RU2043481C1 - Light-weight heat-resistant grouting material - Google Patents

Light-weight heat-resistant grouting material Download PDF

Info

Publication number
RU2043481C1
RU2043481C1 SU5042087A RU2043481C1 RU 2043481 C1 RU2043481 C1 RU 2043481C1 SU 5042087 A SU5042087 A SU 5042087A RU 2043481 C1 RU2043481 C1 RU 2043481C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stone
grouting material
grouting
perlite
density
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Миронович Сиренко
Наталия Герольдовна Бубликова
Валентина Денисовна Коваленко
Дмитрий Алексеевич Костенко
Original Assignee
Украинский научно-исследовательский институт природных газов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Украинский научно-исследовательский институт природных газов filed Critical Украинский научно-исследовательский институт природных газов
Priority to SU5042087 priority Critical patent/RU2043481C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2043481C1 publication Critical patent/RU2043481C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: lightweight heat-resistant grouting material contains, mas. bentonite mud powder 2.0-19.0; filtering perlite 3.0-10.0; hydrolyzed polyacrylonitrile 1.0-1.3, and binder 70.0-93.7. Filtering perlite is used with the following composition, mas. SiO2 65-74; Al2O3-12-15; 65-74; Fe2O3 - 1,5-2,5 12-15; R2O3- 5-7 1.5-2.5; CaO 1.5-2.5; MgO 0.5-1.5; 60-1400 kg/m3 5-7; some others 3-7. Grouting material features: density 60- 1400 kg/cu. m; moisture content within 2% floating particles not above 12% EFFECT: low water loss of material and low gas permeability of stone with simultaneous increase of stone strength. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для цементирования нефтяных и газовых скважин с аномально низкими пластовыми давлениями. The invention relates to mining and can be used for cementing oil and gas wells with abnormally low reservoir pressures.

Известен тампонажный состав, который для снижения водоотдачи содержит гипан (авт. св. N 1280111). Недостатком известного состава является то, что он не обладает плотностью, пригодной для цементирования в условиях аномально низких давлений. A well-known grouting composition, which to reduce water loss contains hypane (ed. St. N 1280111). A disadvantage of the known composition is that it does not have a density suitable for cementing under conditions of abnormally low pressures.

Известен также тампонажный раствор, включающий цемент и гипан с добавками (авт. св. 991025), однако он не обеспечивает снижение водоотдачи при цементировании в условиях аномально низких давлений. Grouting mortar, including cement and gypsum with additives (ed. St. 991025), is also known, but it does not provide a decrease in water loss during cementing under conditions of abnormally low pressures.

Наиболее близким по технической сущности является облегченный тампонажный материал, состоящий из вяжущего фильтровального перлита, и облегчающей стабилизирующей добавки [1] Недостатком известного состава является высокая газопроницаемость камня и низкая прочность. The closest in technical essence is lightweight grouting material, consisting of a binder filter perlite, and facilitating stabilizing additives [1] A disadvantage of the known composition is the high gas permeability of the stone and low strength.

Задачей изобретения является снижение водоотдачи раствора и газопроницаемости камня, а также повышение его прочности. The objective of the invention is to reduce the fluid loss of the solution and the gas permeability of the stone, as well as increasing its strength.

Для достижения этой задачи в известном тампонажном растворе, содержащем шлакопесчаную цементную смесь (марки ЩПЦС-120), фильтровальный перлит и глинистый материал слоисто-ленточного типа, в качестве глинистого минерала использован бентонитовый глинистый порошок, а в качестве понизителя водоотдачи-гипан при следующем соотношении ингредиентов, мас. Bяжущее 70-93,7 Фильтровальный перлит 10-3 Бентонитовый глинопорошок 19-2 Гипан 1,0-1,3
Фильтровальный перлит характеризуется следующим химическим составом, мас. SiO2 65-74; Al2O3 12-15; Fe2O3 1,5-2,5; CaO 1,5-2,5; MgO 0,5-1,5; R2O3 5-7; п.п. 3-7.To achieve this, in a well-known cement slurry containing slag sandy cement mixture (SchPTsS-120 brand), filter perlite and clay material of a layered tape type, bentonite clay powder was used as a clay mineral, and hypane was used as a fluid loss reducer in the following ratio of ingredients wt. Binder 70-93.7 Filter perlite 10-3 Bentonite clay powder 19-2 Gipan 1.0-1.3
Filter perlite is characterized by the following chemical composition, wt. SiO 2 65-74; Al 2 O 3 12-15; Fe 2 O 3 1.5-2.5; CaO 1.5-2.5; MgO 0.5-1.5; R 2 O 3 5-7; p.p. 3-7.

Плотность 60-1400 кг/м3, влажность, не более 2, всплывающих частиц по весу не более 12%
Бентонитовый глинопорошок характеризуется следующим химическим составом, мас. SiO2 62,04; Al2O3 26,48; Fe2O3 4,28; MgO 0,75; CaO 0,43; SO3 0,21; влага 3,48; п.п. 6,01.Density 60-1400 kg / m 3 , humidity, not more than 2, floating particles by weight not more than 12%
Bentonite clay powder is characterized by the following chemical composition, wt. SiO 2 62.04; Al 2 O 3 26.48; Fe 2 O 3 4.28; MgO 0.75; CaO 0.43; SO 3 0.21; moisture 3.48; p.p. 6.01.

В качестве вяжущего применяется шлакопесчаная цементная смесь марки (ШПЦС-120). As a binder, a slag sand cement mix of the brand (ШПЦС-120) is used.

При затворении вяжущего на суспензии, содержащей последовательно гипан, глинопорошок и фильтровальный перлит, получается облегченный тампонажный раствор плотностью 1440-1580 кг/м3, растекаемостью 190-200 мм, водоотделением 0-4% водоотдачей 38,7-90,3 см3 за 30 мин.When mixing the binder on a suspension sequentially containing gipan, clay powder and filter perlite, a lightweight cement slurry with a density of 1440-1580 kg / m 3 , spreadability of 190-200 mm, water separation of 0-4% water loss of 38.7-90.3 cm 3 per 30 minutes.

Отличительные свойства: применение в качестве стабилизирующей облегчающей добавки глинистого компонента в сочетании с гипаном, обеспечивает снижение водоотделения и водоотдачи при одновременном значительном снижении газопроницаемости за счет дисперсности глинистого компонента и коллоидизации раствора в присутствии гипана. Distinctive properties: the use of a clay component as a stabilizing and lightening additive in combination with hypane provides a reduction in water separation and water loss while significantly reducing gas permeability due to the dispersion of the clay component and colloidization of the solution in the presence of hypane.

В известных случаях применения смеси вяжущего, фильтровального перлита, глинистых минералов и гипана в других комбинациях и количествах не является очевидными свойствами, достигаемые в новом техническом решении. In known cases, the use of a mixture of binder, filter perlite, clay minerals and hypane in other combinations and quantities is not obvious properties achieved in the new technical solution.

Таким образом можно сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "изобретательский уровень". Thus, we can conclude that the claimed object meets the criterion of "inventive step".

В таблице приведены результаты исследований заявляемого объекта по плотности, водоотделению, водоотдачи, прочности камня, и газопроницаемости. The table shows the results of studies of the proposed facility in density, water separation, water loss, stone strength, and gas permeability.

Граничные содержания компонентов состава определяются снижением показателей качества ниже значения прототипа. The boundary contents of the components of the composition are determined by a decrease in quality indicators below the value of the prototype.

Технология приготовления тампонажного материала не отличается от общепринятых способов получения смесей тампнажного раствора из нескольких сухих составляющих. Раствор отверждается при заданном режиме. Анализ полученных результатов по таблице показывает, что пониженное водоотделение, повышенная прочность и низкая газопроницаемость камня позволяет провести качественное цементирование заколонного пространства скважины. The technology for the preparation of grouting material does not differ from conventional methods for producing mixtures of grouting mortar from several dry components. The solution is cured at a given mode. Analysis of the results obtained according to the table shows that reduced water separation, increased strength and low gas permeability of the stone allows for high-quality cementing of the annulus of the well.

П р и м е р 1. Берут 720 мл воды и в нее вводят 19 мас. (120 г) бентонитового глинопорошка, 10 мас. (60 г) фильтровального перлита и 1,0 мас. (6,3 г) гипана тщательно перемешивают. В полученную суспензию вводят 70 мас. (420 г) шлакопесчаной цементной смеси марки ШПЦС-120. Плотность полученного тампонажного раствора 1440 кг/м3, растекаемость 180 мм, водоотдача составляет 116 см3 за 30 мин. Водоотделение тампонажного раствора 2% Из полученного тампонажного раствора изготавливают образцы согласно ГОСТ 26798 0-85 ГОСТ 26790 2-85. Цементы тампонажные. Методы испытаний. Предел прочности тампонажного камня при температуре 130оС и давлении 60 МПа:
На изгиб 2,10 МПа
На сжатие 10,1 МПа
Газопроницаемость камня составляет 6,07˙10-8 мкм2.PRI me R 1. Take 720 ml of water and injected into it 19 wt. (120 g) bentonite clay powder, 10 wt. (60 g) filter perlite and 1.0 wt. (6.3 g) of hypane are thoroughly mixed. In the resulting suspension is introduced 70 wt. (420 g) ShPTSS-120 slag sand cement mixture. The density of the obtained grouting mortar is 1440 kg / m 3 , the spreadability is 180 mm, the water loss is 116 cm 3 in 30 minutes. Water separation of cement slurry 2% From the obtained cement slurry, samples are made according to GOST 26798 0-85 GOST 26790 2-85. Cement grouting. Test methods. Tensile strength grouting stone at a temperature of 130 C and a pressure of 60 MPa:
On a bend of 2.10 MPa
Compression 10.1 MPa
The gas permeability of the stone is 6.07-10 -8 μm 2 .

П р и м е р 2. Берут 600 мл воды и в нее вводят 14,8 мас. (90 г) бентонитового глинопорошка, 5 мас. (30 г) фильтровального перлита и 1,2 мас. (7,2 г) гипана и тщательно перемешивают. В полученную суспензию вводят 79 мас. (480 г) шлакопесчаной цементной смеси. Плотность полученного тампонажного раствора 1460 кг/м3, растекаемость 190 мм, водоотдача составляет 38,7 см3 за 30 мин, водоотделение тампонажного раствора ноль. Из полученного тампонажного раствора формируется камень в условиях, аналогичных примеру 1.PRI me R 2. Take 600 ml of water and injected into it of 14.8 wt. (90 g) bentonite clay powder, 5 wt. (30 g) filter perlite and 1.2 wt. (7.2 g) hypane and mix thoroughly. In the resulting suspension is introduced 79 wt. (480 g) slag sand cement mixture. The density of the obtained grouting mortar is 1460 kg / m 3 , the spreadability is 190 mm, the water loss is 38.7 cm 3 in 30 min, the water separation of the grouting mortar is zero. A stone is formed from the obtained grouting mortar under conditions similar to example 1.

Предел прочности тампонажного камня при температуре 130оС и давлении 60 МПа:z
На изгиб 2,86 МПа
На сжатие 12,0 МПа
Газопроницаемость камня составляет 3,30˙10-8 мкм2.Tensile strength grouting stone at a temperature of 130 C and a pressure of 60 MPa: z
Bending 2.86 MPa
Compression 12.0 MPa
The gas permeability of the stone is 3.30-10 -8 μm 2 .

П р и м е р 3. Берут 600 мл и в нее вводят 9,9 мас. (30 г) бентонитового глинопорошка 4,8 мас. (60 г) фильтровального перлита и 1,3 мас. (7,65 г) гипана и тщательно перемешивают. В полученную суспензию вводят 84 мас. (510 г) шлакопесчаной цементной смеси. Плотность полученного тампонажного раствора 1440 кг/м3, растекаемость 195 мм, водоотдача составляет 90,3 см3 за 30 мин. Водоотделение тампонажного раствора 3,5% Из полученного тампонажного раствора формируется камень в условиях, аналогичных предыдущим примерам. Предел прочности тампонажного камня при температуре 130оС и давлении 60 МПа:
На изгиб 2,57 МПа
На сжатие 11,7 МПа
Газопроницаемость камня составляет 7,3˙10-8 мкм2.PRI me R 3. Take 600 ml and injected into it 9.9 wt. (30 g) bentonite clay powder 4.8 wt. (60 g) filter perlite and 1.3 wt. (7.65 g) hypane and mix thoroughly. In the resulting suspension is introduced 84 wt. (510 g) slag sand cement mixture. The density of the obtained cement slurry is 1440 kg / m 3 , the spreadability is 195 mm, the water loss is 90.3 cm 3 in 30 minutes. Water separation of grouting mortar 3.5%. From the obtained grouting mortar a stone is formed under conditions similar to the previous examples. Tensile strength grouting stone at a temperature of 130 C and a pressure of 60 MPa:
Bending 2.57 MPa
Compression 11.7 MPa
The gas permeability of the stone is 7.3˙10 -8 μm 2 .

П р и м е р 4. Берут 420 мл воды и в нее вводят 7,9 мас. (48 г) бентонитового глинопорошка, 2 мас. (12 г) фильтровального перлита, 1,3 мас. (8,1 г) гипана и тщательно перемешивают. В полученную суспензию вводят 88,8 мас. 540 г (шлакопесчаной цементной смеси. Плотность тампонажного раствора 1580 кг/м3, растекаемость 200 мм, водоотдача составляет 70,4 см3 за 30 мин. Водоотделение тампонажного раствора 4% Из полученного тампонажного раствора формируется камень в условиях, аналогичных предыдущим примерам. Предел прочности тапонажного камня при температуре 130оС и давлении 60 МПа:
На изгиб 5,0 МПа
На сжатие 18,0 МПа.PRI me R 4. Take 420 ml of water and injected into it of 7.9 wt. (48 g) bentonite clay powder, 2 wt. (12 g) filter perlite, 1.3 wt. (8.1 g) hypane and mix thoroughly. In the resulting suspension is introduced 88.8 wt. 540 g (slag sand cement mixture. The density of the cement slurry is 1580 kg / m 3 , the spreadability is 200 mm, the water loss is 70.4 cm 3 in 30 minutes. Water separation of the cement slurry 4%. A stone is formed from the cement slurry under conditions similar to the previous examples. Limit taponazhnogo stone strength at 130 ° C and a pressure of 60 MPa:
Bending 5.0 MPa
Compression 18.0 MPa.

Газопроницаемость камня составляет 1,85˙10-8 мкм2.The gas permeability of the stone is 1.85 × 10 -8 μm 2 .

П р и м е р 5. Берут 450 мл. воды и в нее вводят 2 мас. (12 г) бентонитового глинопорошка, 3 мас. (18 г) фильтровального перлита и 1,3 мас. (8,55 г) гипана и тщательно перемешивают. В полученную суспензию вводят 93,7 мас. (570 г) шлакопесчаной цементной смеси. Плотность тампонажного раствора 1620 кг/м3, растекаемость 210 мм, водоотдача составляет 82,4 см3 за 30 мин. Водоотделение тампонажного раствора 6% Из полученного тампонажного раствора формируется камень в условиях, аналогичных предыдущим примерам. Предел прочности тампонажного камня при температуре 130оС и давлении 60 МПа:
На изгиб 5,85 МПа
На сжатие 18,3 МПа
Газопроницаемость камня составляет 5,32˙10-8 мкс2. Предлагаемый оптимальный состав обладает высокими прочностными характеристиками, низкой газопроницаемостью, что гарантирует герметичность системы тампонажный каменьвмещающая среда.PRI me R 5. Take 450 ml. water and 2 wt. (12 g) bentonite clay powder, 3 wt. (18 g) filter perlite and 1.3 wt. (8.55 g) hypane and mix thoroughly. In the resulting suspension is injected 93.7 wt. (570 g) slag sand cement mixture. The density of the cement slurry is 1620 kg / m 3 , the spreadability is 210 mm, the water loss is 82.4 cm 3 in 30 minutes. Water separation of grouting mortar 6%. A stone is formed from the resulting grouting mortar under conditions similar to the previous examples. Tensile strength grouting stone at a temperature of 130 C and a pressure of 60 MPa:
Bending 5.85 MPa
Compression 18.3 MPa
The gas permeability of the stone is 5.32˙10 -8 μs 2 . The proposed optimal composition has high strength characteristics, low gas permeability, which guarantees the tightness of the grouting stone containing medium.

Экономический эффект от применения предлагаемого тампонажного состава не обуславливается снижением стоимости материала, а проявляется в высоком качестве цементирования, выявляемом в период освоения скважин. The economic effect of the use of the proposed grouting composition is not caused by a decrease in the cost of the material, but is manifested in the high quality of cementing detected during the development of wells.

В основу расчета положены данные по испытанию технологичности введения фильтровального перлита в тампонажный раствор в процессе цементирования скважин. The calculation is based on data on the testing of the processability of introducing filter perlite into the cement slurry during well cementing.

В качестве базовых приняты скважины N 118 и 119 Опошнянского месторождения, где в процессе цементирования применен обычный тампонажный раствор, а режим бурения, эксплуатируемый интервал и геологотехнические условия идентичны скважине N 123, где испытана технологичность введения фильтровального перлита. Wells N 118 and 119 of the Oposhnyanskoye field were accepted as the base wells, where the usual cement slurry was used in the cementing process, and the drilling mode, operating interval and geological conditions are identical to well N 123, where the technological effectiveness of introducing filter perlite was tested.

Время освоения скв. 123 (23 дня) в сравнении со скв. 118 и 119 (34-40 дней) уменьшено на 40% Well development time 123 (23 days) compared with SLE. 118 and 119 (34-40 days) reduced by 40%

Claims (1)

1. ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТЕРМОСТОЙКИЙ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ, содержащий вяжущее, фильтровальный перлит и облегчающе-стабилизирующую добавку, отличающийся тем, что дополнительно содержит гипан, а в качестве облегчающе-стабилизирующей добавки бентонитовый глинопорошок при следующем соотношении компонентов, мас. 1. LIGHTED HEAT-RESISTANT TAMPLING MATERIAL, containing astringent, filter perlite and a lightening-stabilizing additive, characterized in that it additionally contains hypane, and bentonite clay powder as a lightening-stabilizing additive in the following ratio of components, wt. Вяжущее 70,0 93,7
Гипан 1,0 1,3
Фильтровальный перлит 3,0 10,0
Бентонитовый глинопорошок 2,0 19,0
2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что он содержит фильтровальный перлит следующего химического состава, мас.Binder 70.0 93.7
Gipan 1.0 1.3
Filter perlite 3.0 10.0
Bentonite Clay Powder 2.0 19.0
2. The material according to p. 1, characterized in that it contains filter perlite of the following chemical composition, wt. SiO2 65 74
Al2O3 12 15
Fe2O3 1,5 2,5
CaO 1,5 2,5
MgO 0,5 1,5
R2O3 5 7
п.п. 3 7
плотность 60 1400 кг/м3, влажность не более 2% всплывающих частиц по массе не более 12%SiO 2 65 74
Al 2 O 3 12 15
Fe 2 O 3 1.5 2.5
CaO 1.5 2.5
MgO 0.5 1.5
R 2 O 3 5 7
p.p. 3 7
density 60 1400 kg / m 3 , humidity no more than 2% of the floating particles by weight no more than 12%
SU5042087 1992-05-14 1992-05-14 Light-weight heat-resistant grouting material RU2043481C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5042087 RU2043481C1 (en) 1992-05-14 1992-05-14 Light-weight heat-resistant grouting material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5042087 RU2043481C1 (en) 1992-05-14 1992-05-14 Light-weight heat-resistant grouting material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2043481C1 true RU2043481C1 (en) 1995-09-10

Family

ID=21604174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5042087 RU2043481C1 (en) 1992-05-14 1992-05-14 Light-weight heat-resistant grouting material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2043481C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1278444, кл. E 21B 33/138, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2057250C1 (en) Grouting solution for cementing gas/oil drill holes and method for preparation the same
DE3629769C2 (en)
US6235809B1 (en) Multi-functional additive for use in well cementing
CA1088109A (en) High temperature cement system
US3921717A (en) Method for cementing wells
NO148995B (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING CEMENTS LURRY WITH LOW WEIGHT FOR USE BY CEMENTATION OF OIL AND GAS BURNS
US3943996A (en) Low fluid loss cementing compositions
CA2524620A1 (en) Cement compositions with improved mechanical properties and methods of cementing in subterranean formations
US3931096A (en) Low fluid loss cementing compositions
RU2043481C1 (en) Light-weight heat-resistant grouting material
US5229019A (en) Low fluid leakoff cementing compositions and filtration control additive for cement
US4762443A (en) Method of rendering soils impervious
RU2255205C1 (en) Light-weight plugging mix
US5017233A (en) Method of rendering soils impervious and products for carrying out the method
RU2151267C1 (en) Light grouting mortar
RU2151271C1 (en) Light grouting mortar
RU2154730C1 (en) Grouting material
JPH0699171B2 (en) Geothermal well cement composition
RU2139985C1 (en) Plugging material
RU2781004C1 (en) Grouting mixture
RU2196876C2 (en) Light-weight plugging mortar
SU1164400A1 (en) Plugging composition
RU2002721C1 (en) Method for concrete mixture production
RU2717317C1 (en) Plugging material
RU2726695C1 (en) Grouting mixture