Тампонажный материал

Тампонажный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е < >979619

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.06.81 (21) 3304129 22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Е 21 В 33/138

Гннуйнрстнееак кнмнтет

СССР (53) УДК 622.245..42 (088.8) нв ленам лзнбретеннй и нткрмтий

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень №45

Дата опубликования описания 17.12.82 (72) Авторы изобретения

Н. М. Хасанов, А. М. Панов и С. М. Баш

4 .., °

Среднеазиатский государственный научно-исследов ельсщй и проектный институт нефтяной промышленножц

Производственного объединения «Узбекнефть» (71) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНЫИ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится. к горной промышлеяности, а именно к нефтегазодобывающей и может быть использовано при цементировании нефтяных и газовых скважин.

Известен тампояажный материал, представляющий портландцемент с добавкой кокса. (1).

Данная добавка позволяет снизить его плотность, но образующийся цементный камень обладает сравнительно низкой прочностью. о

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является тампонажяый материал на основе портландцемента и облегчающей добавки, в качестве которой используется. уголь g2) . > s

Однако уголь не обеспечивает достаточно низкую плотность тампонажного раст= вора из-за того, что водопотребность его практически яе увеличивается, из-за чего уменьшение плотности идет только за счет низкой плотности угля. Кроме того, использование материалов топливных ресурсов для уменьшения плотности тампонажных растворов не экономично.

Цель изобретения — снижение плотности тампонажного раствора и увеличение прочности цементного камня.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве облегчающей добавки тампонажный раствор содержит глинистые терриконики — отход угледобычи при следующем соотношении компонентов (мас. %

Портландцемент 30 — 90

Глинистые терриконики 10 — 70

Терриконики представляют собой отход угледобычи и в зависимости от того, в каких пластах идет разработка, подразделяются на глинистые, карбонатные и кремнеземистые.

Характерной- особенностью глинистых террикоников является повышенное содержание глинозема (от 7 до 12%), для карбонатных — высокое содержание карбонатов (CACO> + М@СОз), составляющие в пересчете на CaO+MgO — от 20 до 45%.

Кремнеземистые терриконики имеют высокое содержание кремнезема в виде кварцитов, маршалитов и т. п.

Глинистые терриконики содержат следующие компоненты

979619

М90

AlL Оз

Fe0>

СаО

so, Примечание

С учетом декарбонизации СаСОз и М9С03

16-28

2-4

1-4

20-50

18-26

7-12,3-9

Содержание угля в террикониках колеблется в широких пределах и зависит от типа угля, способа его добычи, условий залегания угленосного пласта и др., Наибольшее содержание угля соответ15 ствует терриконикам от добычи бурых углей, так как с учетом высокой зольности этих углей и сравнительно низкой калорийности применение их в энергетической промышленности менее выгодно, чем каменного 2î угля и антрацита.

Содержание глинозема зависит от того, чем представлена в террикониках глинистая часть.

Наибольшая часть глинозема отмечается в том случае„когда глинистая часть представлена пластичными высококоллоидальными глинами типа бентонитовых, например, полыгорскитом (атапульгитом). В этом случае высокое содержание глинозема предопределяет повышенную водопотребность, хорошую седиментационную устойчивость и способствует улучшению других реологических показателей тампонажного раствора.

Низкое содержание глинозема соответствует тому случаю, когда глинистая часть представлена лессовидным суглинком, аргиллитами и другими глинистыми породами с низкой водопотребностью.

Глинистая часть может быть представлена охристыми глинами (подстилающие породы угленосного пласта) и в этом случае содержание окислов железа оказывается повышенным.

Запесоченные глины в составе глинистых террикоников придают последним повышенное содержание кремнезема, а загипсованные — ЯОз.

Особенно большой эффект получается в том случае, когда содержащаяся в террикониках глинистая часть представлена бентонитовыми глинами с наибольшим содержанием монтмориллонита. Эффект оказывается меньшим, если глинистый минерал представлен в виде бейделлита и еще меньшим — в виде каолинита и галлуазита.

Тампонажный раствор готовился. при смешении портландцемента и глинистых террикоников.

Результаты исследований данного тампонажного раствора и его сравнительные данные с известным тампонажным раствором при ведены в та блице.

979619

О>

o m

Х х г

m O Х II

I

I в

1

1 J) Cg

Г 3- X о о ао 333

CZZ

X о

3O O

-з. л

CV м

СО СЧ О М с

I

1 CD сЧ

1 м

СЦ (б

IX;

X е

Q.

СС3

l о

mmu э о а

O a; Z l»>хое

L Z Y х

Z

I о

lg х

LA

С:>

I м

Ю

С»

В м о ц

I 1 м ц м

СЧ

CD ц\

СЧ

Ц 3

СЧ

I 1 а а о

СЧ! 3 1 м 11

LA C> м ю

1 1 м м

I e

1 БС3

Z э о с

m u

1 lg 3

I CI.

Ю

Ю

o o о о ю ц а в

О О о

I.Г\ Ц\

О Ю о ю

I.Г\ СГЪ

Ю

С>

I.Г\

1 1

1 333 а

Э л с е ао э»,о

1 I- II

1

I

1

1 1Г\ л

CD О о о

Ю о о

С> а о

e— о ю о о о о

Ю

Ю ю m л

1 (I

1 С>

1

I!

1о

С3 >Х аo

O lСС3 О

X

X 3

Ф О

mм о

С> Ю

1

I

1 !

I

I

1 -4

1 СЧ

1

e o

3оеио

mmo

C3 Y Д.

СЧ

CV м

СЧ СЧ

С»

СЧ о сЧ

СЧ CV м сч

CV СЧ СЧ

М1

СЧ CV о

CV СЧ

1

1

1

1 О

1 Л л т

CD л л

СО СЧ

В ц

СЧ

- М

l .й ст>

l-l- Z ооо

c-. o

Х 3 со в м м

1

I

1 Ю в

1 л

l Q. Э оех

CZ CC Z oi

oom

СО 3.3 М

N О л со о о о

Ц\ ) 3! э

l- e u

X с э

С(Q. Ig э m ce

Я К X

Ф Ц Z

333

Ф Ir Z

Ф э

lg 3

3О (33 о э

Z к а

X IZ Xo O

lg

moe э э с

1- Ф ц\ л

С>

I.Г\ Ц\ л л о о ц\

СЧ л о о ц\

СЧ СЧ л о о о

СЧ СЧ о о

СЧ л о

СЧ СЧ л о о

1

m 1

1- 1

Х 1 э 1 >д .д л С э Q o

=У ° I »>

O I I3»»>

Ф э

m m 1 l

I- 1 Ф

O I Z

О .1 mlo

1- Э

Q. о э

1

1

1

1 о

1 иминОмибДэ . аЯ .ОИНИЫ3 о

СЧ о о м 3о ц\ О

С> л

С> Ю м

Ю а

Ю О О

1

l

I О

1 О1

1 !

Ю О О а

Ю O О. о о ц\ 3

CD м о о о

m С>О Л

О О м ф: с

3С C (1

1

1

I

I

1

1

1

1

1

1 !

I !

I

1

1

I

1

1

1

Ф

Z

Ig л с о

II

m о

Ц

3.3 ь

1

1

1 O

1 Ю

1 С" \

1

I

1

1 ! л

1 О

1

I о . î о î î î о

9?9619

1

1

1

1 Л

1 ф

X о

30 О

1 Y

CD л м л м м

У

Щ (3

I

1 Ln

1 б 1 ! м

1 1

1 СО

1 об

1 »Д

1 Э а

1 CCI

1 л 1

=Г I CC

X 1 S с

30 1 lg

1 с

Э 1 O

S 1 S д 1

Э 1 IC

30 1 s с

Об O с(. I о o

C1 I » с

1 О э 1- z

m o

Э QI X Э оа.»

О» Д»-О

»SOЭС0 х

Ln о в

СЧ 2

I 1 1

М СЧ

CD

СЧ

1 т о

Э т

z

Q.

L о

1 л

1 Ф

1 X

I Z

3 Э о

m o

1 33» 1

»= Y

I

1

I О ! О ! м

1 о о о о ю о а е в о о о м ю

О О О

О CD О в Ln м

Ю

Ю м О

ln л

0)

X

1

I

I Ln

»Л

1 1

1 03

1 CL

С 30О а©

Э»!

»- 1О

Ln CD л

CD о а

1 х

»

IЭ

X

Э

Iо о о о î о

CD

К о

IФ

X д о

I

1 ! CD

1

1

1

l СЧ

1 СЧ

1

I ( (1

1 л

СЧ

1

1

1 30

I- m ,,о, o>x с о о со о

X

X оо 0, Ю м о î о о

Ю CD CD

X

CL с

Ln л м

CV СЧ СЧ

СЧ л

М СЧ

СЧ СЧ

1 ю

Э л ! 1- 1 1оэо

30 О О а ы

С0 о

X

z о

X а.

CL

Э

1х л

Iо

X т

X с

-3 - 0

СЧ СЧ СЧ о о

Э

=>

Я

»

С0 оо

03 О

CL Ln (а о о

С

Iо

О о

z л т оо ачба с

С >

<е

30 Э

Y а о»

0» Iт Ф

s а

z Э

e Lх х

Ф Ф

X о о с

Q)

X о

X:

О о о

О м л

1 л

3- 3- Д ооо о с д о Ф О о c(1 о

cL Э

1 S

Ln

Ln s

Ln О

- -Ф сЧ м м о м л м м м

Л «3

3

1 м и

1 б

1

1

1 СЧ о

I !

1

CD

1 а. о э

cC cX о о

СО О

Ф

О о

>Е о о о

co co co а о о

CO 01 Ln о р со

X д

tg

CQ о

С0 с о с

Cg !

1 33»

1 fg m х

1 Ql Ig

I 03 II.(0 д о э

Cg

m о с

X о

М !

О) 1 " 1

e Ic Y

»ц m x э

СС

Q) X 03

X Э Эоо Д

I- S сХ 0» o o 0.

ЭO.»Ф IДа»СОО

Ln Ln

СЧ л л л о о о

1 I 1

::Т:1 »Л т: т

У У

СЧ СЧ л о о

I 1

LO LQ

С:Х

o o

СЧ СЧ СЧ о о о

I I 1 о сЕ o ! ) СЧ

О

:Г

X:

1

1

I э

I X

I д

1 ! 30

1 т

I Э

1 д

1 а

»С

1 !

1

1 Cg

1 11 Z

1 Э

Э 0%0

I 5 е

1 О

30 Э

1 Ig 30 ! 1о

1 О

1 О

1

О О О

Ln Ln о о сч Ln о о ю

Ln 1

С:>

СЧ

1

l CD cn

1

1 1

1 IX

1 Z

1 33» Iс

1- Э а. X

О Ф

1 C =Г о о о м и и о о

co Ln о о о

Ln м в

О со

И с с

1

1 1

1» 1

o e л х z т 1» 0o

m оао е б 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 >Д Л 1 (с а. о 1

» 3 t

1 М) в о Ln в л л л

М Ч:> СЧ СС Ю ц м

Ln Ln cD Ln CD и м сч о

1 I 1 1 1

СЧ .3. СЧ М М иминомис(ба аыоини(((1 ! !

1 о О о

Ln

o cg а С

1 1 е а

К 30 с

1 СС

» e

I 03

1 Э

I С>

1 CL

cX a

o ( а о о * с 11 X хе

1 л л

i- c о»

1 5;"О.

1, Z

Я 1

>чО АСС! !

e m

1mOXo

cX tD

1O!C S а. z

1Х 30 в

1X >X K тиас

1à а.Э о ба»cC

10 30 О 30

О 30

1 m о Э

С>

I cXy s а

I 1-! l- S 30 кдд !

0» Y O а. Y э e x e !

wX аэ а о

1>Б л Ф я С 3- Q

1z О

»М ФС !

e»л Э

=т ад ОС

I C ji .-- К

1X а. z IIe»sэ !

1-!а с д

»К »i O !

OOX Y с с с о

1e е 30 38 о о о mmm 2 бл л л с с с о о о

»с с с

IOOOX:

Iz z x Ы

979619

3S

Составитель М. Николаева

Редактор Н. Воловик Техред И. Верес Корректор A. Дзятко

Заказ 9304/15 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты исследования облегченных тампоиажиых растворов с добавкой облегчающих наполнителей — бурого угля и глинистых террикоииков.

Пример 1. Составлялась смесь из 90о/о портлаидцемента и 10 /о глинистых террикоников.

Перед смешением глинистые терриконики измельчались в шаровой мельнице до удельной поверхности 4000 см2/г, затем в этой же мельнице после замены мелющих тел на резиновые пробки осуществлялось. перемешиваиие с 90о/о портландцемеита.

Смесь затворялась питьевой водой с добавлением 0,1% декстрина в качестве замедлителя времени загустевания до получения растекаемости по конусу, АзНИИ

24 см. При этом водосодержаиие смеси со.ставляло 50о/р, а плотность 1,76 г/см . Водоотстой за 30 мин в 200 мл цилиндре со.ставил 0%, т. е. цементный раствор показывал хорошие данные по стабильности.

Во время испытания в консистометре при 75 С и давлении 300 кгс/см время загустевания раствора составило" 3 ч 20 мии..

Этот же раствор посАе 2-х суточного твердеиия в автойлаве при 75 С и гдавлении

300 кгс/см2 образовывал камень с механической прочностью на, изгиб 54 кгс/см .

Пример 2. Составлялась. смесь из 3(1о/о портландцемеита и -70% глинистых террикоииков. о

Глинистые террикоиики измельчались. и перемешивались с цементом в шаровой мельнице.

Смесь затворялась питьевой водой с добавлением 0,2./0 декстрина в качестве замедлителя времени загустевания до получения растекаемости по конусу АзНИИ

24. см. При этом водосодержаиие смеси составляло 85%, а плотность 1,35 г/см .

Водоотстой за 30 мин в 200 мл цилиндре составил Оо/о, т. е. цементный Раст-воР показывал хорошие данные по стабильности.

Во время испытания в коисистометре при

100 С и давлении 500 кгс/см время загустевания раствора составило 5 ч 10 мии.

Этот же раствор после 2-х суточного твердения в автоклаве при 100 С и давлении

500 кгс/см образовывал камень с механической прочностью на изгиб 9 кгс/см. .

Пример 8. Составлялась смесь. из 60% портландцемента и 40о/о глинистых террикоииков.

Глинистые терриконики измельчались. и перемешивались с .цементом в шаровой мельйице. Смесь затворялась питьевой водой с добавлением 0,2о/о декстрина в качестве замедлителя времени загустевания до

10 получения растекаемости по конусу АзНИИ

21 см. При этом водосодержаиие смеси составляло 75%, а плотность 1,49 г/смз.

Водоотстой за 30 мин в 200 мл цилиндре. составил 0о/о, т. е. цементный раствор показывал хорошие данные по стабильности.

Во время испытания в консистометре при

100 С и давлении 500 кгс/смз время загус-тевания раствора составило 3 ч 35 мин.

Этот же раствор после 2-х суточного твердеиия в автоклаве при 100 С и давлении

500 кгс/см. образовывал камень с механической прочностью 24 .кгс/см .

Применение предлагаемого состава для получения облегченного тампонажного раствора обеспечивает низкую плотность тампоиажиого раствора, что особенно важно в случае аномально низких пластовых давлений, слабых и трещиноватых стенок скважины обеспечивает при низкой плотности тампонажиого раствора высокие прочностные показатели образующегося цементного камня; применение тампоиажного раст= вора с глинистыми террикониками удешевляет проведение тампонажных работ за счет экономии портландцемента и увеличения выхода раствора; облегчает борьбу с загрязнением воздуха, водоемов и территории в местах нахождения угольных месторождений и производства угледобычи; способствует решению экологических проблем.

Формула изобретения

1. Тампоиажиый материал на основе портландцемеита и облегчающей добавки, отличающийся тем, что, с целью снижения плотности тампонажиого раствора и увеличения прочности цементного камня, ои 1одержит в качестве облегчающей добавки глинистые терриконики — отход угледобычи — при следующем соотношении компонентов (мас. %):

Портлаидцемент 30 — 90

Глинистые терриконики 10 — 70

2. Тампонажный материал по и. 1,orëèчающийся тем, что глинистые терриконики содержат следующие коми, мас. %:

С 20 — 50; ЯО 18 — 26; А1 0 7 — 12; FeaO5

3 — 9; СаО 16 — 28; MgO 2 — 4; SO> 1 — 4.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 156511, кл. Е 21 В 33/14, 1972.

2. Данюшевский В. С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам

M., «Недра», 1973, с. 86, табл. 44 (прототип).