PL240600B1 - Kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego - Google Patents
Kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego Download PDFInfo
- Publication number
- PL240600B1 PL240600B1 PL432612A PL43261220A PL240600B1 PL 240600 B1 PL240600 B1 PL 240600B1 PL 432612 A PL432612 A PL 432612A PL 43261220 A PL43261220 A PL 43261220A PL 240600 B1 PL240600 B1 PL 240600B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- parts
- days
- mixture
- cement
- minutes
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 47
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims description 19
- 239000011440 grout Substances 0.000 title claims description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 28
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 13
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 11
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 8
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 8
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 7
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 6
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 5
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims description 2
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 2
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 18
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 8
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 6
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 5
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 5
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 4
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 3
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 3
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 3
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 3
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 3
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 3
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000007173 Abies balsamea Nutrition 0.000 description 1
- 239000004857 Balsam Substances 0.000 description 1
- IWQLXFICQJMUGN-UHFFFAOYSA-N C=O.[Na].C1=C(C=CC2=CC=CC=C12)S(=O)(=O)O Chemical compound C=O.[Na].C1=C(C=CC2=CC=CC=C12)S(=O)(=O)O IWQLXFICQJMUGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000018716 Impatiens biflora Species 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ACIAHEMYLLBZOI-ZZXKWVIFSA-N Unsaturated alcohol Chemical compound CC\C(CO)=C/C ACIAHEMYLLBZOI-ZZXKWVIFSA-N 0.000 description 1
- VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N [Na].[Ca] Chemical compound [Na].[Ca] VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009439 industrial construction Methods 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- KVBGVZZKJNLNJU-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=CC2=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C21 KVBGVZZKJNLNJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229920005552 sodium lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- YWPOLRBWRRKLMW-UHFFFAOYSA-M sodium;naphthalene-2-sulfonate Chemical compound [Na+].C1=CC=CC2=CC(S(=O)(=O)[O-])=CC=C21 YWPOLRBWRRKLMW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 unsaturated fatty acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Sealing Material Composition (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
PL 240 600 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego przeznaczonego do stosowania podczas uszczelniania otworów wiertniczych, jak również w budownictwie oraz do zastosowań specjalnych, gdzie priorytetem jest uzyskanie podwyższonej szczelności tworzącego się produktu.
W literaturze dotyczącej branży naftowej nie spotkano się z materiałami dotyczącymi zaczynów lekkich o podwyższonej szczelności z przeznaczeniem do uszczelniania otworów wiertniczych. Natomiast dostępnych jest szereg informacji i patentów środków zwiększających szczelność lub materiałów w branży budowlanej. Wiąże się to z faktem, iż beton może osiągnąć różne poziomy wodoszczelności poprzez zastosowanie odpowiedniej technologii produkcyjnej.
Z opisu patentowego PL-165352 B1 znany jest środek uszczelniający do betonów i zapraw cementowych, który wg wynalazku zawiera kazeinę, bentonit oraz glinkę kaolinową. Środek charakteryzuje się tym, że składa się z: od 15 do 40 części wagowych soli sodowych polikondensatów formaldehydowych kwasu beta-naftalenosulfonowego, 1 do 3 cz. wag. kazeiny, 10 do 20 cz. wag. bentonitu, 35 do 60 cz. wag. glinki kaolinowej oraz 0 do 2 cz. wag. drobno sproszkowanej kalafonii balsamicznej. Zastosowanie soli sodowej polikondensatów formaldehydowych kwasu beta-naftalenosulfonowego w składzie domieszki uszczelniającej pozwoliło uzyskać znaczne zwiększenie ciekłości mieszanki betonowej i zmniejszenie ilości wody zarobowej o 15 do 20% przy zachowaniu wyjściowej konsystencji mieszanki betonowej. Takie zmniejszenie ilości wody zarobowej pozwoliło zwiększyć wodoszczelność i obniżyć nasiąkliwość betonu. Środek według wynalazku może być stosowany do betonów i zapraw, od których wymagana jest duża wodoszczelność i mała nasiąkliwość, wykonywanych przy użyciu cementów portlandzkich i hutniczych. Przeznaczony jest zwłaszcza do betonów i zapraw stosowanych w budownictwie podziemnym, górniczym, hydrotechnicznym, mieszkaniowym, rolniczym, komunalnym, przemysłowym, do budowy basenów, zbiorników, nadbrzeży, przejść podziemnych itp. Jednak nie znajduje zastosowania w branży naftowej do uszczelnień odwiertów.
Innym rozwiązaniem jest znany z polskiego opisu patentowego nr PL-165352 B1 środek uszczelniający do betonów i zapraw cementowych. Środek składa się z 15 do 40 części wagowych soli sodowych polikondensatów formaldehydowych kwasu beta-naftalenosulfonowego, 1 do 3 części wagowych kazeiny, 10 do 20 części wagowych bentonitu, 35 do 60 części wagowych glinki kaolinowej oraz 0 do 2 części wagowych drobno sproszkowanej kalafonii balsamicznej.
Inne rozwiązanie przedstawione w opisie patentowym PL 215644 B1 to środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego. Środek ten zawiera w składzie fluidalny popiół lotny ze spalania węgla, zawierający wagowo: 5 - 30% tlenku wapnia, 30 - 50% krzemionki, 15 - 30% tlenku glinu, 4 - 10% tlenków żelaza, 3 - 9% trójtlenku siarki, 0 - 4% niespalonego węgla, przy czym suma składników SO2 + AI2O3 + Fe2O3 wynosi powyżej 55%, z dodatkiem plastyfikatora w ilości 0 - 10% wagowych w stosunku do zawartości fluidalnego popiołu lotnego. Środek według tego wynalazku stosuje się w ilości od 10% do 45% masy cementu na etapie sporządzania mieszanki betonowej, która ma zastosowanie w betonach konstrukcyjnych, w szczególności w betonach o podwyższonej szczelności i odporności na agresywne oddziaływanie ciekłych mediów agresywnych. Powyższe rozwiązanie znajduje zastosowanie w budownictwie komunikacyjnym, hydrotechnicznym, przemysłowym, podziemnym i miejskim. Środek ten jest przeznaczony do modyfikacji betonu, który wytwarzany jest z cementu portlandzkiego CEM I wg PN-EN-197-1: 2002 oraz kruszywa wg PN-EN 12620: 2004. Powyższy środek również nie znajduje zastosowania w branży naftowej do uszczelniania otworów wiertniczych.
Znane jest także rozwiązanie ujawnione w opisie patentowym nr PL-182321 B1, w którym przedstawiono domieszkę uszczelniającą do betonu, zawierająca lignosulfonian sodowo-wapniowy lub sodowy w ilości 0 - 20% masowych zmieszany z rozdrobnionym do powierzchni właściwej 300 m2/kg według Blaine'a odpad, powstający przy odsiarczaniu gazów spalinowych w złożach fluidalnych cyrkulujących. Materiał ten znajduje zastosowanie przy produkcji betonów o zwiększonej szczelności, stosowanych zwłaszcza w budownictwie hydrotechnicznym oraz budowlach podziemnych i górniczych, ale dotyczy to budowli i nie ma możliwości zastosowania do prac wiertniczych ze względu na brak przetłaczalności powyższego materiału, który nie jest zaczynem cementowym.
Znana jest również ze zgłoszenia patentowego kompozycja glinowego zaczynu uszczelniającego oznaczona numerem P. 430180. Wykonana jest ona na bazie wody zarobowej i cementu wysokoglinowego, dla którego zawartość w składzie AI2O3 wynosi 69 - 71%; zawartość CaO 28 - 30%; zawartość SiO2 < 0,5%; zawartość Fe2O3 < 0,3%; zawartość Na2O + K2O < 0,5%, natomiast powierzchnia właściwa
PL 240 600 B1 wg Blaine'a wynosi 12000 cm2/g i charakteryzuje się tym, że do 100 części wagowych cementu wysokoglinowego dodaje się w stosunku do ilości wody zarobowej; od 1,0 do 2,0 cz. wag. rozdrobnionej glinki bentonitowej, od 0,2 do 0,5 cz. wag. mieszaniny eterów polikarboksylowych, od 0,1 do 0,4 cz. wag. mieszaniny organicznych polimerów oraz modyfikowanych kopolimerów, od 0,5 do 2,0 cz. wag. chlorku wapnia, od 4 do 8 cz. wag. wodnej dyspersji kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących, od 0,5 do 2 cz. wag. roztworu wodnej mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych, od 5 do 10 cz. wag. mielonego cementu portlandzkiego i od 12 do 18 cz. wag. mikrosfery.
Z kolei w zgłoszeniu patentowym nr P.427977, przedstawiono kompozycję wysokowytrzymałego lekkiego zaczynu cementowego na bazie cementu wiertniczego G oraz wody zarobowej. Kompozycja ta zawiera 100 części wagowych cementu wiertniczego G; 55 części wagowych wody zarobowej; od 1,0 do 2,0 części wagowych w stosunku do ilości wody zarobowej rozdrobnionej glinki bentonitowej; od 1,3 do 1,7 części wagowych wodorotlenku sodu; od 0,2 do 0,5 części wagowych mieszaniny eterów polikarboksylowych; od 0,1 do 0,4 części wagowych mieszaniny organicznych polimerów oraz modyfikowanych kopolimerów; od 0,5 do 2,0 części wagowych chlorku wapnia; od 4 do 8 części wagowych wodnej dyspersji kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących; od 0,5 do 2 części wagowych roztworu wodnej mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych; od 5 do 10 części wagowych mielonego cementu portlandzkiego; od 12 do 18 części wagowych mikrosfery glinokrzemianowej.
Powyższe pozycje dotyczą głównie środków do zastosowania w branży budowlanej i są materiałami, które wprowadza się do mieszanki betonowej. W związku z powyższym, nie ma możliwości zastosowania takiego produktu w technologii cieczy wiertniczej przeznaczonej do uszczelniania otworu wiertniczego. Związane jest to z faktem, iż mieszaniny betonowe czy zaprawy cementowe charakteryzują się znacznie większym uziarnieniem frakcji występujących w składzie betonu, co wyklucza możliwość tłoczenia takiego produktu przy użyciu pomp wiertniczych.
Celem wynalazku jest stworzenie kompozycji cementowego materiału uszczelniającego, która po złączeniu ze znaną wodą zarobową i rozpuszczonymi w niej znanymi środkami modyfikującymi oraz dodatkami lekkimi i drobnoziarnistymi, utworzy lekki zaczyn cementowy nadający się do uszczelniania kolumn rur w otworach wierconych w profilu skał. Ze względu na szczególne warunki stosowania oraz wymagania dotyczące eksploatacji, stawiane zaczynom do uszczelniania, kolumny rur w otworach wiertniczych wymagają, aby stworzony zaczyn zapewniał odpowiednią przetłaczalność, która będzie dostosowana do warunków geologiczno-technologicznych przy jednoczesnym uzyskaniu podwyższonej szczelności, oraz wysokiej wytrzymałości na ściskanie tworzącego się płaszcza cementowego. Kompozycja powinna charakteryzować się głównie wysokimi wartościami wytrzymałości na ściskanie po krótkim czasie wiązania oraz niską gęstością. Ponadto powstały z takiego zaczynu kamień cementowy powinien wykazywać wysoką trwałość przez wiele lat, a jego homogeniczna mikrostruktura będzie posiadała odpowiednie parametry mechaniczne, a parametry fizykomechaniczne zawierać się będą w jednakowym zakresie, niezależnie od głębokości poboru próbki kamienia cementowego.
Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu według wynalazku, w którym kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego na bazie cementu i wody wodociągowej, zawiera 100 cz. wag. cementu klasy CEM I 42,5R i 65 cz. wag. wody oraz od 0,3 do 0,6 cz. wag. mieszaniny estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych i rafinowanych węglowodorów, od 0,1 do 0,3 cz. wag. mieszaniny modyfikowanych związków lignosulfonianowych i naftalenowych, od 0,2 do 0,4 cz. wag. mieszaniny organicznych polimerów i modyfikowanych kopolimerów rozpuszczalnych w wodzie, od 0,5 do 1,5 cz. wag. chlorku wapnia, od 4 do 8 cz. wag. wodnej dyspersji kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących, od 0,4 do 0,8 cz. wag. roztworu wodnego mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych, od 2 do 3 cz. wag. wodorotlenku glinu, od 18 do 23 cz. wag. mikrosfery glinokrzemianowej.
Zaletą takiego rozwiązania jest stworzenie kompozycji lekkiego zaczynu cementowego o podwyższonej szczelności na bazie cementu wiertniczego, która po złączeniu z wodą zarobową tworzy zaczyn cementowy nadający się do uszczelniania kolumn rur w otworach wierconych w profilu skał słabozwięzłych i sypkich oraz w strefie niskiego ciśnienia złożowego w warunkach podwyższonego ryzyka wystąpienia migracji gazu. Skład kompozycji zapewnia odpowiednią przetłaczalność dostosowaną do warunków geologiczno-technologicznych oraz podwyższoną szczelność, przy wysokiej wytrzymałości na ściskanie tworzącego się płaszcza cementowego. Dodatkowo powstały kamień cementowy wykazuje wysoką trwałość przez wiele lat w zróżnicowanych warunkach termicznych i ciśnieniowych, pomiędzy górotworem, który posiada parametry fizykochemiczne zasadniczo zmienne na całej długości
PL 240 600 Β1 otworu wiertniczego, a zasadniczo gładką powierzchnią stalowej rury okładzinowej, posiadającą niską adhezję do zaczynów cementowych i charakteryzującą się odmiennymi własnościami fizykochemicznymi zarówno od właściwości górotworu, jak i zaczynu cementowego.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania opisano poniżej.
Skład kompozycji:
| cement CEM I 42,5R | 1000 kg |
| woda wodociągowa | 650 m3 |
| wodorotlenek glinu (powierzchniowo obrobiony wodorotlenek glinu) | 25 kg |
| środek upłynniający | 2 kg |
| środek przeciwfiltracyjny (mieszanina organicznych polimerów oraz modyfikowanych kopolimerów) | 3 kg |
| środek przyspieszający wiązanie (chlorek wapnia) | 10 kg |
| lateks wiertniczy (wodna dyspersja kopolimeru butadienowo-styrenowoamidowego z dodatkiem środków modyfikuj ących) | 50 kg |
| stabilizator lateksu (roztwór wodny mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych) | 5 kg |
| środek odpieniający (mieszanina estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych i rafinowanych węglowodorów) | 5 kg |
| mikrosfera glinokrzemianową (Lekkie sferyczne cząstki krzemianowo-glinianowe o średnicy 20 do 500 pm i gęstości nasypowej gęstości nasypowej nie przekraczającej 0,4 g/cm3) | 200 kg |
Wytwarzanie kompozycji zaczynu lekkiego o podwyższonej szczelności.
Do podanej wyżej ilości wody zarobowej (wody wodociągowej) w trakcie mieszania dodaje się w podanych wyżej ilościach: środek odpieniający o nazwie handlowej PSP 061 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych), środek upłynniający o nazwie handlowej PSP 046 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych), środek przeciwfiltracyjny o nazwie handlowej PSP 031 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych), chlorek wapnia CaCl2 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych), lateks wiertniczy o nazwie handlowej PSP 102 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych), stabilizator lateksu o nazwie handlowej PSP 103 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych), wodorotlenek glinu o nazwie handlowej Reflamel S4 (firmy WTH). Całość miesza się około 10 minut do całkowitego rozpuszczenia składników i ujednorodnienia mieszaniny. Następnie ciągle mieszając wprowadza się mieszaninę pozostałych składników, czyli: mikrosferę glinokrzemianową, oraz cement klasy CEM I 42,5R. Tak przygotowany zaczyn cementowy miesza się przez następne 20 minut, a następnie wprowadza się do otworu wiertniczego, wypełniając przestrzeń pomiędzy rurami okładzinowymi a skałą.
Claims (2)
- PL 240 600 Β1Zaczyn o powyższym składzie posiada następujące parametry:Parametr określany dla zaczynów cementowych Jednostka Kompozyc zaczynuTemperatura badania [°C] 50Ciśnienie badania [MPa] 12Gęstość [kg/m3] 1460Odstój wody [%] 0, 0Czas gęstnienia (konsystencja)* 30 Bc [h:minuty] 100 Bc [h:minuty] 2:10 3:10Czas wiązania (Początek wiązania PW, Koniec wiązania KW) PW [h: minuty] KW [h: minuty] 1:45 2:30Filtracj a [cm3/30 minut] 132Wytrzymałość na ściskanie 2 dni [MPa] 6, 57 dni 10,214 dni 16, 8
- 2 8 dni 25,5Przepuszczalność dla gazu po 7 dniach [mD] 0, 074Przepuszczalność porozymetryczna po 7 dniach [mD] 0, 065*) Podano wartości konsystencji w jednostkach Beardena (Bc) wg. normy EN-PN- 10426Kompozycja według wynalazku może być stosowana w branży naftowej do uszczelniania otworów wiertniczych w rejonie podwyższonego ryzyka wystąpienia migracji gazu, gdzie wymagane jest uzyskanie odpowiednio niskiej przepuszczalności dla mediów gazowych po związaniu sporządzonego z powyższej mieszanki zaczynu. Dodatkowo zaczyn charakteryzuje się niską gęstością, co pozwala na zastosowanie go w rejonie występowania skał chłonnych i słabozwięzłych.Zastrzeżenie patentowe1. Kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego na bazie cementu i wody wodociągowej zawierająca mieszaninę organicznych polimerów oraz modyfikowanych kopolimerów, chlorek wapnia oraz wodną dyspersję kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących, a także roztwór wodnej mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych i mikrosferę glinokrzemianową, znamienna tym, że zawiera 100 cz. wag. cementu klasy CEM I 42,5R i 65 cz. wag. wody oraz od 0,3 do 0,6 cz. wag. mieszaniny estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych i rafinowanych węglowodorów, od 0,1 do 0,3 cz. wag. mieszaniny modyfikowanych związków lignosulfonianowych i naftalenowych, od 0,2 do 0,4 cz. wag. mieszaniny organicznych polimerów i modyfikowanych kopolimerów rozpuszczalnych w wodzie, od 0,5 do 1,5 cz. wag. chlorku wapnia, od 4 do 8 cz. wag. wodnej dyspersji kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących, od 0,4 do 0,8 cz. wag. roztworu wodnego mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych, od 2 do 3 cz. wag. wodorotlenku glinu, od 18 do 23 cz. wag. mikrosfery glinokrzemianowej.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432612A PL240600B1 (pl) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | Kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432612A PL240600B1 (pl) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | Kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432612A1 PL432612A1 (pl) | 2021-07-19 |
| PL240600B1 true PL240600B1 (pl) | 2022-05-02 |
Family
ID=77077784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432612A PL240600B1 (pl) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | Kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL240600B1 (pl) |
-
2020
- 2020-01-17 PL PL432612A patent/PL240600B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432612A1 (pl) | 2021-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7438755B2 (en) | Chemically bonded phosphate ceramic sealant formulations for oil field applications | |
| Salehi et al. | Investigation of mix design and properties of geopolymers for application as wellbore cement | |
| US9957434B2 (en) | Cementitious compositions comprising a non-aqueous fluid and an alkali-activated material | |
| EP0866779B1 (en) | Methods for improved rheological control in cementitious systems | |
| US10793764B2 (en) | Low density cementitious compositions for use at low and high temperatures | |
| US20080066654A1 (en) | Low density cements for use in cementing operations | |
| EP0659702A1 (en) | Method of cementing a subterranean zone | |
| EP0830328A1 (en) | Stable suspension of hydrocolloids and superplasticizer | |
| CA2641472A1 (en) | Pumice containing compositions for cementing a well | |
| MX2007000258A (es) | Composiciones de cemento que comprenden materiales de relacion de aspecto alta y metodos de uso en formaciones subterraneas. | |
| CA2933967A1 (en) | High-alumina refractory aluminosilicate pozzolan in well cementing | |
| WO2017085565A2 (en) | Portland cement free activation of ground granulated blast furnace slag | |
| NL2009093C2 (en) | Catalyst composition which is intended for use with pozzolan compositions. | |
| CN111040747B (zh) | 长水平段水平井固井可固化前置液及其应用 | |
| JP2022176037A (ja) | グラウト材料、グラウトモルタル組成物及び硬化体 | |
| PL240600B1 (pl) | Kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego | |
| PL242930B1 (pl) | Kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości | |
| PL242989B1 (pl) | Kompozycja zaczynu ultraszczelnego | |
| PL244231B1 (pl) | Kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze | |
| JPH0699171B2 (ja) | 地熱井用セメント組成物 | |
| Bensted | Admixtures for oilwell cements | |
| KR20220155783A (ko) | 로내 탈황방식 석탄 연소 고칼슘 플라이애시를 활용한 매입말뚝 주입재 조성물 | |
| US12590506B1 (en) | Process for cementing a portion of a wellbore using a red mud cement composition | |
| US12269775B1 (en) | Composition for enhancing the thickening time of hematite-based fly ash geopolymers | |
| WO2021040694A1 (en) | Pozzolanic by-product for slurry yield enhancement |