RU2470979C1 - Light-weight grouting mixture - Google Patents
Light-weight grouting mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470979C1 RU2470979C1 RU2011130719/03A RU2011130719A RU2470979C1 RU 2470979 C1 RU2470979 C1 RU 2470979C1 RU 2011130719/03 A RU2011130719/03 A RU 2011130719/03A RU 2011130719 A RU2011130719 A RU 2011130719A RU 2470979 C1 RU2470979 C1 RU 2470979C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grouting
- stone
- mixture
- calcium chloride
- light
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин с аномально низкими пластовыми давлениями (АНПД), а именно к облегченным тампонажным смесям с высокими изолирующими свойствами.The invention relates to the fastening of oil and gas wells with abnormally low reservoir pressures (ANPD), namely, lightweight grouting mixtures with high insulating properties.
Известна облегченная тампонажная смесь, включающая вяжущее и кремнеземсодержащую добавку, в качестве которой содержит отход производства ферросилиция, образующийся в процессе восстановления кварца в электрической дуге (авт. св. 1507954, кл. E21B 33/138, опубл. 15.09.89, бюл. №34).Known lightweight grouting mixture, including a binder and silica-containing additive, which contains waste from the production of ferrosilicon formed during the recovery of quartz in an electric arc (ed. St. 1507954, class E21B 33/138, publ. 15.09.89, bull. No. No. 34).
Недостатком этой облегченной смеси является высокая водоотдача, т.к. тампонажный раствор, получаемый из этой смеси, требует более высокого содержания воды и, как следствие, - низкой прочности камня, при плотности раствора 1,34-1,52 г/см3.The disadvantage of this lightweight mixture is the high water loss, because cement slurry obtained from this mixture requires a higher water content and, as a consequence, low stone strength, with a density of the solution of 1.34-1.52 g / cm 3 .
Наиболее близкой по составу и назначению является облегченная тампонажная смесь, содержащая портландцемент тампонажный, алюмосиликатные микросферы, микрокремнезем конденсированный МК-85 и гранулированный хлорид кальция. Облегчение смеси достигается за счет алюмосиликатных микросфер / Патент №2255205, МПК E21B 33/138, опубл. 27.06.2005 бюл. №18.The closest in composition and purpose is a lightweight grouting mixture containing grouting Portland cement, aluminosilicate microspheres, condensed silica fume MK-85 and granular calcium chloride. Facilitation of the mixture is achieved due to aluminosilicate microspheres / Patent No. 2255205, IPC E21B 33/138, publ. 06/27/2005 bull. Number 18.
Недостатком данной облегченной смеси является повышенная водоотдача приготовленного тампонажного раствора, низкая прочность сцепления камня с колонной, изменение плотности тампонажного раствора при давлениях более 15 МПа. Последнее обусловлено образованием микротрещин на поверхности полых алюмосиликатных микросфер и внедрением части жидкости затворения в полость микросфер с растворением газообразной составляющей, изменением соотношения твердой и жидкой фазы. При этом, помимо повышения плотности, происходит увеличение реологических показателей облегченного тампонажного раствора.The disadvantage of this lightweight mixture is the increased water loss of the prepared cement slurry, low adhesion of the stone to the column, a change in the density of the cement slurry at pressures of more than 15 MPa. The latter is due to the formation of microcracks on the surface of hollow aluminosilicate microspheres and the introduction of a part of the mixing liquid into the cavity of the microspheres with the dissolution of the gaseous component and a change in the ratio of solid and liquid phases. At the same time, in addition to increasing the density, there is an increase in the rheological parameters of lightweight grouting mortar.
Указанные недостатки не позволяют обеспечивать надежную изоляцию затрубного пространства и могут быть причиной гидроразрыва пластов и недоподъема раствора до проектной высоты.These shortcomings do not allow for reliable isolation of the annulus and can be the cause of hydraulic fracturing and under-rise of the solution to the design height.
При создании изобретения решалась задача повышения качества крепления обсадных колонн в интервале проницаемых пластов с АНПД и пластов с низкими градиентами гидроразрыва.When creating the invention, the problem was solved of improving the quality of fastening of casing strings in the interval of permeable formations with ANPD and formations with low hydraulic fracturing gradients.
Техническим результатом изобретения является разработка облегченной тампонажной смеси с повышенной изолирующей способностью за счет пониженной водоотдачи раствора, сохранения плотности раствора при повышенных давлениях, повышенной прочности сцепления камня с колонной и водонепроницаемости камня.The technical result of the invention is the development of lightweight cement mixture with increased insulating ability due to reduced fluid loss of the solution, maintaining the density of the solution at elevated pressures, increased adhesion of the stone to the column and the waterproofness of the stone.
Решение поставленной задачи достигается тем, что облегченная тампонажная смесь включает тампонажный портландцемент, микрокремнезем МК-85, хлорид кальция, суперпластификатор СП-1 и понизитель водоотдачи натросол при следующем соотношении компонентов, мас.%:The solution to this problem is achieved by the fact that the facilitated grouting mixture includes grouting Portland cement, MK-85 silica fume, calcium chloride, superplasticizer SP-1 and natrosol water loss reducer in the following ratio, wt.%:
Взаимное влияние компонентов друг на друга, их синергетическое действие в данной смеси позволяют получить облегченную (за счет микрокремнезема МК-85) смесь, из которой затворяют седиментационно устойчивый, стабильный по плотности во времени раствор (за счет натросола и хлорида кальция) и камень с повышенной прочностью сцепления и водонепроницаемостью.The mutual influence of the components on each other, their synergistic effect in this mixture makes it possible to obtain a light (due to silica fume MK-85) mixture, from which a sedimentation-stable solution, stable in density over time (due to natrosol and calcium chloride), and a stone with increased traction and water resistance.
Суперпластификатор СП-1 выполняет роль регулятора реологических свойств и в сочетании с хлоридом кальция и натросолом 250 EXR позволяет обеспечить низкие водоотдачу и проницаемость камня при заданных сроках твердения. Сочетание суперпластификатора СП-1, микрокремнезема МК-85 и хлорида кальция обеспечивает повышение прочности сцепления камня с колонной за счет усиления диспергирования микрокремнезема МК-85 и формирования тампонажного камня с более однородной структурой.The superplasticizer SP-1 plays the role of a regulator of rheological properties and, in combination with calcium chloride and 250 EXR natrosol, allows for low water loss and permeability of the stone at specified hardening periods. The combination of superplasticizer SP-1, silica fume MK-85 and calcium chloride provides increased adhesion of the stone to the column due to increased dispersion of silica fume MK-85 and the formation of cement stone with a more uniform structure.
Для приготовления тампонажной смеси использовался портландцемент ПЦТ 1-50 по ГОСТ 1581-96 ОАО «Сухоложскцемент», микрокремнезем МК-85 по ТУ 5743-048-02495332-96 ООО «Братский завод ферросплавов», в качестве ускорителя схватывания - хлорид кальция по ГОСТ 450-77, для снижения фильтрации - натросол 250 EXR по ТУ 2231-001-32195737-2005 ОАО НТФ «Эфиры целлюлозы», в качестве пластификатора - суперпластификатор «Полипласт СП-1» по ТУ 5870-005-58042865-05 ООО «Полипласт-УралСиб» г.Первоуральск.To prepare the grouting mixture, PCT 1-50 portland cement was used according to GOST 1581-96 of Sukholozhskcement OJSC, MK-85 silica fume according to TU 5743-048-02495332-96 of Bratsk Ferroalloys Plant LLC, and calcium chloride according to GOST 450 as an accelerator -77, to reduce filtration - natrosol 250 EXR according to TU 2231-001-32195737-2005 of NTF “Cellulose ethers” OJSC, as a plasticizer - superplasticizer “Polyplast SP-1” according to TU 5870-005-58042865-05 LLC “Polyplast- UralSib "Pervouralsk.
Определение основных свойств облегченного тампонажного раствора и камня, приготовленных из облегченной тампонажной смеси, проводили при температуре испытания (20±2)°C в соответствии с ГОСТ 26798.1-96 «Цементы тампонажные. Методы испытаний». Плотность определяли ареометром типа АБР-1 по методике, предусмотренной инструкцией по эксплуатации ареометра, растекаемость - по форме-конусу, седиментационную устойчивость определяли по водоотделению в цилиндре вместимостью 250 мл, водоотдачу за 30 мин - на приборе ВМ-6. Предел прочности камня на изгиб и сжатие определялись на испытательной машине для определения прочности цемента на сжатие/изгиб фирмы «CONTROLS», прочность на сцепление с металлом - на гидравлическом прессе П-10. Водопроницаемость определялась на приборе для определения проницаемости цементного камня фирмы «CHANDLER ENGINEERING» модели 2030 по методике, предусмотренной инструкцией прибора.The basic properties of lightweight grouting mortar and stone prepared from lightweight grouting mixture were determined at a test temperature of (20 ± 2) ° C in accordance with GOST 26798.1-96 Cement grouting. Test Methods. " Density was determined using an ABR-1 type hydrometer according to the procedure provided for by the hydrometer operating instructions, flowability was determined by the shape of a cone, sedimentation stability was determined by water separation in a cylinder with a capacity of 250 ml, water loss per 30 min using a VM-6 device. The ultimate strength of the stone in bending and compression was determined on a testing machine to determine the compressive / bending strength of cement manufactured by CONTROLS, and the adhesion to metal was determined using a P-10 hydraulic press. Water permeability was determined on a device for determining the permeability of cement stone of the company "CHANDLER ENGINEERING" model 2030 according to the procedure provided for in the instructions of the device.
Облегченную тампонажпую смесь готовили следующим образом. Сухую смесь портландцемента тампонажного, микрокремнезема МК-85, хлорида кальция, суперпластификатора СП-1 и натросола 250 EXR в заданных соотношениях тщательно перемешивали и затворяли отмеренным количеством жидкости затворения (при В/С=1.5) в смесителе лабораторном СЛ-1. После этого замерялись параметры раствора и свойства сформированного камня.Lightweight cement mixture was prepared as follows. A dry mixture of grouting portland cement, MK-85 silica fume, calcium chloride, SP-1 superplasticizer and 250 EXR natrosol in the given proportions were thoroughly mixed and closed with a measured amount of mixing liquid (at B / C = 1.5) in a laboratory mixer SL-1. After that, the parameters of the solution and the properties of the formed stone were measured.
Смесь прототипа также приготовлена в лабораторных условиях и замерены параметры, не приведенные в патенте.A mixture of the prototype is also prepared in the laboratory and measured parameters not shown in the patent.
Пример. Для приготовления 1 кг облегченной тампонажной смеси (таблица, состав 1) необходимо подготовить сухую смесь из 516,4 г тампонажного портландцемента, 344,2 г микрокремнезема, 103,3 г хлорида кальция, 25,8 г СП-1 и 10,3 г натросола. Состав перемешивают три минуты (при В/С=1,5) и определяют плотность, растекаемость, водоотделение и водоотдачу. Раствор заливают в формы для определения прочности камня па изгиб, сжатие, сцепление и в формы для испытания на водопроницаемость. Образцы до времени испытания выдерживают в термостате при температуре 20±2°C.Example. To prepare 1 kg of lightweight cement mixture (table, composition 1), it is necessary to prepare a dry mixture of 516.4 g of cement Portland cement, 344.2 g of silica fume, 103.3 g of calcium chloride, 25.8 g of SP-1 and 10.3 g natrosol. The composition is mixed for three minutes (at B / C = 1.5) and determine the density, spreadability, water separation and water loss. The solution is poured into molds to determine the strength of the stone by bending, compression, adhesion, and into molds for permeability testing. Samples are kept in a thermostat at a temperature of 20 ± 2 ° C until the test time.
Приготовленный состав имеет плотность 1,30 г/см3, растекаемость 300 мм, водоотделение 0,0 мл, водоотдача 26,0 см3. Прочность на изгиб - 0,75 МПа, прочность на сжатие - 2,2 МПа, прочность сцепления - 0,8 МПа, водопроницаемость 0,0006×10-3 мкм2.The prepared composition has a density of 1.30 g / cm 3 , flowability 300 mm, water separation of 0.0 ml, water loss of 26.0 cm 3 . Bending strength - 0.75 MPa, compressive strength - 2.2 MPa, adhesion strength - 0.8 MPa, water permeability of 0.0006 × 10 -3 μm 2 .
Примеры приготовления и испытания остальных составов, приведенных в таблице, аналогичны вышеописанному.Examples of preparation and testing of the remaining compositions shown in the table are similar to the above.
Для выявления отличительных признаков и положительного эффекта изменяли массовые соотношения ингредиентов.To identify the distinguishing features and the positive effect, the mass ratios of the ingredients were changed.
Как видно из таблицы, заявляемая облегченная тампонажная смесь (при В/С=1,5) с оптимальным соотношением компонентов обладает лучшими свойствами, чем прототип, а именно, характеризуется повышенной изолирующей способностью за счет пониженной водоотдачи раствора (26,0 см3), сохраняет плотность раствора при повышенных давлениях закачивания и продавливания, и водонепроницаемым, с повышенным сцеплением, камня с колонной (0,8 МПа). Раствор прототипа обладает повышенной водоотдачей (108 см3), камень, сформированный из раствора, водопроницаемый и характеризуется низкой прочностью сцепления камня с колонной (0,4 МПа).As can be seen from the table, the inventive lightweight cement mixture (at B / C = 1.5) with an optimal ratio of components has better properties than the prototype, namely, it is characterized by increased insulating ability due to reduced fluid loss of the solution (26.0 cm 3 ), maintains the density of the solution at elevated injection and forcing pressures, and waterproof, with increased adhesion, stone with a column (0.8 MPa). The solution of the prototype has an increased water loss (108 cm 3 ), the stone formed from the solution is water permeable and is characterized by low adhesion of the stone to the column (0.4 MPa).
Равные количества портландцемента тампонажного и микрокремнезема МК-85 и уменьшение количества суперпластификатора СП-1 и натросола 250 EXR в составе предлагаемой облегченной смеси приводят к снижению водоотдачи (15,4 см3), но при этом уменьшается растекаемость (170 мм) и возрастает плотность раствора (1,40 г/см3). Максимальные значения портландцемента тампонажного и суперпластификатора СП-1 в составе смеси приводят к более высокому значению водоотдачи (50 см).Equal amounts of portland cement cement and silica fume MK-85 and a decrease in the amount of superplasticizer SP-1 and natrosol 250 EXR in the composition of the proposed lightweight mixture lead to a decrease in water loss (15.4 cm 3 ), but the spreadability decreases (170 mm) and the density of the solution increases (1.40 g / cm 3 ). The maximum values of Portland cement grouting and superplasticizer SP-1 in the mixture lead to a higher value of water loss (50 cm).
Таким образом, из тампонажного портландцемента, микрокремнезема МК-85, хлорида кальция, суперпластификатора СП-1 и натросола 250 EXR могут быть приготовлены облегченные тампонажные смеси с приемлемыми технологическими характеристиками, которые могут применяться для крепления обсадных колонн в интервале проницаемых пластов с АНПД и пластов с низкими градиентами гидроразрыва.Thus, lightweight grouting mixtures with acceptable technological characteristics can be prepared from grouting Portland cement, MK-85 silica fume, calcium chloride, SP-1 superplasticizer and Natrosol 250 EXR, which can be used to fix casing strings in the interval of permeable formations with ANPD and formations with low fracturing gradients.
ность, г/см3 Raft
g / cm 3
деление, млWater drain
division, ml
2 сутStrength, MPa,
2 days
10-3 мкм2 The permeability of the stone, 2 days,
10 -3 μm 2
ниеgrip
nie
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011130719/03A RU2470979C1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Light-weight grouting mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011130719/03A RU2470979C1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Light-weight grouting mixture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2470979C1 true RU2470979C1 (en) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011130719/03A RU2470979C1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Light-weight grouting mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2470979C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9802863B1 (en) | 2016-03-09 | 2017-10-31 | Flashfill Services, Llc | Accelerating set times of flowable fill compositions with dry calcium chloride, and methods of utilizing and producing the same |
US10322971B1 (en) | 2016-04-21 | 2019-06-18 | MK1 Construction Services | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
RU2717854C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-03-26 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Weighted grouting mortar |
US10851016B1 (en) | 2017-02-28 | 2020-12-01 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
US10919807B1 (en) | 2018-04-25 | 2021-02-16 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
US11434169B1 (en) | 2018-04-25 | 2022-09-06 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
RU2781004C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-10-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Grouting mixture |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2215124C1 (en) * | 2002-02-08 | 2003-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" | Method of preparation of light-weight grouting mortar |
RU2235852C1 (en) * | 2003-06-09 | 2004-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Method of cement bridge forming in well |
RU2255205C1 (en) * | 2004-03-01 | 2005-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Light-weight plugging mix |
RU2295555C2 (en) * | 2004-12-15 | 2007-03-20 | ЗАО "ППТК Спектр" | Light-weight plugging material |
EP1900705A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-19 | Bj Services Company | Low density cements for use in cementing operations |
US20080300151A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Mohand Melbouci | Oil-well cement fluid loss additive compostion |
-
2011
- 2011-07-21 RU RU2011130719/03A patent/RU2470979C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2215124C1 (en) * | 2002-02-08 | 2003-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" | Method of preparation of light-weight grouting mortar |
RU2235852C1 (en) * | 2003-06-09 | 2004-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Method of cement bridge forming in well |
RU2255205C1 (en) * | 2004-03-01 | 2005-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Light-weight plugging mix |
RU2295555C2 (en) * | 2004-12-15 | 2007-03-20 | ЗАО "ППТК Спектр" | Light-weight plugging material |
EP1900705A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-19 | Bj Services Company | Low density cements for use in cementing operations |
US20080066655A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Bj Services Company | Low density cements for use in cementing operations |
US20080300151A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Mohand Melbouci | Oil-well cement fluid loss additive compostion |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9802863B1 (en) | 2016-03-09 | 2017-10-31 | Flashfill Services, Llc | Accelerating set times of flowable fill compositions with dry calcium chloride, and methods of utilizing and producing the same |
US10322971B1 (en) | 2016-04-21 | 2019-06-18 | MK1 Construction Services | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
US10843968B1 (en) | 2016-04-21 | 2020-11-24 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
US11247942B1 (en) | 2016-04-21 | 2022-02-15 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
US11926568B1 (en) | 2016-04-21 | 2024-03-12 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
US10851016B1 (en) | 2017-02-28 | 2020-12-01 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
US11440841B1 (en) | 2017-02-28 | 2022-09-13 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
US10919807B1 (en) | 2018-04-25 | 2021-02-16 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
US11434169B1 (en) | 2018-04-25 | 2022-09-06 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
RU2717854C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-03-26 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Weighted grouting mortar |
RU2781004C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-10-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Grouting mixture |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2470979C1 (en) | Light-weight grouting mixture | |
RU2338723C2 (en) | Raw material for preparation of cellular concrete | |
CN109053075A (en) | A kind of highway engineering high-performance machine-made sand concrete preparation method | |
CN109320163A (en) | Low glue material self-compacting concrete of a kind of C30 and preparation method thereof | |
Venkatarama Reddy et al. | Characteristics of cement-soil mortars | |
CN110317032A (en) | A kind of high strength gypsum based self-leveling mortar and preparation method thereof | |
CN110317031A (en) | A kind of high strength gypsum based self-leveling mortar and preparation method thereof | |
Bohuchval et al. | Rheological properties of 3D printing concrete containing sisal fibres | |
RU2471846C1 (en) | Grouting mortar | |
CN110759684B (en) | Double-aggregate cement mortar and preparation method thereof | |
RU2591058C1 (en) | Weighted grouting mortar | |
RU2322471C1 (en) | Grouting mortar | |
RU2642897C1 (en) | Light-weight grouting mixture | |
RU2369720C1 (en) | Light-weight backfilling mixture | |
RU2474603C2 (en) | High-structure grouting mixture | |
RU2577047C1 (en) | Dry construction mix | |
RU2504568C1 (en) | Expanding plugging composition | |
RU2707837C1 (en) | Grouting mortar | |
CN107572963B (en) | Concrete and preparation process thereof | |
RU2513220C2 (en) | High-penetration grouting mortar | |
RU2807721C1 (en) | Cementing mixture | |
RU2482086C1 (en) | Concrete mixture | |
RU2151267C1 (en) | Light grouting mortar | |
Khiavi et al. | Effects of micro silica on permeability of plastic concrete | |
Ghomari et al. | Study of Limestone Addition on the Mechanical and Rheological Characteristics in the SCC |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130916 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20171228 |