RU2026960C1 - Method for production of grouting mixture - Google Patents
Method for production of grouting mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2026960C1 RU2026960C1 SU5063214A RU2026960C1 RU 2026960 C1 RU2026960 C1 RU 2026960C1 SU 5063214 A SU5063214 A SU 5063214A RU 2026960 C1 RU2026960 C1 RU 2026960C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- fly ash
- cement
- quicklime
- portland cement
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к строительным материалам, и может быть использовано для получения тампонажных смесей для цементирования скважин, в продукции которых содержатся агрессивные кислые компоненты. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to building materials, and can be used to obtain grouting mixtures for cementing wells, the products of which contain aggressive acidic components.
Известен способ получения цементно-зольной смеси, заключающийся в смешивании пылевидной смеси с портландцементом в различных соотношениях [1]. A known method of producing a cement-ash mixture, which consists in mixing a pulverized mixture with Portland cement in various ratios [1].
Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является способ получения расширяющейся тампонажной смеси, включающей перемешивание золы-уноса, негашеной извести, портландцемента и последующее механическое воздействие - тонкое измельчение компонентов, повышающее их активность [2]. Closest to the claimed combination of features is a method of producing an expanding grouting mixture, including mixing fly ash, quicklime, Portland cement and subsequent mechanical impact - fine grinding of the components, increasing their activity [2].
Недостатки известного способа (прототипа) - необходимость сушки влажной золы-унос и недостаточная активизация компонентов смеси в процессе ее тонкого измельчения. Процесс сушки золы вызывает загрязнение окружающей среды, а недостаточная активность компонентов не обеспечивает получение тампонажного раствора и цементного камня с высокими физико-механическими свойствами. The disadvantages of this method (prototype) is the need for drying wet fly ash and insufficient activation of the components of the mixture in the process of fine grinding. The drying process of the ash causes environmental pollution, and the lack of activity of the components does not provide a cement slurry and cement stone with high physical and mechanical properties.
Цель изобретения - повышение качества крепления скважин путем улучшения физико-механических свойств тампонажного раствора и формируемого камня за счет сохранения расширяющихся свойств камня и повышения его коррозионной стойкости, и реализации экологически безопасной технологии получения тампонажной смеси. The purpose of the invention is to improve the quality of the fastening of wells by improving the physico-mechanical properties of the cement slurry and the formed stone by preserving the expanding properties of the stone and increasing its corrosion resistance, and implementing an environmentally friendly technology for producing the grouting mixture.
Для достижения указанной цели в заявляемом способе получения тампонажной смеси, включающем перемешивание золы-уноса, негашеной извести и портландцемента с последующим механическим воздействием, золу-унос предварительно перемешивают с негашеной известью, выдерживают, а механическое воздействие осуществляют при частоте ударов 2 - 5 за 10-3 с. Компоненты используют в следующем их соотношении, мас. %: Портландцемент 35 - 45 Зола-унос 38 - 50 Негашеная известь 5 - 27 что отличает заявляемое техническое решение от прототипа.To achieve this goal in the claimed method of producing a cement mixture, including mixing fly ash, quicklime and Portland cement, followed by mechanical action, fly ash is pre-mixed with quicklime, withstand, and the mechanical effect is carried out at a shock frequency of 2 - 5 for 10 - 3 sec The components are used in the following ratio, wt. %: Portland cement 35 - 45 Fly ash 38 - 50 Quicklime 5 - 27 which distinguishes the claimed technical solution from the prototype.
П р и м е р. Способ получения тампонажной смеси заключается в следующем. Золу-унос предварительно перемешивают с негашеной известью и выдерживают в течение 3 - 4 ч. За счет экзотермической реакции происходит сушка золы-унос. В течение указанного времени влажность золы-уноса уменьшается до 2 - 3%, что достаточно для приготовления смеси и дальнейшее уменьшение влажности экономически не выгодно. Сушка золы-уноса производится непосредственно в процессе приготовления сухой тампонажной смеси и не требует дополнительных затрат. В приготовленную смесь добавляют портландцемент. При этом содержание компонентов выдерживается в заявленных соотношениях. PRI me R. A method of obtaining a cement mixture is as follows. Fly ash is pre-mixed with quicklime and incubated for 3 to 4 hours. Due to the exothermic reaction, fly ash is dried. During the indicated time, the humidity of fly ash decreases to 2–3%, which is sufficient to prepare the mixture and a further decrease in humidity is not economically profitable. Drying fly ash is carried out directly in the process of preparing a dry cement mixture and does not require additional costs. Portland cement is added to the prepared mixture. Moreover, the content of the components is maintained in the stated proportions.
Тампонажная смесь подвергается механическому воздействию мощными импульсами при частоте ударов 2 - 5 за 10-3 с в дезинтеграторе. За счет многократного соударения частиц происходит механо-химическая активизация смеси, подвергнутой механической обработке, что повышает реакционную способность тампонажного раствора.The grouting mixture is subjected to mechanical action by powerful pulses at a shock frequency of 2 - 5 for 10 -3 s in the disintegrator. Due to the repeated collision of particles, the mechanochemical activation of the mixture subjected to mechanical processing occurs, which increases the reactivity of the cement slurry.
В качестве компонентов тампонажной смеси были использованы:
- портландцемент ПЦТ Д20-100 Новотроицкого цементного завода;
- зола-унос, например, Актюбинской ТЭЦ, имеющая следующие физико-механические свойства:
химический состав, %: SiO2 56,0; Al2O3 26,7; Fe2O3 4,58; CaO 3,64; MgO 1,44; SO3 2,52 и прочие 5.12.As components of the cement mixture were used:
- Portland cement PCT D20-100 Novotroitsky cement plant;
- fly ash, for example, Aktobe CHP, having the following physical and mechanical properties:
chemical composition,%: SiO 2 56.0; Al 2 O 3 26.7; Fe 2 O 3 4.58; CaO 3.64; MgO 1.44;
плотность 2,06 г/см3;
удельная поверхность 4310 см2/г;
остаток на сите N 008 - 15%. Согласно ГОСТ 25818-83 зола-унос соответствует II виду (Технология приготовления тампонажных смесей дезинтеграторным способом с различными физико-механическими свойствами. Обзорная информация. Техника и технология геологоразведочных работ. Организация производства. M.: ВИЭМС, 1979, с. 2);
негашеная известь согласно ГОСТ 9179-77 относится к кальциевому типу 2-го и 3-его сортов.density 2.06 g / cm 3 ;
specific surface area 4310 cm 2 / g;
the residue on a sieve N 008 - 15%. According to GOST 25818-83, fly ash corresponds to type II (Technology for the preparation of grouting mixtures by the disintegrator method with various physical and mechanical properties. Overview information. Engineering and technology for exploration. Organization of production. M .: VIEMS, 1979, p. 2);
quicklime according to GOST 9179-77 refers to the calcium type of the 2nd and 3rd grades.
Возможно использование золы-уноса других ТЭЦ, имеющего аналогичные физико-химические свойства. It is possible to use fly ash of other CHP plants having similar physicochemical properties.
Для проведения исследования были взяты тампонажные смеси с различными содержаниями компонентов, полученные в различных режимах механо-химического воздействия, и затворены водопроводной водой, определены физико-механические свойства тампонажного раствора и камня в условиях твердения при 22, 60 и 75оС и определены граничные значения содержания компонентов, отраженные в таблице.To conduct the study were taken plugging mixtures with different contents of components received in different modes mechano-chemical action, and shut tap water, specified physical and mechanical properties of cement slurry and stone in hardening conditions at 22, 60 and 75 ° C and determined boundary values component contents are shown in the table.
П р и м е р. Для приготовления тампонажного раствора были взяты 500 г водопроводной воды и 1000 г сухой тампонажной смеси, содержащей компоненты, мас. % /г/: Портландцемент 42/420/ Зола-унос 38/380/ Негашеная известь 20/200/
Сухая тампонажная смесь была приготовлена заявляемым способом и затворена на водопроводной воде (см. опыт 4 таблицы).PRI me R. To prepare the cement slurry were taken 500 g of tap water and 1000 g of dry cement mixture containing the components, wt. % / g /: Portland cement 42/420 / Fly ash 38/380 / Quicklime 20/200 /
The dry cement mixture was prepared by the claimed method and closed on tap water (see
Последовательность приготовления остальных предлагаемых смесей и тампонажных растворов, указанных в таблице, аналогична вышеописанной и отличается лишь содержанием компонентов. The sequence of preparation of the remaining proposed mixtures and cement slurries indicated in the table is similar to the above and differs only in the content of the components.
Приготовление тампонажного раствора производили согласно ГОСТ 26798.0-85. Основные технологические параметры раствора: (плотность, растекаемость и сроки схватывания) определяли по ГОСТ 26798.1-85. The preparation of cement slurry was carried out according to GOST 26798.0-85. The main technological parameters of the solution: (density, spreadability and setting time) were determined according to GOST 26798.1-85.
Седиментационную устойчивость тампонажного раствора определяли при помощи устройства по величине водоотстоя за период с момента приготовления до образования кристаллизационной структуры, позволяющего учитывать влияние изменения порогового давления в нем во время твердения. The sedimentation stability of the cement slurry was determined using the device according to the amount of water discharge for the period from the moment of preparation to the formation of a crystallization structure, which allows taking into account the influence of changes in the threshold pressure in it during hardening.
Пределы прочности цементного камня определяли по ГОСТ 26798.2-85. Strength limits of cement stone were determined according to GOST 26798.2-85.
Коррозионную стойкость Кс цементного камня определяли как отношение прочности при сжатии балочек-близнецов, хранившихся в течение 2 и 180 сут в нормальных условиях во влажной среде при температуре 22 ± 3оС и давлении 0,1 МПа и в агрессивной среде (в газопроводах), содержащей в общем объеме сероводорода 4,5% и углекислоты 1% при температуре 22 ± 3оС и давлении 3,5 МПа.Corrosion resistance to a cement paste was determined as the ratio of compressive strength balochek twin stored for 2 and 180 days under normal conditions in a humid environment at a temperature of 22 ± 3 ° C and a pressure of 0.1 MPa, and in aggressive environments (in gas) containing 4.5% in the total volume of hydrogen sulfide and 1% carbon dioxide at a temperature of 22 ± 3 о С and a pressure of 3.5 MPa.
Расширение цементного камня определяли как отношение объема затвердевшей массы к объему тампонажного раствора после его приготовления при помощи прибора, позволяющего следить за изменением объема тампонажного раствора во время твердения (Булатов А.И. и Данюшевский В.С. Тампонажные материалы. М.: Недра, 1987, с. 138 - 139). The expansion of cement stone was determined as the ratio of the volume of the hardened mass to the volume of grouting mortar after its preparation with the help of a device that allows you to monitor the change in the volume of grouting mortar during hardening (Bulatov A.I. and Daniushevsky V.S. Grouting materials. M .: Nedra, 1987, p. 138 - 139).
Результаты проведенных лабораторных исследований представлены в таблице. The results of laboratory tests are presented in the table.
Анализ которой показывает, что тампонажная смесь, приготовленная по известному способу в известных соотношениях компонентов при затворении водой (опыты 15 - 17), образует тампонажный раствор с удовлетворительными технологическими параметрами, но низкой седиментационной устойчивостью (отстой 2% ), невысокой прочностью формируемого камня (1,6 - 3,6 МПа), невысокой коррозионной стойкостью последнего, достигающую 0,33 - 0,37. Расширение камня составляет 2,0 - 6,0%. The analysis of which shows that the grouting mixture prepared by the known method in known ratios of components when mixed with water (experiments 15-17) forms a grouting mortar with satisfactory technological parameters, but low sedimentation stability (
Тампонажная смесь, приготовленная по заявляемому способу, в заявляемых пределах содержания компонентов (опыты 1 - 6) образует седиментационно-устойчивый тампонажный раствор при аналогичных водосмесевых отношениях с удовлетворительными технологическими параметрами. The grouting mixture prepared by the present method, within the claimed limits of the content of the components (experiments 1-6) forms a sedimentation-stable grouting mortar with similar water-mixture ratios with satisfactory technological parameters.
Камень имеет повышенные значения прочности (2,2 - 4,6 МПа), коррозионной стойкости (0,47 - 0,51). Расширение камня составляет 1,5 - 2%. The stone has increased strength values (2.2 - 4.6 MPa), corrosion resistance (0.47 - 0.51). The expansion of the stone is 1.5 - 2%.
Из таблицы видно, что содержание золы-уноса оптимально в пределах 38 - 50 мас. %. При содержании золы-уноса более 50 мас. % ухудшается прочность цементного камня, а тампонажный камень седиментационно неустойчив (опыт 14). При содержании золы-унос менее 30 мас. % (опыт 13) коррозионная стойкость камня на уровне прототипа. The table shows that the content of fly ash is optimal in the range of 38 - 50 wt. % When the content of fly ash more than 50 wt. % worsens the strength of the cement stone, and cement stone sedimentation unstable (experiment 14). When the content of fly ash less than 30 wt. % (experiment 13) the corrosion resistance of the stone at the level of the prototype.
Содержание портландцемента менее 35 мас. % не обеспечивает цементному камню прочности, большую чем у прототипа (опыт 11), при содержании портландцемента более 45 мас. % (опыт 12) ухудшается подвижность раствора (растекаемость по конусу АзНИИ равна 16 см). The content of Portland cement is less than 35 wt. % does not provide cement stone strength greater than that of the prototype (experiment 11), with a Portland cement content of more than 45 wt. % (experiment 12), the mobility of the solution worsens (the spreadability along the cone of the AzNII is 16 cm).
При вышеприведенных оптимальных содержаниях золы-уноса и портдандцемента содержание извести является оптимальным в пределах 5 - 27 мас. %. With the above optimal contents of fly ash and Portland cement, the lime content is optimal in the range of 5 - 27 wt. %
В таблице приведено влияние режима механического воздействия на смеси, оптимальным следует считать частоту ударов в пределах 2 - 5 за 10-3 с.The table shows the effect of the mechanical action on the mixture; the impact frequency should be considered optimal in the range of 2–5 for 10 –3 s.
При частоте удара менее 2 за 10-3 с физико-механические свойства тампонажного раствора и смеси находятся на уровне прототипа (опыты 7 и 8), более 5 (опыт 9 и 10) улучшение физико-механических свойств не наблюдается.When the impact frequency is less than 2 for 10 −3 s, the physicomechanical properties of the cement slurry and mixture are at the prototype level (
Тампонажный раствор на основе сухой облегченной тампонажной смеси, приготовленной заявляемым способом, имеет относительно низкую водопотребность (в пределах 0,49 - 0,52) при удовлетворительных технологических параметрах. Grouting mortar based on dry lightweight cement slurry prepared by the claimed method has a relatively low water demand (in the range of 0.49 - 0.52) with satisfactory technological parameters.
В заявляемом способе исключается термическая сушка компонентов, что обеспечивает сохранение экологической обстановки в районе приготовления сухих тампонажных смесей. Использование тампонажного раствора, приготовленного таким способом, обеспечивает создание в заколонном пространстве высокопрочного коррозионностойкого расширяющегося цементного камня, что повышает долговечность крепи скважин и увеличивает их добывные возможности. In the claimed method, thermal drying of the components is excluded, which ensures the preservation of the environmental situation in the area of preparation of dry cement mixtures. The use of cement slurry prepared in this way ensures the creation of high-strength corrosion-resistant expanding cement stone in the annular space, which increases the durability of the well support and increases their production capabilities.
Claims (1)
Портландцемент - 35 - 45
Зола-унос - 38 - 50
Негашеная известь - 5 - 27METHOD FOR PRODUCING A TUGGLING MIXTURE, including mixing fly ash, quicklime and Portland cement followed by mechanical action, characterized in that the fly ash is pre-mixed with quicklime and incubated, and mechanical action is carried out at a particle impact frequency of 2 - 5 in 10 - 3 s, while the components of the mixture are used in the following ratio, wt.%:
Portland cement - 35 - 45
Fly ash - 38 - 50
Quicklime - 5 - 27
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5063214 RU2026960C1 (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Method for production of grouting mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5063214 RU2026960C1 (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Method for production of grouting mixture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2026960C1 true RU2026960C1 (en) | 1995-01-20 |
Family
ID=21613776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5063214 RU2026960C1 (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Method for production of grouting mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2026960C1 (en) |
-
1992
- 1992-07-24 RU SU5063214 patent/RU2026960C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Каримов Н.Х. и др. Тампонажные смеси для скважин с аномально пластовыми давлениями. М.: Недра, 1977, с.46-51. * |
2. Там же, с.88-91. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101381217B (en) | Building material based on interaction of alkali and CO2 | |
RU2026959C1 (en) | Grouting mortar for cementing oil and gas wells | |
EP2429970A1 (en) | Autogenous setting of non-hydraulic lime mortars by means of microbial carbonate production | |
RU2267466C1 (en) | Dry building mixture | |
CN108178580A (en) | Mixing pile and rotary churning pile curing agent | |
RU2026960C1 (en) | Method for production of grouting mixture | |
RU2224727C2 (en) | Cement slurry for the insulating shield and a method of making of the insulating shield | |
Nimityongskul et al. | Use of vetiver grass ash as cement replacement materials | |
MX2014003895A (en) | Method for the production of a building material. | |
Potapova et al. | The new ecological materials using metakaolin | |
SU1286560A1 (en) | Raw mixture for producing unburned ash gravel | |
Subrahmanyam et al. | Use of rice husk ash for soil stabilization | |
Justs et al. | Comparison of pozzolanic additives for normal and high strength concrete | |
Taha et al. | Hydration characteristics of metakaolin—lime—gypsum | |
RU2162826C2 (en) | Building composition | |
SU1721036A1 (en) | Concrete mix | |
RU2817368C1 (en) | Expanding backfill material for low-temperature wells | |
RU2111340C1 (en) | Grouting material | |
SU1479434A1 (en) | Initial composition for producing claydite | |
SU1766866A1 (en) | Raw mixture for light-weight concrete production | |
RU2096362C1 (en) | Binding agent | |
RU2049079C1 (en) | Expanding addition to portland cement | |
RU2151271C1 (en) | Light grouting mortar | |
RU2658416C1 (en) | Composite bonding | |
RU2038340C1 (en) | Initial mixture for heavy concrete preparation, initial mixture for porous concrete preparation, initial mixture for foam concrete preparation, addition to concrete mixture |