Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР
ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: крепление скважин. Сущность: облегченный тампонажный раствор содержит, мас.%: портландцемент 35 - 47; меланолатит 12 - 24 и воду остальное. Меланолатит - вулканогенная порода со следующим минеральным составом: кварц, полевой шпат, пироксин, роговая обманка и микрокристаллическая основная масса. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2014436
Класс(ы) патента: E21B33/138
Номер заявки: 5014741/03
Дата подачи заявки: 18.07.1991
Дата публикации: 15.06.1994
Заявитель(и): Западно-Сибирский научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт
Автор(ы): Нефедов В.А.; Гнатусь Н.А.; Гюннер Т.В.
Патентообладатель(и): Западно-Сибирский научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт
Описание изобретения: Изобретение относится к горному делу, в частности к составам облегченных тампонажных растворов для цементирования скважин в условиях нормальных и умеренных температур.
Облегченные тампонажные растворы обычно применяются при цементировании скважин, вскрывших пласты с низким градиентом гидроразрыва. В качестве этих растворов в основном используются глиноцементные растворы и растворы с добавкой кремнесодержащих материалов.
Известен облегченный раствор, содержащий портландцемент, облегчающую добавку и воду. В качестве облегчающей добавки применяют пыль электрофильтров и отходы производства кремния - кремниевая пыль, уловленная скрубберами при следующем содержании компонентов в растворе, мас.%: Портландцемент 31-44 Пыль электрофильтров 6-8
Отход производства
кремния-кремниевая пыль, уловленная скрубберами 9-13 Вода Остальное
Недостатком известного раствора является низкая прочность и длительные сроки схватывания при цементировании в зоне аномально высоких пластовых давлений близко расположенных водонапорных и углеводородсодержащих пластов, что может привести к межпластовым перетокам.
Цель изобретения - сокращение сроков схватывания при одновременном увеличении прочности цементного камня.
Для этого облегченный тампонажный раствор, содержащий портландцемент и воду, в качестве добавки содержит меланолатит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Портландцемент 35-47 Меланолатит 12-24 Вода Остальное
Для приготовления облегченной смеси использовали портландцемент Вольского завода марки ПЦТ Д 20-50, выпускаемый по ГОСТ 1581-85.
Меланолатит - вулканогенная горная порода, минеральный состав которой - кварц, полевой шпат, пироксен, роговая обманка и микрокристаллическая основная масса.
Химический состав породы следующий, мас.%: SiO2 - 55,1-53,4; Al2O3 - 14,9-15,6; Fe2O3+FeO - 13,85-14,12; MgO - 4,05-4,49; CaO - 3,07-3,47; Na2O - 3,67-4,38; K2O - 0,54-0,71; TiO2 - 0,9-1,3; P2O5 - 0,003-0,10; потери при прокаливании - 3,84-3,37.
Высокую пуццолановую активность меланолатитам обеспечивает микрокристаллитовая основная масса, частично цеолитизированная, состава Fe0,1-0,3x xCa0,1˙Na0,2˙K0,1˙Al0,3-0,5˙Si2 ˙O3. Эта микрокристаллическая фаза, находясь в химически неустойчивом состоянии, при затворении смешанного вяжущего водой способна реагировать с гидроокисью кальция и тоберморитовой группой, образующихся при гидратации основных минералов цемента.
Физико-химические исследования предлагаемой композиции показывают, что активная фаза - сложная смесь солей /Fe0,1-0,3˙Ca0,1˙Na0,2˙K0,1˙Al0,3-0,5˙Si2xO3/. Она содержится в породе в виде микрокристаллитов/ неразличимых под микроскопом даже при 200х-кратном увеличении, которые активное реагируют с Ca/OH/ и с тоберморитовой группой, образуя водные силикаты кальция /CSH/, четырехкальциевые алюмосиликаты /C4ASHx/, которые фиксируются на рентгенограммах линиями 5,22; 2,86; 3,51 и тобермориты, близкие к аморфным. Эти новые образования повышают водостойкость, термостойкость, проводят к увеличению прочности при изгибе и сжатии и способствуют уменьшению сроков схватывания.
Состав и свойства образующихся гидросиликатов зависят от количества введенной добавки и температуры. Введение добавки при соотношении цемент: меланолатит - 80:20 - 60:40 наиболее оптимально, так как этого оказывается достаточным для образования низкоосновных гидросиликатов и водных алюмосиликатов, которые способствуют сокращению сроков схватывания при достижении высокой прочности тампонажного камня.
Приготовление облегченного тамонажного раствора и определение его свойств (плотность, растекаемость, сроки схватывания, прочность) осуществлялись стандартными методами.
Добавку, размолотую до 2500-3000 м2/кг, меланолатита к портландцементу вводят в сухом виде. Облегченный раствор готовят затворением полученной сухой смеси на воде. Перемешивание осуществляют вручную в течение 3-5 мин. Образцы тампонажного камня выдерживают при температуре 20о и 75оС.
П р и м е р 1. 470 г портландцемента и 120 г меланолатитов после перемешивания затворяют 410 г воды. Водосмесевое отношение составляло 0,7, что соответствует соотношению ингредиентов, мас.%: Портландцемент 47,0 Меланолатит 12,0 Вода 41,0
Результаты испытаний приведены в таблице. При данном соотношении ингредиентов (пример 2 в таблице) плотность состава 1,61 г/см3, растекаемость 24,0 см, прочность на изгиб и сжатие в 2-х суточном возрасте при температуре +20оС соответственно равны 2,06 и 2,50 МПа, а при температуре +75оС - 36,8 и 77,6 МПа.
П р и м е р 2. 410 г портландцемента перемешивают с 180 г меланолатита, затем добавляют воду в количестве, определяемом В/с=0,7, что соответствует соотношению ингредиентов, мас. % : Портландцемент 41,0 Меланолатит 18,0 Вода 41,0
При таком соотношении ингредиентов (пример 3 в таблице) плотность состава 1,59 г/см3, растекаемость 21,0 см, прочность на изгиб и сжатие в 2-х суточном возрасте при температуре +20оС соответственно 2,18 и 2,53 МПа.
П р и м е р 3. В сухом виде перемешивали 350 г портландцемента и 240 г меланолатита, добавив воду, получили раствор при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Портландцемент 35,0 Меланолатит 24,0 Вода 41,0
При данном соотношении инградиентов (пример 4 в таблице) плотность раствора 1,55 г/см3, растекаемость 19,0 см, прочность при температуре +20оС на изгиб равна 2,21 МПа, на сжатие - 2,61 МПа; а при температуре +75оС - 35,4 и 76,8 МПа соответственно.
Результаты исследований показывают, что применение добавки меланолатита в составе облегченного тампонажного раствора позволяют получать облегченные тампонажные растворы с плотностью 1,55 -1,61 г/см3 со сроками схватывания: при t=+20oC - начало 360-525 мин, конец - 470-660 мин; при t=75oC - начало 65-75 мин, конец - 130-140 мин; образующийся цементный камень имеет прочность на изгиб при температуре 20оС и 75оС соответственно 2,16-2,21 МПа и 35,4-37,8 МПа против прочности известного цементного камня - 0,9-2,0 МПа и 2,9-4,5 МПа при температурах соответственно +20оС и 75оС.
Формула изобретения: ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, содержащий портландцемент, облегчающую добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве облегчающей добавки он содержит меланолатит при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Портландцемент 35 - 47
Меланолатит 12 - 24
Вода Остальное