RU2109923C1 - Тампонажный раствор с минерализованной жидкой фазой - Google Patents
Тампонажный раствор с минерализованной жидкой фазой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2109923C1 RU2109923C1 RU95113902A RU95113902A RU2109923C1 RU 2109923 C1 RU2109923 C1 RU 2109923C1 RU 95113902 A RU95113902 A RU 95113902A RU 95113902 A RU95113902 A RU 95113902A RU 2109923 C1 RU2109923 C1 RU 2109923C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- liquid phase
- sodium chloride
- portland cement
- toap
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Тампонажный раствор с минерализованной жидкой фазой для цементирования скважин, вскрывших хемогенные отложения, содержит, мас.%: портландцемент 41,46 - 50,65; тонкодисперсный отход алюминиевого производства (ТОАП) 9,62 - 11,61; сульфат натрия 0,71 - 1,29; насыщенный водный раствор хлорида натрия - остальное. 2 табл.
Description
Изобретение предназначено для использования в геологоразведочной, нефте- и газодобывающих отраслях промышленности при цементировании скважин.
При вскрытии пластов на многих разведочных площадях, нефтяных и газовых месторождениях в карбонатных или терригенных отложениях встречаются пропластки солей. Почти повсеместно над продуктивными горизонтами покрышки представлены хемогенными отложениями. В таких условиях одним из наиболее распространенных подходов к созданию герметичного цементного кольца в затрубном пространстве скважин является минерализация жидкой фазы тампонажных растворов - ввод в них солей, что исключает растворение проходимых хемогенных отложений и предотвращает образование в связи с этим зазоров вокруг цементного кольца. В случаях, когда без перекрытия обсадной колонной вскрытых пород осуществляется разбуривание и соленосных, и расположенных под ними пластов с низкими давлениями, возможны поглощения тампонажных давлений, превышающих пластовые.
При затворении тампонажных материалов минерализованными до насыщения хлоридом натрия жидкостями плотность образующихся растворов увеличивается на величины, достигающие 150 - 200 кг/м3, что способствует возрастанию опасности поглощений. Исходя из этого плотность наполнителей должна быть особенно низкой, чтобы в условиях утяжеления за счет соли тампонажных растворов исключить возможность их ухода в пласты. Но не только это является важным для рассматриваемых случаев. С точки зрения получения в скважине герметичного и долговечного цементного кольца должна быть и химическая совместимость всех компонентов облегченной тампонажной системы. Особенные сложности возникают в значительном числе случаев, когда ставится задача получить минерализованные облегченные тампонажные растворы не только для действующих ускоряюще высоких температур (эта задача решалась многими исследователями и весьма успешно), но и для низких, поскольку наибольшие объемы буровых работ приходятся на северные регионы. А низкие температуры замедляют процессы гидролиза и гидратации вяжущих систем, приводя к ухудшению их свойств, в частности к удлинению сроков схватывания, увеличению водоотделения раствора, снижению прочности, повышению проницаемости камня. Данные отрицательные явления усугубляются при вводе облегчающих наполнителей, которые в большинстве случаев не обладают вяжущими свойствами и этим осложняют получение качественного тампонажного раствора и камня, к аналогичным последствиям приводит и высокая минерализация цементных систем, например, хлоридом натрия.
Известны составы тампонажных растворов с минерализованной жидкой фазой, приготавливаемые с использованием в качестве вяжущей основы портландцемента, в которые для снижения плотности вводят мел [1]. Однако плотность такого раствора составляет 1740 кг/м3 и выше, что не исключает возможности поглощений при цементировании скважин, имеющих в своих разрезах пласты с низкими давлениями.
Известен также состав тампонажного цементного раствора, в который для снижения плотности вводится глинопорошок, содержащий бентонит [2]. При низких положительных температурах такой раствор при удовлетворении по технологическим свойствам требованиям стандарта и вводе в жидкую фазу хлорида натрия до насыщения имеет минимальную плотность 1680 кг/м3. Эта величина хотя и меньше, чем при вводе в тампонажный цементный раствор мела, но также не может обеспечить исключение поглощений при цементировании в условиях низких пластовых давлений. Кроме того, в связи с тем, что глинопорошок, содержащий бентонит, не солестоек, технологические параметры такого тампонажного раствора и камня при вводе хлорида натрия ухудшаются.
Наиболее близким из аналогов является тампонажный раствор с минерализованной жидкой фазой для цементирования скважин, в том числе при вскрытии хемогенных отложений, содержащий портландцемент, насыщенный водный раствор NaCl, облегчающую добавку и хроматный шлам [3].
Решаемой задачей является уменьшение при низких температурах плотности тампонажного раствора с минерализованной жидкой фазой, улучшение прочностных и герметизированных свойств камня для пластов с низкими давлениями.
Задача решается за счет того, что тампонажный раствор с минерализованной жидкой фазой для цементирования скважин, вскрывших хемогенные отложения, содержащий портландцемент, насыщенный водный раствор хлорида натрия и облегчающую добавку, содержит в качестве облегчающей добавки тонкодисперсный отход алюминиевого производства (ТОАП) и дополнительно сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент - 41,46 - 50,65
ТОАП - 9,62 - 11,61
Сульфат натрия - 0,71 - 1,29
Насыщенный водный раствор хлорида натрия - Остальное
Пример. Для получения вяжущих смесей берут пробы тампонажного портландцемента Спасского завода, ТОАП Братского алюминиевого завода, сульфат и хлорид натрия квалификации ч. д.а. Для сопоставительных опытов в качестве облегчающего наполнителя был использован глинопорошок (ГП) Черногорского завода, а портландцемент и химические реагенты взяты те же. Физические и химические характеристики облегчающих наполнителей приведены в табл. 1.
Портландцемент - 41,46 - 50,65
ТОАП - 9,62 - 11,61
Сульфат натрия - 0,71 - 1,29
Насыщенный водный раствор хлорида натрия - Остальное
Пример. Для получения вяжущих смесей берут пробы тампонажного портландцемента Спасского завода, ТОАП Братского алюминиевого завода, сульфат и хлорид натрия квалификации ч. д.а. Для сопоставительных опытов в качестве облегчающего наполнителя был использован глинопорошок (ГП) Черногорского завода, а портландцемент и химические реагенты взяты те же. Физические и химические характеристики облегчающих наполнителей приведены в табл. 1.
Все опыты проводились посредством затворения порошкообразных материалов 30%-ным водным раствором хлорида натрия. Количества ТОАП и сульфата натрия в рецептурах увеличивали до получения механической прочности, соответствующей ГОСТ 1581-91 и несколько меньшей. При этом тампонажный раствор должен был обладать необходимой прокачиваемостью (растекаемостью по конусу АзНИИ). Полученные результаты сопоставлялись со свойствами облегченных цементно-глинистых растворов. Минимальное количество ТОАП принималось исходя из требований получения тампонажного раствора, считающегося по этому ГОСТу облегченным. Данные об опытах приведены в табл. 2.
Граничные значения количеств компонентов в предлагаемом тампонажном растворе найдены исходя из следующего.
При содержании портландцемента менее 41,46 мас.% (группа опытов N 11) прочность цементного камня меньше, чем допускается по стандарту, а при содержании портландцемента более 50,65 мас.% (группа опытов N 2) плотность больше, чем определено ГОСТом для облегченных тампонажных растворов. Исходя из данных экспериментальных работ с предлагаемыми составами, граничные значения количеств компонентов следующие, мас.%:
Портландцемент - 41,46 - 50,65
ТОАП - 9,62 - 11,61
Сульфат натрия - 0,71 - 1,29
Насыщенный водный раствор хлорида натрия - Остальное
Облегченный тампонажный раствор, принятый за контрольный (прототип), имеет значительно более высокие плотности (минимальная 1640 кг/м3 против 1490 кг/м3 у предлагаемого).
Портландцемент - 41,46 - 50,65
ТОАП - 9,62 - 11,61
Сульфат натрия - 0,71 - 1,29
Насыщенный водный раствор хлорида натрия - Остальное
Облегченный тампонажный раствор, принятый за контрольный (прототип), имеет значительно более высокие плотности (минимальная 1640 кг/м3 против 1490 кг/м3 у предлагаемого).
Результаты экспериментальных работ показали, что предлагаемый состав облегченного тампонажного раствора с минерализованной хлоридом натрия жидкой фазой имеет по сравнению с прототипом следующие преимущества:
- достигается значительно более низкая плотность;
- при вводе одних и тех же количеств облегчающего наполнителя прочность камня с ТОАП выше.
- достигается значительно более низкая плотность;
- при вводе одних и тех же количеств облегчающего наполнителя прочность камня с ТОАП выше.
Повышение прочности цементного камня с ТОАП обусловлено тем, что в этом случае действует следующий механизм взаимодействия компонентов. При вводе в вяжущую систему сульфата натрия он вступает в реакцию с известью гидратированных минералов портландцемента, образуя тонкодисперсный гипс и гидроксид натрия. Такой гипс, обладая высокой реакционной способностью, взаимодействует с трехкальциевым алюминатом, что за счет образования дополнительных количеств гидросульфоалюминатов кальция приводи к ускорению твердения цементного камня. Образующиеся гидроксид натрия, а также Ca(OH)2 минералов портландцемента связываются диоксидом кремния ТОАП, что придает цементному камню повышенную коррозионную устойчивость. В связи с избытком диоксида кремния в системе и полным связыванием извести происходит образование низкоосновных гидросиликатов кальция, придающих способность цементному камню длительно твердеть во времени.
Claims (1)
1. Тампонажный раствор с минерализованной жидкой фазой для цементирования скважин, вскрывших хемогенные отложения, содержащий портландцемент, насыщенный водный раствор хлорида натрия и облегчающую добавку, отличающийся тем, что в качестве облегчающей добавки он содержит тонкодисперсный отход алюминиевого производства (ТОАП) и дополнительно сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент - 41,46 -50,65
ТОАП - 9,62 - 11,61
Сульфат натрия - 0,71 - 1,29
Насыщенный водный раствор хлорида натрия - Остальноез
Портландцемент - 41,46 -50,65
ТОАП - 9,62 - 11,61
Сульфат натрия - 0,71 - 1,29
Насыщенный водный раствор хлорида натрия - Остальноез
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95113902A RU2109923C1 (ru) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Тампонажный раствор с минерализованной жидкой фазой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95113902A RU2109923C1 (ru) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Тампонажный раствор с минерализованной жидкой фазой |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95113902A RU95113902A (ru) | 1997-08-10 |
RU2109923C1 true RU2109923C1 (ru) | 1998-04-27 |
Family
ID=20170948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95113902A RU2109923C1 (ru) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Тампонажный раствор с минерализованной жидкой фазой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2109923C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487910C2 (ru) * | 2011-09-14 | 2013-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Тампонажный раствор |
-
1995
- 1995-08-02 RU RU95113902A patent/RU2109923C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Бережной А.И., Сельващук А.П. Тампонажные растворы для цементирования газовых скважин в условиях соленосных отложений. Труды первой Украинской научно-технической конференции по термо- и солеустойчивым промывочным жидкостям и тампонажным растворам. К.2. Киев.: Наукова думка, 1970, с. 40 - 47. 2. Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. - М.: Недра, 1973, с. 78, 80. 3. Бакшутов В.С. Минерализованные тампонажные растворы для цементирования скважин в сложных условиях. - М.: Недра, 1986, с. 11 - 15, 178, 184 - 186. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487910C2 (ru) * | 2011-09-14 | 2013-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Тампонажный раствор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Justnes | A review of chloride binding in cementitious systems | |
US4481037A (en) | Cement compositions | |
KR100906459B1 (ko) | 수화 속도를 조절한 시멘트 그라우트재 및 그의 제조방법 | |
US20100006288A1 (en) | Sorel cements and methods of making and using same | |
CN105601141B (zh) | 一种油井水泥用膨胀剂及其制备方法 | |
KR100942523B1 (ko) | 속경 및 팽창성 혼합재를 이용한 그라우트 혼합재 및 이를 이용한 심층 그라우트 공법 | |
KR20020039520A (ko) | 고로슬래그를 주재료로 한 비소성 시멘트의 제조 기술 | |
WO2008001065A1 (en) | Improved settable compositions free of portland cement and associated methods of use | |
CN1057825A (zh) | 矿用高水固化支护材料 | |
US11981859B2 (en) | Carbon dioxide enhanced cement | |
RU2109923C1 (ru) | Тампонажный раствор с минерализованной жидкой фазой | |
Lagerblad et al. | Conceptual model for concrete long time degradation in a deep nuclear waste repository | |
US4762443A (en) | Method of rendering soils impervious | |
RU2224727C2 (ru) | Цементный раствор для изолирующего экрана и способ создания изолирующего экрана | |
JPH1025476A (ja) | 土壌等硬化用セメント組成物 | |
US2374562A (en) | Treatment of hydraulic cement compositions | |
US5017233A (en) | Method of rendering soils impervious and products for carrying out the method | |
JP3312780B2 (ja) | セメント系泥水 | |
RU2784799C1 (ru) | Тампонажно-инъекционный гидроизоляционный материал для операций цементирования в подземных формациях | |
RU2139985C1 (ru) | Тампонажный материал | |
Mehta et al. | Investigations on hydraulic cements from spent oil shale | |
CA1279332C (en) | Volume-stable hardened hyraulic cement | |
FI130909B1 (en) | A method to stabilize the earth | |
RU2817368C1 (ru) | Расширяющийся тампонажный материал для низкотемпературных скважин | |
KR102353380B1 (ko) | 고내구성 주입 모르타르 조성물 |