PL244231B1 - Kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze - Google Patents
Kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze Download PDFInfo
- Publication number
- PL244231B1 PL244231B1 PL438817A PL43881721A PL244231B1 PL 244231 B1 PL244231 B1 PL 244231B1 PL 438817 A PL438817 A PL 438817A PL 43881721 A PL43881721 A PL 43881721A PL 244231 B1 PL244231 B1 PL 244231B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- parts
- weight
- water
- cement
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000011440 grout Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 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
- 239000002518 antifoaming agent Substances 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
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 235000013312 flour Nutrition 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
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 20
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas 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
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 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
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 4
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 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
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 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
- 239000000654 additive Substances 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
- 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
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock 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
- 230000008719 thickening Effects 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
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 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
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N [Na].[Ca] Chemical compound [Na].[Ca] VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 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
- 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
- 235000013339 cereals Nutrition 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
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009439 industrial construction Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- -1 naphthalene compounds Chemical class 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
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N naphthalene-acid Natural products C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-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
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 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
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming 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
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
- C09K8/493—Additives for reducing or preventing gas migration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/22—Glass ; Devitrified glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/16—Sulfur-containing compounds
- C04B24/18—Lignin sulfonic acid or derivatives thereof, e.g. sulfite lye
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
- C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B24/2688—Copolymers containing at least three different monomers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze na bazie cementu i wody oraz z dodatkiem środków przeciwpiennych, która charakteryzuje się tym, że zawiera 100 cz. wag. cementu klasy CEM I 42,5R, 50 cz. wag. wody, 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 1,5 do 2,5 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 1,0 do 3,0 cz. wag. mączki szklanej.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze tworzącego się ze związanego kompozytu, który znajduje zastosowanie zarówno podczas uszczelniania otworów wiertniczych, jak i w sektorze budowlanym do zadań specjalnych, gdzie priorytetem jest uzyskanie niskoporowej i niskoprzepuszczalnej matrycy tworzącego się produktu.
W literaturze dotyczącej branży naftowej nie spotkano się z materiałami dotyczącymi zaczynów, z których produkt po związaniu charakteryzuje się tworzeniem struktury o niskiej porowatości. Jest to istotne z punktu widzenia poprawy szczelności tworzącego się produktu oraz ze względu na możliwość uzyskania wyższych wartości parametrów mechanicznych, głównie wytrzymałości na ściskanie. Dostępne w literaturze informacje dotyczą głównie środków poprawiających szczelność bądź opisują rodzaje wypełniaczy, ewentualnie gotowych kompozytów z przeznaczeniem do stosowania w branży budowlanej.
Na przykład w opisie patentowym nr PL138945B1 przedstawiono 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. Nie ma w tym przypadku mowy o obniżeniu porowatości tworzącego się produktu, czy poprawie jego parametrów mechanicznych.
W innym opisie patentowym PL165352B1 ujawniono 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. Kolejne rozwiązanie, znane z polskiego opisu patentowego nr PL139125B1, przedstawia środek uszczelniający do betonów i zapraw cementowych składający 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.
Rozwiązanie przedstawione w opisie patentowym PL215644B1 ujawnia natomiast 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 + AŁOs + 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.
W opisie patentowym nr PL182321B1 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.
Mówiąc o niskoporowej strukturze a jednocześnie podwyższonej wytrzymałości, to w patencie PL225141B1 przedstawiony jest niskocementowy beton wysokoglinowy stosowany zwłaszcza jako wyłożenie robocze urządzeń cieplnych przemysłu metalurgicznego. W wynalazku tym zastosowano dodatek kwasu fosforowego do niskocementowego betonu wysokoglinowego, co wpłynęło na poprawę jego właściwości mechanicznych w zakresie temperatur 20-1500°C. Nie zaobserwowano spadku wytrzymałości w czasie ogrzewania w temperaturach pośrednich (400-1000°C), ponieważ stosowany dodatek spowodował zagęszczenie tekstury betonu i stabilizację wytrzymałości mechanicznej. Dodatkowo powstające, związane z fosforanami, eutektyki w szerokim zakresie temperatur, a szczególnie powyżej 1000°C, wpływają na zmniejszenie porowatości materiału.
Przykładowe powyższe rozwiązania, ze względu na brak parametrów technologicznych odpowiadających zaczynom cementowym o odpowiedniej przetłaczalności i wymaganych dostosowań do warunków otworowych w czasie wiązania i czasie gęstnienia, nie nadają się do uszczelnienia otworów wiertniczych. Powyższe środki nie powodują również zmniejszenia współczynnika porowatości oraz poprawy parametrów mechanicznych.
Są one stosowane do betonów i zapraw, od których wymagana jest duża wodoszczelność i mała nasiąkliwość, wykonywanych przy użyciu cementów portlandzkich i hutniczych. Przeznaczone są zwłaszcza do betonów i zapraw stosowanych w budownictwie podziemnym, górniczym, hydrotechnicznym, mieszkaniowym, rolniczym, komunalnym, przemysłowym, do budowy basenów, zbiorników, nadbrzeży, przejść podziemnych itp. Środki te jednak nie znajdują zastosowania w branży naftowej do uszczelnień odwiertów ze względu na charakterystyczne warunki temperatury i ciśnienia występujące wewnątrz otworu wiertniczego oraz z uwagi na brak przetłaczalności tego materiału. Powyższe wyklucza możliwość stosowania takich produktów w technologii cieczy wiertniczych przeznaczonych do uszczelniania otworu wiertniczego. Wiąże się to z faktem, iż mieszaniny betonowe bądź też zaprawy cementowe posiadają frakcje o znacznie większych wymiarach niż ziarna występujące w składzie betonu, a to wyklucza możliwość tłoczenia takiego produktu przy użyciu pomp wiertniczych.
Celem wynalazku jest stworzenie kompozycji zaczynu o niskoporowej strukturze zawierającej wodę zarobową, która utworzy zaczyn cementowy nadający się do uszczelniania kolumn rur w otworach wierconych w określonym profilu geologicznym. Zaczyn tego rodzaju powinien charakteryzować się niskoporową strukturą oraz wysoką wytrzymałością na ściskanie, obniżoną wartością współczynnika przepuszczalności dla gazu i przepuszczalności porozymetrycznej, dzięki czemu będzie stanowił barierę nieprzepuszczalną dla mediów złożowych. Ponadto, stworzony zaczyn cementowy przeznaczony do uszczelniania otworu wiertniczego, w którym wymagana jest odpowiednia przetłaczalność, musi posiadać odpowiednio dobrane parametry reologiczne, na co wpływa głównie rozdrobnienie obecnych w mieszaninie frakcji dodatków i domieszek.
Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu według wynalazku, w którym kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze na bazie cementu i wody oraz z dodatkiem środków przeciwpiennych charakteryzuje się tym, że zawiera 100 cz. wag. cementu klasy CEM I 42,5R, 50 cz. wag. wody, 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 1,5 do 2,5 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 1,0 do 3,0 cz. wag. mączki szklanej.
Zaletą takiego rozwiązania jest stworzenie kompozycji, która zapewnia odpowiednią przetłaczalność oraz jest dostosowana do warunków geologiczno technologicznych przy jednoczesnym uzyskaniu nieprzepuszczalnej dla płynów bariery. Posiada ona również wysoką wytrzymałości na ściskanie wynikająca z niskoporowej struktury 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 posiadającą niską adhezję do zaczynów cementowych.
Dzięki swoim właściwościom, kompozycja zaczynu spełnia wymagania, którym nie może sprostać typowy zaczyn cementowy, stosowany do uszczelniania rur okładzinowych przy wykonywaniu odwiertów (otworów wiertniczych) w górnictwie nafty i gazu, z uwagi na niewielką grubość przestrzeni pierścieniowej i wtłaczanego w tę przestrzeń zaczynu cementowego, a jednocześnie konieczność głębokiej penetracji zaczynu w głąb otworu.
Przykład wykonania zaczynu według wynalazku przedstawiono poniżej.
PL 244231 Β1
| woda wodociągowa | 5 00 m3 |
| środek odpieniający (mieszanina estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych, 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) | 20 kg |
| • lateks wiertniczy (wodna dyspersja kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących) | 50 kg |
| stabilizator lateksu (roztwór wodny mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych) | 5 kg |
| puder szklany (granulat szklany o granulacji 0-80 mikrometra) | 25 kg |
| cement wiertniczy G | 1000 kg |
Wytwarzanie kompozycji zaczynu o niskoporowej strukturze
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 CaCh (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). Całość miesza się około 10 minut do całkowitego rozpuszczenia składników i ujednorodnienia mieszaniny. Następnie, ciągle mieszając, wprowadza się cement klasy CEM I 42,5R z dodatkiem mączki szklanej o nazwie MSG - P 0-100 (firmy P.P.H. Rewa). Tak przygotowany zaczyn cementowy miesza się kolejne 20 minut, a następnie wprowadza się do otworu wiertniczego, wypełniając przestrzeń pomiędzy rurami okładzinowymi a skałą.
Zaczyn o powyższym składzie posiada następujące parametry:
| Parametr określany dla zaczynów cementowych | Jednostka | Kompozycj a zaczynu |
| Temperatura badania | [°C] | 50 |
| Ciśnienie badania | [MPa] | 12 |
| Gęstość | [kg/m3] | 17Θ0 |
| Odstój wody | [%] | 0,0 |
PL 244231 BI
| Czas gęstnienia (konsystencja)* | 30 Bc Lh: minuty) 100 Bc [h: minuty] | 2:55 4 : 00 | |
| Czas wiązania (Początek wiązania PW, | PW [h: minuty] KW [h: minuty] | 2 : 15 3:00 | |
| Koniec wiązania KW) | |||
| Filtracja | [cm3/30 minut] | 86 | |
| Wytrzymałość na ściskanie | 2 dni | [MPa] | 12,5 |
| 7 dni | 22,8 | ||
| 14 dni | 37,2 | ||
| 28 dni | 46, 4 | ||
| Porowatość próbki | [%] | 21, 3 | |
| Przepuszczalność dla gazu po 7 dniach | [mD] | 0, 024 | |
| Przepuszczalność poro zynietryczna po 7 dniach | [mD] | 0, 017 |
*) Podano wartości konsystencji w jednostkach Beardena (Bc) - wg. normy
EN-PN- 10426
Przedmiot według wynalazku może być stosowany do uszczelniania kolumn rur w otworach w rejonie podwyższonego ryzyka wystąpienia migracji gazu, gdzie wymagane jest uzyskanie niskoporowej, nieprzepuszczalnej i wysokowytrzymałej struktury tworzącego się płaszcza cementowego. Kompozycja zaczynu może być stosowana w sektorze naftowym do uszczelniania otworów wiertniczych w rejonach występowania migracji bądź ekshalacji gazu, gdzie wymagane jest wytworzenie nieprzepuszczalnej bariery dla mediów gazowych po związaniu sporządzonego z powyższej mieszanki zaczynu, a jednocześnie uzyskanie wysokich wartości parametrów mechanicznych.
Claims (1)
1. Kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze na bazie cementu i wody oraz z dodatkiem środków przeciwpiennych znamienna tym, że zawiera 100 cz. wag. cementu klasy CEM I 42,5R, 50 cz. wag. wody, 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 1,5 do 2,5 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 1,0 do 3,0 cz. wag. mączki szklanej.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL438817A PL244231B1 (pl) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | Kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL438817A PL244231B1 (pl) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | Kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL438817A1 PL438817A1 (pl) | 2023-03-06 |
| PL244231B1 true PL244231B1 (pl) | 2023-12-18 |
Family
ID=85413216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL438817A PL244231B1 (pl) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | Kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL244231B1 (pl) |
-
2021
- 2021-09-01 PL PL438817A patent/PL244231B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL438817A1 (pl) | 2023-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| 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 | |
| US7341105B2 (en) | Cementitious compositions for oil well cementing applications | |
| US5340397A (en) | Set retarded ultra fine cement compositions and methods | |
| US20060048682A1 (en) | Chemically bonded phosphate ceramic sealant formulations for oil field applications | |
| EP0659702A1 (en) | Method of cementing a subterranean zone | |
| WO1996040598A1 (en) | Stable suspension of hydrocolloids and superplasticizer | |
| EA003917B1 (ru) | Цементный раствор с низкой плотностью и низкой пористостью для нефтяных скважин и подобных скважин | |
| EP1900704A2 (en) | Low density cements for use in cementing operations | |
| WO2009092999A1 (en) | Additives for high alumina cements and associated methods | |
| WO2009071962A2 (en) | Cementitious compositions for oilwell cementing applications | |
| CN107651921A (zh) | 超深水环境下浇筑的耐高压高保坍水下c35~c40混凝土配制方法 | |
| CA2934619C (en) | Magnesium metal ore waste in well cementing | |
| MX2013012179A (es) | Uso de metilhidroxietilcelulosa como aditivo para cemento. | |
| US8647431B2 (en) | Catalyst composition which is intended for use with pozzolan compositions | |
| RU2306327C1 (ru) | Тампонажный раствор для цементирования газонефтяных скважин | |
| US20230124103A1 (en) | Carbon Dioxide Enhanced Cement | |
| PL244231B1 (pl) | Kompozycja zaczynu o niskoporowej strukturze | |
| JP2022176037A (ja) | グラウト材料、グラウトモルタル組成物及び硬化体 | |
| PL242989B1 (pl) | Kompozycja zaczynu ultraszczelnego | |
| US11680197B2 (en) | Pozzolanic by-product for slurry yield enhancement | |
| PL242930B1 (pl) | Kompozycja niskoprzepuszczalnego zaczynu o obniżonej gęstości | |
| US20230126770A1 (en) | Liquid Salt Activator and Methods of Making and Using Same | |
| US11041108B2 (en) | Phosphorylated amino polycarboxylic acid cement retarder | |
| US12590506B1 (en) | Process for cementing a portion of a wellbore using a red mud cement composition | |
| PL240600B1 (pl) | Kompozycja lekkiego zaczynu uszczelniającego |