказанного вяжу щего является быстрое загустевание малые сроки схватывания и низкая коррозионная стойкость к воздействию сред с повышенным содержанием сероводорода.

3 9777

Цель изобретения - увеличение замедляющего эффекта при загустевании тампонажного раствора, увеличение сроков схватывания и повышение корро зионной стойкости цементного камня S в сероводородной среде.

Поставленная цель достигается тем. что тампонажный цемент включающий гранулированный шлак, силикат-глыбу у и щелочную добавку, содержит в качестве щелочной добавки сернистый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Гранулированный шлак 89 - 94,5

Силикат-глыба в перерасчете

Hà М20 5 - 10

Сернистый натрий 0 5 - 1,0

Приготовление цемента осуществляется следующим образом.

Предварительно высушенные до влажности не более 1 мас.Ф гранулированный аЛак, силикат-глыбу и сернистый. натрий подвергают совместному з помолу до тонины, соответствующей удельной поверхности 300-320 м /кг по прибору ПСХ-2. После этого измельченные компоненты затворяют водой.

В качестве гранулированных шлаков могут быть использованы доменные шлаки, в которых стекловидная фаза составляет,не менее 803. Более предпочтительным является использоваwe кислых шлаков, содержащих повы- м шенное количество кремнезема, устой- чивого к действию кислот.

Силикат-глыбу можно применять содовой, сульфатно-содовой или сульфатной варки. Добавкой служит сернистый 40 натрий.

Твердение цемента происходит при повышенной температуре. Этот процесс протекает:по схеме, характерной для твердения шлакощелочных вяжущих, и з имеет свои особенности.

Увеличение сроков схватывания и времени загустевания обусловлено .тем, что жидкое стекло, способствующее гидратации шлака, в отличие от известного, не вводится извне, а образуется постепенно под действием температуры и давления.

Сернистый натрий, будучи введенным в состав цемента, в водных раст- М ворах дает щелочную реакцию, этот эффект усиливается при повышенных температурах, что приводит с одной

08 4 стороны к углублению процесса гидратации, а с другой - к связыванию гидроалюминатов кальция в гидросульФоалюминаты, .экранирующие цементный камень от воздействия сероводорода, Тем самым повышается стойкость цементного камня в средах, содержащих сероводород.

Пример . Шлак гранулйрованный доменный кислый (чусовской) с Ио

0,90, имеющий состав, мас,Ф:

5 1 +37,69; А1 0 17,4; Fe<0>0,28;

СаО 38,40; Mq0 3,06; SQ 1,81.;

ИпО 0,57; Т!0

В/Ц 0,50, Шлакощелочной раствор имеет растекаемость по конусу ЛзНИИ в пределах 19-24 см. Определение времени загустевания шлакощелочного тампонажного раствора проводят на консистометре типа КУ-3 flo ТУ 25-02.03-2057-77. Параллельно с загустеванием определяют сроки схватывания при высоких температурах и давлениях в автоклаве, снабженном устройством для определения сроков схватывания по методу погружения иглы в образец тампонажного раствора.

Образцы для физико-механических испытаний и испытаний на коррозионную стойкость готовят в соответствии с

ГОСТом 1581-78 и ОСТом 39-051-77.

Образцы-цилиндры ф 14 мм и h

20 мм подвергают испытаниям на коррозионную стойкость в агрессивной сероводородной среде (концентрация до 20-30 г/л), которую исследуют непосредственно в автоклаве в специальной емкости, боковые поверхности образцов покрывают эпоксидным клеем, контрольные образцы хранят в воде при том же давлении и температуре. Испытания проводят через 180 сут.Критерием стойкости служит коэффициент коррозионной стойкости как отношение .прочности на раскалывание образцов, хранящихся в агрессивной среде, к прочности образцов, хранящихся в водных условиях.

Результаты испытаний тампонажных цементов при Т 120 С и Р 600 ати приведены в таблице.

Тампонежный цемент может быть использован для тампонажных работ при

Стойкость в H

Время загустевания, ч-мин

Состав цемента, мас.Ф ачало Конец

П редлагаемый

Доменный шлак 89

Силикат-глыба 10 3 5

2;. 50

4 -.40

4>75

Ма 5

Доменный шлак

94,5

Силикат-глыба 5,0 1 20

1-,40

0 50

0 90

О 5

Ма S

Доменный шлак 95,7 Силикат-глыба 4,0 055

1-10

0 71

2-10

0,7

Na S

Домейный шлак 82,9

" Силикат-глыба 16,0 3-15

2-.40

О. 75

Ма .S

Известный

Доменный шлак 78

Жидкое стекло 15 0-.15

ОА70

0 20

Силикат-глыба 7

Формула изобретенйя

Тампонажный цемент, включающий гранулированный шлак, силикат-глыбу .и щелочную добавку, о т л и ч а ю- шийся тем, что,с целью увеличе ния замедляющего эффекта при загустевании тампонажного раствора, увеличения сроков схватывания и повы- В шения коррозионной стойкости цемент.ного камня на его основе в сероводородной среде, он содержит в качестве щелочной добавки сернистый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

ВЙИИПИ Заказ 9155/43

Гранулированный шлак

Силикат"глыба в перерасчете на

Nax0

-Сернистый натрий

89 - 94,5 (5-10

0)5 - 1,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР и 692792, кл. С 04 В 7/14, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Н. 808415, л. С 04 В 19/04, 1979 (протртип).

Тираж Ь23 Подписное

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

S 977708 d бурении скважин с повышенной забой- ких свойств цементного раствора и ной температурой, его использование камня, повышающих их эксплуатационные. дает возможность улучшения техничес- .свойства и долговечность.