RU2313559C2 - Сырьевая смесь для получения сверхлегкого тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород - Google Patents
Сырьевая смесь для получения сверхлегкого тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313559C2 RU2313559C2 RU2005132216/03A RU2005132216A RU2313559C2 RU 2313559 C2 RU2313559 C2 RU 2313559C2 RU 2005132216/03 A RU2005132216/03 A RU 2005132216/03A RU 2005132216 A RU2005132216 A RU 2005132216A RU 2313559 C2 RU2313559 C2 RU 2313559C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hollow glass
- glass microspheres
- water
- grouting
- raw mix
- Prior art date
Links
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и касается составов тампонажных материалов, используемых при цементировании обсадных колонн в условиях многолетних мерзлых пород. Технический результат - повышение трещиностойкости тампонажного материала, эффективная герметизация затрубного и межтрубного пространства при креплении нефтегазовых скважин с одновременной защитой многолетних мерзлых пород (ММП) от растепления в процессе перфорации и эксплуатации скважин. Сырьевая смесь для получения сверхлегкого тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород, включающая портландцемент тампонажный и полые стеклянные микросферы, воду, дополнительно содержит аппретированные 0,3 мас.% γ-аминопропилтриэтоксисилана полые стеклянные микросферы при соотношении ингредиентов, мас.%: портландцемент тампонажный - 32,05...41,32, полые стеклянные микросферы - 1,65...5,98, указанные аппретированные полые стеклянные микросферы - 5,95...14,9, вода - остальное. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и касается составов тампонажных материалов, используемых при цементировании обсадных колонн в условиях многолетних мерзлых пород.
Известен состав тампонажного раствора, содержащего тампонажный портландцемент, наполнитель в виде аппретированных стеклянных микросфер марки МСО А9 в количестве от 3,5 до 13,2 мас.%, модифицирующие добавки суперпластификатор НКНС-1 "40-03" и гидрофобизатор ГМЖ и воду (RU №1640367, кл. Е21В 33/138, опубл. 1991).
Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является сырьевая смесь для получения сверхлегкого теплозащитного тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород, содержащая, мас.%: тампонажный портландцемент - 34,4-43,3, полые стеклянные микросферы - 13,0-17,2, суперпластификатор С-3 - 0,26-0,32, вода - остальное или тампонажный портландцемент - 36,55-45,3, аппретированные полые стеклянные микросферы - 13,25-18,5, суперпластификатор С-3 - 0,28-0,34, вода - остальное (RU №2003131944, опубл. 27.04.2005).
Цель настоящего изобретения - повышение трещиностойкости тампонажного материала, эффективная герметизация затрубного и межтрубного пространства при креплении нефтегазовых скважин с одновременной защитой многолетних мерзлых пород (ММП) от растепления в процессе перфорации и эксплуатации скважин.
Поставленная цель достигается за счет того, что сырьевая смесь для получения сверхлегкого тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород, включающая тампонажный портландцемент (ПЦТ), полые стеклянные микросферы (ПСМС), дополнительно содержит аппретированные 0,3 мас.% γ-аминопропилтриэтоксисилана полые стеклянные микросферы (АПСМС) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: тампонажный портландцемент - 32,05...41,32, полые стеклянные микросферы - 1,65...5,98, указанные аппретированные полые стеклянные микросферы - 5,95...14,9, вода - остальное.
Полые стеклянные микросферы и аппретированные полые стеклянные микросферы имеют удельную поверхность 44100 см2/г и серийно выпускаются промышленностью России по ТУ 6-36 и ТУ 6-11-156. В качестве вяжущего используется портландцемент тампонажный, который производится по ГОСТ 1581-96.
Сверхлегкий тампонажный материал повышенной трещиностойкости приготавливается и закачивается с использованием традиционного цементировочного оборудования.
Предлагаемый сверхлегкий тампонажный материал повышенной трещиностойкости позволяют: получить цементный тампонажный материал с плотностью до 0,83 г/см3, обладающий прочностью при изгибе в возрасте 2 сут от 0,6 до 0,92 МПа при температуре твердения (20±2)°С и от 1 до 1,8 МПа при температуре твердения (75±2)°С. Такие значения значительно превосходят требования ГОСТ РФ для облегченных цементных тампонажных материалов, так как прочность на растяжение при изгибе для них должна быть не менее 1 МПа. Предлагаемый материал имеет прочность сцепления со стальной обсадной трубой до 2,85 МПа, прочность сцепления с горными породами: с известняком - до 5,9 МПа, с песчаником - до 5,4 МПа, которые во времени увеличиваются за счет продолжающейся гидратации тампонажного портландцемента и набора прочности. Это позволит исключить использование дорогостоящих лифтовых теплоизолирующих труб; значительно ускорить завершающие работы на скважине; существенно повысить надежность системы "обсадная труба-цементное кольцо-горная порода" после перфорации и при эксплуатации скважин. Сравнительные данные об известных и предлагаемых тампонажных материалах и свойства приведены в табл.1 и 2. Результаты подтверждают, что получен сверхлегкий тампонажный материал повышенной трещиностойкости по показателям трещиностойкости и вязкости разрушения после старта магистральной трещины. Тампонажный материал по изобретению имеет высокую прочность сцепления со стальной обсадной трубой и горными породами, что повышает надежность конструкции скважины. С увеличением срока эксплуатации скважины повышается прочность сцепления цементного камня со стальной обсадной трубой и горными породами, обеспечивается защита ММП от растепления.
Применение предлагаемого тампонажного материала дает возможность значительно снизить трудовые, энергетические, материальные и финансовые затраты при строительстве, повысить надежность при эксплуатации нефтяных и газовых скважин.
| Таблица 1 Физико-механические свойства сверхлегкого тампонажного материала повышенной трещиностойкости в возрасте 2 сут. Условия испытания: температура 75°С/22°С, давление атм |
||||||||
| № | Состав раствора, мас.% | В/Ц | Плотность раствора, г/см3 | Прочность сцепления с, МПа | Прочность, МПа* | |||
| обсадной трубой | известняком | песчаником | изгиб | сжатие | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | ПЦТ - 66,67 Вода - 33,33 | 0,5 | 1,81 | 2,37/1,7 | 5,3/2,16 | 5,2/2,1 | 5,64/2,82 | 17,9/9,2 |
| 2 | ПЦТ - 41,32 | |||||||
| ПСМС - 2,07 | 1,12 | 0,93 | 2,15/1,1 | 5,1/2,58 | 5,5/2,7 | 1,8/0,92 | 3,9/1,9 | |
| АПСМС - 10,33 | ||||||||
| Вода - 46,28 | ||||||||
| 3 | ПЦТ - 40,82 | |||||||
| ПСМС - 4,08 | 1,15 | 0,94 | 2,25/1,12 | 5,23/2,2 | 5,7/2,7 | 1,75/0,87 | 3,7/1,75 | |
| АПСМС - 8,16 | ||||||||
| Вода - 46,94 | ||||||||
| 4 | ПЦТ - 39,68 | |||||||
| ПСМС - 5,95 | 1,22 | 0,97 | 2/1,05 | 4,9/2,5 | 5,3/2,85 | 1,6/0,85 | 3,4/1,6 | |
| АПСМС - 5,95 | ||||||||
| Вода - 48,42 | ||||||||
| 5 | ПЦТ - 33,11 | |||||||
| ПСМС - 1,65 | 1,52 | 0,83 | 2,75/1,83 | 5,74/2,4 | 6,2/2,9 | 1,15/0,8 | 2,4/1,4 | |
| АПСМС - 14,9 | ||||||||
| Вода - 50,34 | ||||||||
| 6 | ПЦТ - 32,79 | |||||||
| ПСМС - 3,28 АПСМС - 13,11 | 1,55 | 0,85 | 2,85/1,43 | 5,9/2,8 | 6,4/3,2 | 1,1/0,75 | 2,3/1,3 | |
| Вода - 50,82 | ||||||||
| 7 | ПЦТ - 32,05 | |||||||
| ПСМС - 4,81 | 1,62 | 0,89 | 2,6/1,31 | 5,6/2,4 | 6,04/2,9 | 1/0,6 | 2,1/1,1 | |
| АПСМС - 11,22 | ||||||||
| Вода - 51,92 | ||||||||
| Примечание: над чертой - значение при температуре твердения 75°С, под чертой - при 22°С. | ||||||||
| Таблица 2 Параметры трещиностойкости и вязкости разрушения сверхлегкого тампонажного материала повышенной трещиностойкости в возрасте 2 сут, сформированного при Т=75/22°С |
||||||
| № | Состав раствора, мас.% | В/Ц | Плотность раствора, г/см3 | Параметры трещиностойкости и вязкости разрушения, Дж/м2 | ||
| Gi | GL | Gc | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| ПЦТ - 66,67 | 0,5 | 1,81 | 37,5/18,7 | 55,6/27,3 | 93,1/47 | |
| 1 | Вода - 33,33 | |||||
| ПЦТ - 41,32 | ||||||
| ПСМС - 2,07 | 1,12 | 0,93 | 22,1/11,5 | 61/30,6 | 83,1/42,1 | |
| 2 | АПСМС - 10,33 | |||||
| Вода - 46,28 | ||||||
| ПЦТ - 40,82 | ||||||
| 3 | ПСМС - 4,08 | 1,15 | 0,94 | 21,8/10,9 | 59/30,1 | 80,8/41 |
| АПСМС - 8,16 | ||||||
| Вода - 46,94 | ||||||
| ПЦТ - 39,68 | ||||||
| 4 | ПСМС - 5,95 | 1,22 | 0,97 | 20,3/9,9 | 58,2/29,1 | 78,5/39 |
| АПСМС - 5,95 | ||||||
| Вода - 48,42 | ||||||
| ПЦТ - 33,11 | ||||||
| 5 | ПСМС - 1,65 | 1,52 | 0,83 | 18,1/9,3 | 55,1/28 | 73,2/37,3 |
| АПСМС - 14,9 | ||||||
| Вода - 50,34 | ||||||
| ПЦТ - 32,79 | ||||||
| 6 | ПСМС - 3,28 | 1,55 | 0,85 | 17,8/8,9 | 54,2/27,3 | 72/36,2 |
| АПСМС - 13,11 | ||||||
| Вода - 50,82 | ||||||
| ПЦТ - 32,05 | ||||||
| 7 | ПСМС - 4,81 | 1,62 | 0,89 | 16,2/8,2 | 52/25,8 | 68,2/34 |
| АПСМС - 11,22 | ||||||
| Вода - 51,92 | ||||||
| Примечание: Gi - удельные энергозатраты на трещинообразование; GL - удельные энергозатраты на сопротивление росту магистральной трещины (вязкое разрушение); Gc - удельные энергозатраты на полное разрушение. * - удельные энергозатраты находятся по полностью равновесным диаграммам деформирования и разрушения путем деления энергозатрат на площадь поперечного сечения образца в соответствии с ГОСТ 29167-91. |
||||||
Claims (1)
- Сырьевая смесь для получения сверхлегкого тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород, включающая портландцемент тампонажный и полые стеклянные микросферы, воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит аппретированные 0,3 мас.% γ-аминопропилтриэтоксисилана полые стеклянные микросферы при соотношении ингредиентов, мас.%:
портландцемент тампонажный 32,05...41,32 полые стеклянные микросферы 1,65...5,98 указанные аппретированные полые стеклянные микросферы 5,95...14,9 вода остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005132216/03A RU2313559C2 (ru) | 2005-10-19 | 2005-10-19 | Сырьевая смесь для получения сверхлегкого тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005132216/03A RU2313559C2 (ru) | 2005-10-19 | 2005-10-19 | Сырьевая смесь для получения сверхлегкого тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005132216A RU2005132216A (ru) | 2007-04-27 |
| RU2313559C2 true RU2313559C2 (ru) | 2007-12-27 |
Family
ID=38106619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005132216/03A RU2313559C2 (ru) | 2005-10-19 | 2005-10-19 | Сырьевая смесь для получения сверхлегкого тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2313559C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509738C2 (ru) * | 2012-06-25 | 2014-03-20 | Михаил Рудольфович Предтеченский | Способ получения аппретированной алюмосиликатной микросферы |
| RU2528323C2 (ru) * | 2012-10-22 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") | Cпособ приготовления облегченного кладочного раствора и композиция для облегченного кладочного раствора |
| US9850363B2 (en) | 2012-11-26 | 2017-12-26 | Arkema France | Method for producing a master mixture based on carbonaceous nanofillers and superplasticiser, and the use thereof in hardenable inorganic systems |
-
2005
- 2005-10-19 RU RU2005132216/03A patent/RU2313559C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509738C2 (ru) * | 2012-06-25 | 2014-03-20 | Михаил Рудольфович Предтеченский | Способ получения аппретированной алюмосиликатной микросферы |
| RU2528323C2 (ru) * | 2012-10-22 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") | Cпособ приготовления облегченного кладочного раствора и композиция для облегченного кладочного раствора |
| US9850363B2 (en) | 2012-11-26 | 2017-12-26 | Arkema France | Method for producing a master mixture based on carbonaceous nanofillers and superplasticiser, and the use thereof in hardenable inorganic systems |
| US10208180B2 (en) | 2012-11-26 | 2019-02-19 | Arkema France | Method for producing a master mixture based on carbonaceous nanofillers and super plasticiser, and the use thereof in hardenable inorganic systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005132216A (ru) | 2007-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7351279B2 (en) | Cement compositions with improved mechanical properties and methods of cementing in subterranean formations | |
| KR102069789B1 (ko) | 콘크리트 혼화용 폴리머로 개질된 고내구성 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 포장 보수공법 | |
| KR101911316B1 (ko) | 콘크리트 구조물 보수·보강용 환경친화형 칼라 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법 | |
| US6957702B2 (en) | Cement compositions with improved mechanical properties and methods of cementing in a subterranean formation | |
| US6220354B1 (en) | High strength foamed well cement compositions and methods | |
| KR101600776B1 (ko) | 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 교면 포장 공법 | |
| US20050178296A1 (en) | Cement compositions with improved mechanical properties and methods of cementing in subterranean formations | |
| KR102133427B1 (ko) | 염분침투저항성 및 내구성이 우수한 라텍스 개질 속경성 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수공법 | |
| US8596363B1 (en) | Oil and gas well cement systems using elemental sulfur | |
| CN108033714B (zh) | 一种黄河泥砂浆建筑抹灰干材料及其制备方法 | |
| KR101006890B1 (ko) | 한중 모르타르용 시멘트 조성물, 한중 모르타르 및 이를 이용한 단면 복구방법 | |
| RU2313559C2 (ru) | Сырьевая смесь для получения сверхлегкого тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород | |
| CN115043627A (zh) | 一种高韧性薄喷水泥基材料及其制备方法与应用 | |
| CN112897945A (zh) | 一种煤矿巷道用高强度、耐腐蚀湿喷喷料及其施工工艺 | |
| US8435930B2 (en) | Low density cementitious compositions using lime kiln dust | |
| RU2441897C1 (ru) | Тампонажный раствор | |
| KR101456041B1 (ko) | 강도 증진 및 동해 방지용인 콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법 | |
| CN108046687A (zh) | 一种石墨烯改性水泥基防水涂料 | |
| CN102584149B (zh) | 一种快干水泥砂浆及其制备方法 | |
| CN107902967B (zh) | 一种黄河泥砂建筑应用抗裂、粘结、保温砂浆干材料及其制备方法 | |
| KR101066317B1 (ko) | 무기질 불연 셀프 레벨링 바닥재 조성물 | |
| RU2303048C1 (ru) | Облегченный тампонажный раствор | |
| RU2245990C1 (ru) | Тампонажная композиция | |
| RU2267004C2 (ru) | Сырьевая смесь для получения теплозащитного тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород | |
| KR101105956B1 (ko) | 셀프 레벨링 바닥재의 시공방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101020 |