RU2361899C2 - Расширяющийся тампонажный материал - Google Patents
Расширяющийся тампонажный материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361899C2 RU2361899C2 RU2007113364/03A RU2007113364A RU2361899C2 RU 2361899 C2 RU2361899 C2 RU 2361899C2 RU 2007113364/03 A RU2007113364/03 A RU 2007113364/03A RU 2007113364 A RU2007113364 A RU 2007113364A RU 2361899 C2 RU2361899 C2 RU 2361899C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- expanding
- zeolite
- gypsum
- backfill material
- portland cement
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к тампонажным материалам для цементирования нефтяных и газовых скважин в сложных геолого-технических условиях криолитозоны, требующих повышенной надежности разобщения пластов. Расширяющийся тампонажный материал содержит, мас.%: портландцемент 22-30, гипс 50-60, цеолит 18-20, суперпластификатор С-32. Технический результат - уменьшение сроков схватывания материала, повышение его прочности, удешевление технологического процесса. 1 табл.
Description
Изобретение относится к тампонажным материалам для цементирования нефтяных и газовых скважин в сложных геолого-технических условиях криолитозоны, требующих повышенной надежности разобщения пластов.
Известен расширяющийся тампонажный материал, содержащий портланцемент, гипс [RU, патент, 2013523, Е21В 33/138, 1994].
Недостатком этого материала является то, что образующийся цементный камень не создает плотный контакт с колонной и породой, т.е. не решает задачу надежной герметизации затрубного пространства, вследствие чего в процессе эксплуатации могут иметь место межпластовые перетоки.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является расширяющийся тампонажный материал, содержащий портландцемент, гипс и добавку [RU, патент, 2111341, Е21В 33/138, 1994].
Недостатком этого материала является недостаточный набор прочностных показателей в условиях твердения при отрицательной температуре (-1,6÷-3,8°С) вечномерзлых пород криолитозоны из-за большого срока начала схватывания (от 7 ч 20 мин до 8 ч 50 мин) вследствие быстрого охлаждения пластично-вязкой массы первоначальной смеси.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - обеспечение качества цементирования эксплуатационных колонн в условиях вечной мерзлоты за счет ускорения режима твердения цементного материала и приобретения им заданной прочности сцепления с колонной и мерзлой породой.
Техническим результатом является создание тампонажного материала, который обеспечивал бы заданную прочность и адгезионную способность цементного камня с колонной и вечномерзлой породой, обладал устойчивым расширением.
Поставленная задача и технический результат выполняются тем, что предлагаемый расширяющийся тампонажный материал включает портландцемент, гипс и добавку и в отличие от известного в качестве добавки содержит цеолит и известный суперпластификатор С-3 при следующем содержании компонентов, мас.%:
Портландцемент | 22-30 |
Гипс | 50-60 |
Цеолит | 18-20 |
Суперпластификатор С-3 | 2 |
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемый расширяющийся тампонажный материал отличается от известного введением новых компонентов - цеолита и суперпластификатора С-3.
Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию «новизна», поскольку использование изобретения позволяет осуществить существующую потребность и соответствует критерию «изобретательский уровень».
Сухую смесь, состоящую из портландцемента, гипса, цеолита и суперпластификатора С-3, получают путем совместного тонкого помола исходных компонентов. При этом гидравлическая составляющая, состоящая из портландцемента и цеолита, улучшает такие свойства как водостойкость и прочность затвердевшего камня, а также обуславливает расширение за счет образования высокоосновной формы гидросульфоалюмината кальция - эттрингита 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O. Добавка цеолита регулирует процесс его образования, разбивая его излишки на низкоосновные гидросиликаты кальция CSH(B).
Образование достаточного количества этого соединения на определенных этапах формирования затвердевшего камня обуславливает компенсацию естественной усадки камня, фиксированное расширение в требуемых пределах, а также уплотнение его структуры. Образование эттрингита происходит в ранние сроки твердения, что обеспечивает рост прочности образующегося камня.
Добавка суперпластификатора С-3 позволяет снизить водопотребность смеси и обеспечить необходимую растекаемость теста при меньших расходах воды (см. табл.1). Суперпластификатор С-3 вводится в цеолит при помоле в количестве 1% от массы цеолита, а остальное количество вводится в смесь при совместном помоле всех компонентов.
Были приготовлены шесть составов материала согласно изобретению (гипс, портландцемент, цеолит, суперпластификатор С-3). Приготовление образцов осуществлялось путем затворения гомогенизированной смеси гипса, портландцемента, цеолита и суперпластификатора С-3 водой, перемешивание осуществлялось в лабораторной мешалке в течение 1 мин. Плотность, растекаемость, сроки схватывания, прочность при изгибе и прочность сцепления определены по методикам, изложенным в ГОСТ 26789.0-96 - 26789.2-96, а степень расширения - по ГОСТ 11052-74.
Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Из представленных данных следует, что сроки схватывания предлагаемого материала в зависимости от количества вводимой добавки портландцемента и цеолита значительно меньше сроков схватывания прототипа. При этом прочность при изгибе в 1,2 раза и прочность на сцепление в 1,4 раза превышают прочностные характеристики прототипа. Анализ результатов линейных деформаций позволяет сделать вывод о том, что во всех случаях наблюдается прогрессивное расширение, которое интенсивно нарастает в течение первых суток твердения и обнаруживает тенденцию к стабилизации к 7 сут твердения.
Оптимальные составы материала (составы 1, 2 и 3 по табл.1) согласно изобретению выбраны по срокам начала схватывания, превышающим 10 мин, что необходимо для приготовления и подачи тампонажного материала в полость между металлической колонной и вечномерзлой породой посредством турбулентного баробетоносмесителя «Турбо-0,25» на месте применения.
Использование предлагаемого тампонажного материала позволяет решить проблему обеспечения качества цементирования эксплуатационных колонн в условиях вечной мерзлоты за счет ускорения режима твердения цементного материала и приобретения им заданной прочности сцепления с колонной и мерзлой породой, упростить и удешевить технологию цементирования за счет применения местных сырьевых ресурсов, на основе которых в заводских условиях может выпускаться качественная сухая смесь для получения тампонажного материала.
Тампонажный расширяющийся материал не образует токсичных соединений, пожаробезопасен.
Таблица 1 Физико-механические свойства расширяющегося тампонажного материала |
||||||||||||||||
№ пп | Состав, мас.% | В/С | Плот- ность, г/см3 |
Расте- каемость, см |
Сроки схватывания, мин-с | Проч- ность на изгиб,2 сут, МПа |
Прочность на сцепле- ние, 2 сут, МПа |
Линейное расширение, % | ||||||||
порт- ландце- мент |
гипсовое вяжущее | цеолит | С-3 | начало | конец | |||||||||||
1 сут | 7 сут | 14 сут | 30 сут | 90 сут | ||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
1 | 30 | 50 | 20 | 2 | 0,3 | 1,76 | 21,5 | 14-30 | 15-30 | 4,0 | 4,7 | 0,28 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | - |
2 | 26 | 55 | 19 | 2 | 0,3 | 1,74 | 21,0 | 13-45 | 14-30 | 3,9 | 4,6 | 0,31 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | - |
3 | 22 | 60 | 18 | 2 | 0,3 | 1,71 | 20,5 | 12-30 | 13-30 | 3,7 | 4,3 | 0,32 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | - |
4 | 18 | 65 | 17 | 2 | 0,3 | 1,68 | 20,0 | 8-30 | 9-30 | 3,5 | 4,2 | 0,31 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | - |
5 | 14 | 70 | 16 | 2 | 0,3 | 1,67 | 20,0 | 8-15 | 9-00 | 3,3 | 4,0 | 0,24 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | - |
6 | 10 | 75 | 15 | 2 | 0,30 | 1,66 | 19,5 | 6-30 | 7-30 | 3,0 | 3,6 | 0,22 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | - |
Прототип | ||||||||||||||||
96 | 2 | 2 | - | 0,5 | 1,81 | 22,5 | 7 ч 20 мин | 7 ч 50 мин | 2,9 | 3,8 | 0,10 | 0,27 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
Claims (1)
- Расширяющийся тампонажный материал, содержащий портландцемент, гипс и добавку, отличающийся тем, что в качестве добавки он содержит цеолит и суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент 22-30 Гипс 50-60 Цеолит 18-20 Суперпластификатор С-3 2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007113364/03A RU2361899C2 (ru) | 2007-04-10 | 2007-04-10 | Расширяющийся тампонажный материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007113364/03A RU2361899C2 (ru) | 2007-04-10 | 2007-04-10 | Расширяющийся тампонажный материал |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007113364A RU2007113364A (ru) | 2008-10-27 |
RU2361899C2 true RU2361899C2 (ru) | 2009-07-20 |
Family
ID=41047368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007113364/03A RU2361899C2 (ru) | 2007-04-10 | 2007-04-10 | Расширяющийся тампонажный материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2361899C2 (ru) |
-
2007
- 2007-04-10 RU RU2007113364/03A patent/RU2361899C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007113364A (ru) | 2008-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6957702B2 (en) | Cement compositions with improved mechanical properties and methods of cementing in a subterranean formation | |
KR101645586B1 (ko) | 초조강형 그라우트 조성물 및 이를 이용한 조기인장 그라우팅 공법 | |
US8105433B2 (en) | Cement admixture, and cement composition and concrete containing the cement admixture | |
CA2645920C (en) | Low heat of hydration cement compositions and methods of using same | |
US8858704B2 (en) | Low density cementitious compositions using limestone | |
CN108164222A (zh) | 水泥基灌浆材料以及灌浆砂浆 | |
CA2524620A1 (en) | Cement compositions with improved mechanical properties and methods of cementing in subterranean formations | |
RU2470979C1 (ru) | Облегченная тампонажная смесь | |
US8435930B2 (en) | Low density cementitious compositions using lime kiln dust | |
KR20180002288A (ko) | 그라우트재 조성물, 이를 이용한 고유동성 그라우트 | |
RU2408553C2 (ru) | Смесь для получения гидроизолирующего шовного состава проникающего действия | |
RU2361899C2 (ru) | Расширяющийся тампонажный материал | |
RU2728244C1 (ru) | Композиция для цементирования в подземной формации | |
RU2358930C1 (ru) | Минеральное вяжущее | |
US7998269B2 (en) | Cement blend | |
RU2222688C2 (ru) | Расширяющийся тампонажный раствор (варианты) | |
RU2151271C1 (ru) | Облегченный тампонажный раствор | |
RU2319722C1 (ru) | Полимерцементный тампонажный раствор | |
JPH02102162A (ja) | グラウト材 | |
RU2111340C1 (ru) | Тампонажный материал | |
RU2802474C1 (ru) | Гипсоцементный тампонажный раствор | |
KR101354074B1 (ko) | 콘크리트용 분말형 고강도 증진제 조성물 및 그 제조방법 | |
RU2807721C1 (ru) | Тампонажная смесь | |
RU2781004C1 (ru) | Тампонажная смесь | |
RU2796718C1 (ru) | Расширяемая цементная композиция и способ ее применения для цементирования подземной скважины с обсадной трубой |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090411 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110227 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120411 |