PL242930B1 - Kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości - Google Patents
Kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości Download PDFInfo
- Publication number
- PL242930B1 PL242930B1 PL434964A PL43496420A PL242930B1 PL 242930 B1 PL242930 B1 PL 242930B1 PL 434964 A PL434964 A PL 434964A PL 43496420 A PL43496420 A PL 43496420A PL 242930 B1 PL242930 B1 PL 242930B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weights
- parts
- cement
- composition
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000011440 grout Substances 0.000 title claims description 15
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract 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 abstract description 6
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 abstract 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 abstract 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 19
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 11
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical class O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 5
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 4
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 4
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 4
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 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 4
- 102000011632 Caseins Human genes 0.000 description 3
- 108010076119 Caseins Proteins 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
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 2
- 229920005551 calcium lignosulfonate Polymers 0.000 description 2
- RYAGRZNBULDMBW-UHFFFAOYSA-L calcium;3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonate Chemical compound [Ca+2].COC1=CC=CC(CC(CS([O-])(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS([O-])(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O RYAGRZNBULDMBW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 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
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 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 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
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 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 1
- 101150071661 SLC25A20 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N [Na].[Ca] Chemical compound [Na].[Ca] VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 description 1
- 101150102633 cact gene Proteins 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940021722 caseins Drugs 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 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
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 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
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229920005552 sodium lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- IWPBANVNTNWEBT-UHFFFAOYSA-M sodium;2-(6-methylheptyl)benzenesulfonate Chemical compound [Na+].CC(C)CCCCCC1=CC=CC=C1S([O-])(=O)=O IWPBANVNTNWEBT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KSVSZLXDULFGDQ-UHFFFAOYSA-M sodium;4-aminobenzenesulfonate Chemical compound [Na+].NC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 KSVSZLXDULFGDQ-UHFFFAOYSA-M 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
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 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 1
- -1 unsaturated fatty acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja wysokowytrzymałego lekkiego zaczynu cementowego o obniżonej gęstości na bazie cementu i wody zarobowej z dodatkami modyfikującymi, która charakteryzuje się tym, że zawiera 65 cz. wag. wody zarobowej za także 100 cz. wag. cementu klasy CEM I 42,5R oraz w stosunku do ilości cementu Od 0,3 do 0,6 cz. wag. mieszaniny kwasów tłuszczowych, rafinowanych węglowodorów i emulgatora, 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 wodnej mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych, od 2 do 3 cz. wag. miki, od 18 do 23 cz. wag. mikrosfery glinokrzemianowej.
Description
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości, który jest stosowany do uszczelniania otworów wiertniczych a także podczas prac w sektorze budowlanym do zastosowań specjalnych, gdzie priorytetem jest uzyskanie nieprzepuszczalnej struktury tworzącego się produktu.
W literaturze branżowej nie natrafiono na informacje dotyczące zaczynu niskoprzepuszczalnego z przeznaczeniem do uszczelniania otworów wiertniczych, a w szczególności takiego, który posiada obniżoną wartość gęstości. Dostępnych jest kilka patentów dotyczących środków uszczelniających, jednak dotyczą one poprawy szczelności materiałów w branży budowlanej. Wiąże się to z faktem, iż beton może osiągnąć różne poziomy wodoszczelności poprzez zastosowanie odpowiedniej technologii produkcyjnej.
Opis patentowy PL165352 B1 przedstawia 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.
Kolejnym rozwiązaniem znanym z polskiego opisu patentowego nr PL139125 B1 jest środek uszczelniający do betonów i zapraw cementowych, który składa się z kazeiny w ilości 1,2 do 3 części wagowych, lignosulfonianu wapniowego w ilości 6 do 12 części wagowych, bentonitu w ilości 12 do 30 części wagowych, glinki kaolinowej w ilości 50 do 80 części wagowych oraz z p-aminobenzenosulfonianu sodowego w ilości 0 do 1,2 części wagowych.
W opisie patentowym nr PL138945 B1 omówiony jest środek uszczelniający do betonów i zapraw cementowych składający się z izooktylobenzenosulfonianu sodowego w ilości 0,3 do 1,2 części wagowych, lignosulfonianu wapniowego w ilości 6 do 12 części wagowych, bentonitu w ilości 12 do 30 części wagowych i glinki kaolinowej w ilości 50 do 80 części wagowych, natomiast rozwiązanie w opisie patentowym PL 215644 B1 przedstawia środek zwiększający trwałość i szczelność betonu konstrukcyjnego, który 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 SiO + 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 nie znajduje zastosowania w branży naftowej do uszczelniania otworów wiertniczych.
Z kolei w opisie patentowym nr PL182321 B1 przedstawiona jest domieszka uszczelniająca do betonu, zawierająca lignosulfonian sodowo-wapniowy lub sodowy w ilości 0 - 20% masowych oraz rozdrobniony 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.
Natomiast opis patentowy PL 215681 B1 przedstawia kompozycję cementu plastycznego przeznaczonego do stosowana przy uszczelnianiu rur w otworach wierconych dla podziemnych magazynów gazu. W patencie czytamy, że kamień cementowy powstały z kompozycji cementowego materiału uszczelniającego będzie wykazywał plastyczność, obniżoną porowatość i przepuszczalność dla gazu oraz podwyższoną odporność na destrukcyjne działanie czynników środowiskowych, głównie ruchy górotworu i cykliczne zmiany temperatury i ciśnienia oraz małą wrażliwość na relatywnie dużą rozszerzalność cieplną metalowych rur, wywoływaną cyklicznymi zmianami temperatury w czasie eksploatacji magazynu gazu.
Powyższe pozycje w zdecydowanej większości dotyczą środków do zastosowania w branży budowlanej. Są to głównie materiały, 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. W zaczynie cementowym do prac wiertniczych, wymagana jest odpowiednia przetłaczalność oraz parametry reologiczne, na co wpływa głównie rozdrobnienie obecnych w mieszaninie frakcji dodatków i domieszek.
Celem wynalazku jest stworzenie kompozycji niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości, zawierającej wodę zarobową, która utworzy zaczyn cementowy nadający się do zastosowania podczas uszczelniania kolumn rur w otworach wierconych w określonym profilu geologicznym skał słabo zwięzłych szczególnie w rejonie warstw o podwyższonym ryzyku występowania migracji gazu. Zaczyn tego rodzaju będzie się charakteryzował głównie niższą wartością współczynnika przepuszczalności dla gazu i przepuszczalności porozymetrycznej w porównaniu do zaczynów obecnie stosowanych, a także będzie wykazywał niską wartość gęstości. Dodatkowo kamień powstały z takiej kompozycji niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości będzie miał homogeniczną mikrostrukturę, a parametry mechaniczne będą porównywalne niezależnie od miejsca pomiaru.
Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu według wynalazku, w którym kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości na bazie cementu i wody zarobowej z dodatkami modyfikującymi charakteryzuje się tym, że zawiera 65 cz. wag. wody zarobowej, a także 100 cz. wag. cementu klasy CEM I 42,5R oraz w stosunku do ilości cementu 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. miki, od 18 do 23 cz. wag. mikrosfery glinokrzemianowej.
Zaletą takiego rozwiązania jest stworzenie kompozycji niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości, która posiada odpowiednią przetłaczalność, i która jest dostosowana do warunków geologiczno - technologicznych przy jednoczesnym uzyskaniu niskiej wartości przepuszczalności, a jednocześnie wysokiej wytrzymałości na ściskanie tworzącego się płaszcza cementowego. Dodatkowo 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 otworu wiertniczego, a zasadniczo gładką powierzchnią stalowej rury okładzinowej posiadającej niską adhezję do zaczynów cementowych i charakteryzującej się odmiennymi własnościami fizykochemicznymi zarówno od właściwości górotworu, jak i zaczynu cementowego. Zastosowany dodatek miki oraz dodatek lateksu wiertniczego, który stanowi wodną dyspersję kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących pozwolił na uzyskanie obniżenia przepuszczalności tworzącego się z zaczynu kompozytu cementowego, przy jednoczesnym utrzymaniu niskiej wartości gęstości płynnego zaczynu. Uzyskany zaczyn charakteryzuje się niższą wartością współczynnika przepuszczalności dla gazu i przepuszczalności porozymetrycznej w porównaniu do zaczynów obecnie stosowanych, a także posiada niską gęstość.
Przykład wykonania zaczynu według wynalazku przedstawiono poniżej.
PL 242930 Β1
Kompozycja pierwsza:
| woda wodociągowa | 650 m3 |
| środek odpieniający (mieszanina estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych i rafinowanych węglowodorów) | 5 kg |
| środek upłynniający (mieszanina modyfikowanych związków lignosulfonianowych i naftalenowych) | 2 kg |
| środek przeciwfiltracyjny (mieszanina organicznych polimerów i modyfikowanych kopolimerów rozpuszczalnych w wodzie) | 3 kg |
| środek przyspieszający wiązanie (chlorek wapnia) | 10 kg |
| lateks wiertniczy (wodna dyspersja kopolimeru butadienowo-styrenowe-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących) | 50 kg |
| stabilizator lateksu (roztwór wodny mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych) | 5 kg |
| Muscowit Mika RW/MM - 100 | 25 kg |
| mikrosfera glinokrzemianową (Lekkie sferyczne cząstki krzemianowoglinianowe o średnicy 20 do 500 μη i gęstości nasypowej nieprzekraczającej 0,4 g/cm3) | 2 00 kg |
| cement CEM I 42,5R | 1000 kg |
Wytwarzanie kompozycji niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości.
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 CaCt (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), Muscowit Mika RW/MM - 100 (firmy PPH Rewa). 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 kolejne 20 minut, a następnie wprowadza się do otworu wiertniczego wypełniając przestrzeń pomiędzy rurami okładzinowymi a skałą.
PL 242930 Β1
Zaczyn o powyższym składzie posiada następujące parametry:
| Parametr określany dla zaczynów cementowych | Jednostka | Kompozycja zaczynu | |
| Temperatura badania | [°C] | 50 | |
| Ciśnienie badania | [MPa] | 12 | |
| Gęstość | [kg/m3] | 1460 | |
| Odstój wody | [%] | 0,0 | |
| Czas gęstnienia (konsystencja)* | 30 Bc [h: minuty] 100 Bc [h: minuty] | 2:20 3:20 | |
| Czas wiązania (Początek wiązania PW, Koniec wiązania KW) | PW[h: minuty] KW[h: minuty] | 2:00 2:50 | |
| Filtracja | [cm3/30 minut] | 114 | |
| Wytrzymałość na ściskanie | 2 dni | [MPa] | 6,6 |
| 7 dni | 10,5 | ||
| 14 dni | 18,4 | ||
| 28 dni | 27,2 | ||
| Przepuszczalność dla gazu po 7 dniach | [mD] | 0,061 | |
| Przepuszczalność porozymetryczna po 7 dniach | [mD] | 0,048 |
*) Podano wartości konsystencji w jednostkach Beardena (Bc)-wg. normy EN-PN- 10426
Przedmiot według wynalazku może być stosowany w branży naftowej do uszczelniania otworów wiertniczych w rejonie podwyższonego ryzyka wystąpienia migracji gazu, gdzie wymagane jest otrzymanie nieprzepuszczalnej dla mediów gazowych bariery ochronnej, która powstaje po związaniu sporządzonego z powyższej mieszanki zaczynu cementowego. Kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu charakteryzuje się niską wartością gęstości, dzięki czemu możliwe jest zastosowanie tego produktu w rejonie występowania skał chłonnych i słabo zwięzłych oraz w strefie niskiego ciśnienia złożowego, w warunkach podwyższonego ryzyka wystąpienia migracji gazu, gdzie wymagane jest uzyskanie nieprzepuszczalności lub możliwie niskiej wartości przepuszczalności tworzącego się płaszcza cementowego.
Claims (1)
1. Kompozycja wysokowytrzymałego lekkiego zaczynu cementowego o obniżonej gęstości na bazie cementu i wody zarobowej z dodatkami modyfikującymi, znamienna tym, że zawiera 65 cz. wag. wody zarobowej, a także 100 cz. wag. cementu klasy CEM I 42,5R oraz w stosunku do ilości cementu 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. miki, od 18 do 23 cz. wag. mikrosfery glinokrzemianowej.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL434964A PL242930B1 (pl) | 2020-08-13 | 2020-08-13 | Kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL434964A PL242930B1 (pl) | 2020-08-13 | 2020-08-13 | Kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL434964A1 PL434964A1 (pl) | 2022-02-14 |
| PL242930B1 true PL242930B1 (pl) | 2023-05-22 |
Family
ID=80492563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL434964A PL242930B1 (pl) | 2020-08-13 | 2020-08-13 | Kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL242930B1 (pl) |
-
2020
- 2020-08-13 PL PL434964A patent/PL242930B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL434964A1 (pl) | 2022-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7438755B2 (en) | Chemically bonded phosphate ceramic sealant formulations for oil field applications | |
| EP0866779B1 (en) | Methods for improved rheological control in cementitious systems | |
| JP5378588B2 (ja) | 凝固遅延剤を含む坑井ボア保全用組成物、その製造方法及びその使用方法 | |
| CA2350545C (en) | Cementation product and use for cementing oil wells or the like | |
| CA2851539C (en) | Slag compositions comprising latex and methods of use | |
| US20080066654A1 (en) | Low density cements for use in cementing operations | |
| US10793764B2 (en) | Low density cementitious compositions for use at low and high temperatures | |
| WO1996040598A1 (en) | Stable suspension of hydrocolloids and superplasticizer | |
| CA2933967A1 (en) | High-alumina refractory aluminosilicate pozzolan in well cementing | |
| CA2912184A1 (en) | Portland cement free activation of ground granulated blast furnace slag | |
| NL2009093C2 (en) | Catalyst composition which is intended for use with pozzolan compositions. | |
| RU2468187C1 (ru) | Основа отверждаемого тампонажного раствора | |
| RU2306327C1 (ru) | Тампонажный раствор для цементирования газонефтяных скважин | |
| JP2022176037A (ja) | グラウト材料、グラウトモルタル組成物及び硬化体 | |
| CA2927154C (en) | Cement with resilient latex polymer | |
| PL242930B1 (pl) | Kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości | |
| PL242989B1 (pl) | Kompozycja zaczynu ultraszczelnego | |
| PL240600B1 (pl) | Kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego | |
| PL244231B1 (pl) | Kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze | |
| JPH0699171B2 (ja) | 地熱井用セメント組成物 | |
| 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 | |
| Bagudo et al. | Determination of Slurry’s Properties of Oil Well Cement Produced from Local Raw Materials | |
| Sai et al. | A Review on the Utilisation of Silica Fume and Metakaolin as Novel Grout Materials | |
| WO2021061140A1 (en) | Phosphorylated amino polycarboxylic acid cement retarder |