RU2399643C1 - Cement grouting light-weight mixture - Google Patents

Cement grouting light-weight mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2399643C1
RU2399643C1 RU2009139750/03A RU2009139750A RU2399643C1 RU 2399643 C1 RU2399643 C1 RU 2399643C1 RU 2009139750/03 A RU2009139750/03 A RU 2009139750/03A RU 2009139750 A RU2009139750 A RU 2009139750A RU 2399643 C1 RU2399643 C1 RU 2399643C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cement
grouting
water
soluble polymer
cement grouting
Prior art date
Application number
RU2009139750/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Борисович Цыпкин (RU)
Евгений Борисович Цыпкин
Людмила Валериевна Волкова (RU)
Людмила Валериевна Волкова
Николай Ефимович Щербич (RU)
Николай Ефимович Щербич
Иван Ильич Белей (RU)
Иван Ильич Белей
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Гранула"
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 Закрытое акционерное общество "Гранула" filed Critical Закрытое акционерное общество "Гранула"
Priority to RU2009139750/03A priority Critical patent/RU2399643C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2399643C1 publication Critical patent/RU2399643C1/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry. ^ SUBSTANCE: cement grouting light-weight mixture includes the following, wt %: grouting portland cement 65.9-69.5; water-soluble polymer 0.1-0.5; complex mineral addition - KMD-SO with the following chemical compound, wt %: SiO2 55.0-70.0; Al2O3 16.0-25.0; Fe2O3 1.0-4.0; CaO 10.0-20.0; MgO 0.1-3.5; Na2O 0.1-1.4; K2O 0.2-3.5; TiO2 0.6-1.5 with particle size of not more than 500 mcm, the rest. ^ EFFECT: decreasing density, water segregation and filtration speed, increasing strength and adhesive characteristics. ^ 4 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к тампонажным смесям, используемым для приготовления тампонажных растворов при цементировании нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано в нефтедобывающей, газодобывающей промышленности, строительстве и других областях деятельности.The invention relates to grouting mixtures used for the preparation of grouting mortars for cementing oil and gas wells, and can be used in the oil and gas industry, construction and other fields of activity.

Известен тампонажный материал, включающий портландцемент, расширяющуюся добавку, гипс, ускоритель твердения, пластификатор, в качестве расширяющейся добавки содержит, по крайней мере, одну добавку из группы: глиноземистый, сульфоалюминатный цемент, алюминатсодержащие отходы-шлаки от производства ферротитана, ферробора, вторичной переплавки алюминия, в качестве пластификатора - смесь триэтаноламина и кремнеземсодержащей добавки многофункционального действия - КМХ в соотношении от 1:1 до 1:10 и облегчающую добавку, в качестве которой используют алюмосиликатные микросферы, или микрокремнезем, или вспученный вермикулит, или вспученный перлит при следующем соотношении компонентов тампонажного материала, мас.%: расширяющаяся добавка 2-15; гипс 7-9; ускоритель твердения 2-8; указанный пластификатор 0.3-0.8; облегчающая добавка 3-10; портландцемент - остальное. В качестве ускорителя твердения тампонажный материал может содержать хлористую соль щелочного или щелочноземельного элементов (патент RU №2235857, МПК 7 Е21В 33/138, 10.09.2004 г.).Well-known grouting material, including Portland cement, an expanding additive, gypsum, a hardening accelerator, a plasticizer, as an expanding additive contains at least one additive from the group: alumina, sulfoaluminate cement, aluminate-containing slag waste from the production of ferrotitanium, ferroboron, secondary smelting , as a plasticizer - a mixture of triethanolamine and a silica-containing additive with multifunctional effect - KMX in a ratio of 1: 1 to 1:10 and a lightening additive, in which zuyut aluminosilicate microspheres, or microsilica or expanded vermiculite or expanded perlite in the following ratio of grouting material,% by weight: 2-15 expanding additive;. gypsum 7-9; hardening accelerator 2-8; the specified plasticizer 0.3-0.8; lightweight supplement 3-10; Portland cement - the rest. As a hardening accelerator, grouting material may contain a chloride salt of alkaline or alkaline earth elements (patent RU No. 2235857, IPC 7 ЕВВ 33/138, 09/10/2004).

Известный тампонажный материал предназначен для цементирования нормальных температурных газонефтяных скважин. Недостатком данного вяжущего является недостаточно низкая плотность тампонажного раствора, а также невысокие прочностные и адгезионные характеристики цементного камня, что отрицательно сказывается на качестве крепления скважин.Known cementing material is intended for cementing normal temperature oil and gas wells. The disadvantage of this binder is the insufficiently low density of the cement slurry, as well as the low strength and adhesive characteristics of cement stone, which negatively affects the quality of the wells.

Известна облегченная тампонажная смесь, которая включает следующие компоненты, мас.%: портландцемент тампонажный 72,7-81,0, алюмосиликатные микросферы 11,7-14,6, микрокремнезем конденсированный неуплотненный МК-85 в качестве понизителя скорости фильтрации 4,9-9,7, гранулированный хлорид кальция 2,4-3,1 (патент RU №2255205, МПК 7 Е21В 33/138, 27.06.2005 г.).Known lightweight grouting mixture, which includes the following components, wt.%: Portland cement grouting 72.7-81.0, aluminosilicate microspheres 11.7-14.6, fused silica fume silica MK-85 as a filtering rate reducer 4.9-9 , 7, granular calcium chloride 2.4-3.1 (patent RU No. 225205, IPC 7 ЕВВ 33/138, 06/27/2005).

Указанная смесь характеризуется повышенными прочностными характеристиками цементного камня и низкими показателями фильтрации, при этом минимально возможная плотность тампонажного раствора составляет 1350 кг/м3, что не достаточно низко для крепления большего количества эксплуатационных колонн скважин, строящихся в условиях АНПД. Кроме того, указанный тампонажный состав формирует безусадочный камень с недостаточными адгезионными характеристиками вследствие отсутствия эффекта расширения.The specified mixture is characterized by increased strength characteristics of cement stone and low filtration rates, while the minimum possible density of cement slurry is 1350 kg / m 3 , which is not low enough to secure a larger number of production casing wells under construction in the conditions of oil production. In addition, the specified grouting composition forms a non-shrink stone with insufficient adhesive characteristics due to the absence of the expansion effect.

Наиболее близким аналогом к изобретению по своей технической сущности, который и выбран в качестве прототипа, является тампонажный раствор, который содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент тампонажный 36,47-57,34; алюмосиликатные полые микросферы 6,47-17,65; карбоалюминатная добавка 1,18-2,67; гипс 1,18-2,67; вода или 4%-ный раствор хлористого кальция - остальное (патент RU №2151271, МПК 7 Е21В 33/138, 03.09.1999 г.).The closest analogue to the invention in its technical essence, which is selected as a prototype, is grouting mortar, which contains the ingredients in the following ratio, wt.%: Portland cement grouting 36.47-57.34; aluminosilicate hollow microspheres 6.47-17.65; carboaluminate additive 1.18-2.67; gypsum 1.18-2.67; water or a 4% solution of calcium chloride - the rest (patent RU No. 2151271, IPC 7 ЕВВ 33/138, September 3, 1999).

Указанная смесь характеризуется достаточно низкой плотностью тампонажного раствора (до 1240 кг/м3), но при этом обладает недостаточной адгезией в начальный период твердения, повышенным водоотделением и повышенной скоростью фильтрации тампонажного раствора. Кроме того, наблюдается повышенное пенообразование, что затрудняет его затворение в промысловых условиях.The specified mixture is characterized by a fairly low density of the cement slurry (up to 1240 kg / m 3 ), but it has insufficient adhesion in the initial period of hardening, increased water separation and an increased rate of filtration of the cement slurry. In addition, there is increased foaming, which makes it difficult to mix in commercial conditions.

Задачей изобретения является разработка тампонажной смеси с низкой плотностью, обладающей пониженными значениями водоотделения и скоростью фильтрации, а также повышенными прочностными и адгезионными характеристиками цементного камня.The objective of the invention is the development of cement slurry with a low density, having lower values of water separation and filtration rate, as well as increased strength and adhesive characteristics of cement stone.

Сущность изобретения заключается в том, что заявляется тампонажная смесь, содержащая портландцемент тампонажный с целевыми добавками, которая, в отличие от известного, в качестве добавки содержит комплексную минеральную добавку (КМД-СО) следующего химического состава, мас.%: SiO2 55,0-70,0; Al2O3 16,0-25,0; Fe2O3 1,0-4,0; CaO 10,0-20,0; MgO 0,1-3,5; Na2O 0,1-1,4; К2О 0,2-3,5; TiO2 0,6-1,5 и водорастворимый полимер при следующем соотношении компонентов, мас.%:The essence of the invention lies in the fact that the claimed grouting mixture containing Portland cement grouting with targeted additives, which, unlike the known, as an additive contains a complex mineral additive (CMD-CO) of the following chemical composition, wt.%: SiO 2 55.0 -70.0; Al 2 O 3 16.0-25.0; Fe 2 O 3 1.0-4.0; CaO 10.0-20.0; MgO 0.1-3.5; Na 2 O 0.1-1.4; K 2 O 0.2-3.5; TiO 2 0.6-1.5 and a water-soluble polymer in the following ratio of components, wt.%:

портландцемент тампонажныйPortland cement grouting 65,9-69,565.9-69.5 водорастворимый полимерwater soluble polymer 0,1-0,50.1-0.5 указанная комплексная минеральная добавка КМД-СОthe specified complex mineral additive KMD-CO с размером частиц не более 500 мкмwith a particle size of not more than 500 microns остальноеrest

Предлагаемая комплексная минеральная добавка КМД-СО выпускается в промышленном масштабе по ТУ 5712 - 011 - 80338612-2008 и состоит из частиц разного фракционного состава: частицы мелкой фракции (до 10 мкм) добавки КМД-СО за счет высокой удельной поверхности (не менее 12 м2/г) обеспечивают стабилизацию тампонажного раствора, частицы крупной фракции (от 100 до 500 мкм) за счет низкой насыпной (не более 450 кг/м3) и кажущейся плотности (не более 0,85 г/см3) обеспечивают свойства облегчающей добавки в составе КМД-СО, а частицы средней фракции (от 10 до 100 мкм) за счет преобладания в составе углекислого кальция и углекислого магния обеспечивают свойства активных наполнителей, активизирующих процесс твердения и расширения тампонажного раствора и камня.The proposed complex mineral additive KMD-СО is produced on an industrial scale according to TU 5712 - 011 - 80338612-2008 and consists of particles of different fractional composition: particles of a fine fraction (up to 10 μm) of the additive KMD-СО due to the high specific surface (not less than 12 m 2 / g) provide stabilization of the cement slurry, coarse particles (from 100 to 500 μm) due to the low bulk (not more than 450 kg / m 3 ) and apparent density (not more than 0.85 g / cm 3 ) provide the properties of a lightweight additive in the composition of CMD-CO, and the particles of the middle fraction (from 10 to 100 microns) due to p eobladaniya consisting of calcium carbonate and magnesium carbonate fillers provide active properties, and firing the hardening process of expansion of cement slurry and stone.

Комплексная минеральная добавка КМД - СО, введенная в указанных количествах в состав цементной смеси, позволяет обеспечить:The complex mineral additive KMD - СО, introduced in the indicated amounts in the composition of the cement mixture, allows to provide:

- снижение плотности тампонажного раствора до минимальных значений;- decrease in the density of cement slurry to minimum values;

- расширение тампонажного камня, что улучшает его адгезионные характеристики;- the expansion of cement stone, which improves its adhesive characteristics;

- повышение прочности цементного камня за счет усиления гидравлических свойств портландцемента;- increase the strength of cement stone by enhancing the hydraulic properties of Portland cement;

- уменьшение проницаемости камня, что также повышает прочность цементного камня.- reducing the permeability of the stone, which also increases the strength of the cement stone.

В качестве портландцемента используют портландцементы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 1581-96, например марки ПЦТ 1-50 или марки ПЦТ I-G-СС-1.As Portland cement, Portland cement is used that meets the requirements of GOST 1581-96, for example, the PTsT 1-50 grade or the PTsT I-G-SS-1 grade.

В качестве водорастворимого полимера может быть использован, например, сульфацелл-2 или карбооксиэтилцеллюлоза (КМЦ) или оксиэтилцеллюлоза (ОЭЦ) или иной известный аналогичный водорастворимый полимер.As the water-soluble polymer, for example, sulfacell-2 or carboxyethyl cellulose (CMC) or hydroxyethyl cellulose (OEC) or another known similar water-soluble polymer can be used.

Введение водорастворимого полимера в заявляемых количествах позволяет в сочетании с указанной комплексной минеральной добавкой снизить водоотделение тампонажного раствора и скорость фильтрации.The introduction of a water-soluble polymer in the claimed amounts allows in combination with the specified complex mineral additive to reduce the water separation of the cement slurry and the filtration rate.

Сравнение предлагаемой композиции с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемая композиция отличается новыми добавками, обеспечивающими достижение новых свойств. Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию «новизна».Comparison of the proposed composition with the prototype allows us to conclude that the claimed composition is characterized by new additives that ensure the achievement of new properties. The above allows us to conclude that the claimed solution meets the criterion of "novelty."

В науке и технике широко известны различные алюмосиликатные добавки в качестве добавок, облегчающих цементную смесь. Вместе с тем, известные составы цементных смесей с различными добавками не позволяют повысить прочность и обеспечить хорошие адгезионные свойства при одновременном снижении плотности цементной смеси. Предлагаемый состав тампонажной смеси за счет входящих в него ингредиентов в указанных количествах позволяет обеспечить получение нового технического результата - снижение плотности тампонажного раствора до минимально допустимых значений с одновременным повышением прочности цементного камня, улучшением его адгезионных характеристик, а также снижением водоотделения и скорости фильтрации тампонажного раствора.Various aluminosilicate additives are widely known in science and technology as additives facilitating the cement mixture. However, the known compositions of cement mixtures with various additives do not allow to increase the strength and provide good adhesive properties while reducing the density of the cement mixture. The proposed composition of the grouting mixture due to the ingredients included in it in the indicated amounts allows to obtain a new technical result - reducing the density of grouting mortar to the minimum acceptable values while increasing the strength of the cement stone, improving its adhesion characteristics, as well as reducing the water separation and the rate of filtration of grouting grout.

Комплексная добавка SiO2 55,0-70,0; Al2O3 16,0-25,0; Fe2O3 1,0-4,0; CaO 10,0-20,0; MgO 0,1-3,5; Na2O 0,1-1,4; К2О 0,2-3,5; TiO2 0,6-1,5 (мас.%), вводимая в заявляемый состав в сочетании с добавкой водорастворимого полимера, приводит к улучшению основных свойств цементного раствора, позволяя решить поставленную задачу. Химический состав комплексной минеральной добавки отличается от обычных алюмосиликатных микросфер соотношением оксида кремния и оксида алюминия, повышенным содержанием оксида кальция и оксида железа и, дополнительно, наличием оксида титана. Высокая удельная поверхность частиц мелкой фракции добавки позволяет добиться стабилизации тампонажного раствора (понижения водоотделения и скорости фильтрации), повышенное содержание оксида кальция обеспечивает повышенную адгезию цементного камня. Химический состав вводимой комплексной минеральной добавки и ее размеры (не более 500 мкм) обеспечивают низкую насыпную и кажущаюся плотности, что позволяют снизить плотность получаемого цементного раствора и повысить прочность конечного продукта.Complex additive SiO 2 55.0-70.0; Al 2 O 3 16.0-25.0; Fe 2 O 3 1.0-4.0; CaO 10.0-20.0; MgO 0.1-3.5; Na 2 O 0.1-1.4; K 2 O 0.2-3.5; TiO 2 0.6-1.5 (wt.%), Introduced into the inventive composition in combination with the addition of a water-soluble polymer, leads to an improvement in the basic properties of the cement mortar, allowing us to solve the problem. The chemical composition of the complex mineral additive differs from conventional aluminosilicate microspheres in the ratio of silicon oxide and aluminum oxide, a high content of calcium oxide and iron oxide, and, in addition, the presence of titanium oxide. The high specific surface area of the particles of the fine fraction of the additive allows stabilization of the grouting mortar (lower water separation and filtration rate), the increased content of calcium oxide provides increased adhesion of the cement stone. The chemical composition of the introduced complex mineral additives and its sizes (not more than 500 microns) provide a low bulk and apparent density, which allows to reduce the density of the resulting cement mortar and increase the strength of the final product.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что заявленная совокупность существенных признаков, являясь новой по качественному и количественному содержанию ингредиентов, позволяет получить новый технический результат, т.е. заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».The foregoing allows us to conclude that the claimed combination of essential features, being new in terms of the qualitative and quantitative content of ingredients, allows us to obtain a new technical result, i.e. The claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Предлагаемая композиция может быть изготовлена известными в промышленности способами из известных материалов, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость».The proposed composition can be manufactured by methods known in the industry from known materials, which allows us to conclude that the criterion of "industrial applicability" is met.

Приготовление предлагаемых тампонажных смесей ведут следующим способом.The preparation of the proposed cement mixtures are as follows.

Необходимое количество комплексной минеральной добавки смешивают с цементом, затем добавляют водорастворимый полимер в заданных соотношениях.The required amount of a complex mineral additive is mixed with cement, then a water-soluble polymer is added in predetermined proportions.

Из полученной сухой цементной тампонажной смеси готовят тампонажный раствор путем добавления воды. В процессе затворения смеси добавляют пеногаситель - трибутилфосфат (ТБФ).A cement slurry is prepared from the obtained dry cement grouting mixture by adding water. In the process of mixing the mixture add antifoam - tributyl phosphate (TBP).

Сравнительные данные свойств известного и предлагаемых составов приведены в таблице 2. Примеры №1-№3 - по изобретению, пример №4 - по прототипу.Comparative data of the properties of the known and proposed compositions are shown in table 2. Examples No. 1-No. 3 according to the invention, example No. 4 according to the prototype.

В представленных экспериментальных данных использовали портландцемент тампонажный ПЦТ I-50 ГОСТ 1581-96 ОАО «Сухоложскцемент», комплексную минеральную добавку КМД-СО по ТУ 5712 - 011 - 80338612-2008, следующего химического состава, мас.%: SiO2 55,0-70,0; Al2O3 16,0-25,0; Fe2O3 1,0-4,0; CaO 10,0-20,0; MgO 0,1-3,5; Na2O 0,1-1,4; K2O 0,2-3,5; TiO2 0,6-1,5, с размером частиц не более 500 мкм, водорастворимый полимер сульфацелл-2 ТУ 6-55-221-1473-97, пеногаситель - трибутилфосфат (ТБФ) ТУ 2435-305-05763458-2001.In the experimental data presented, we used Portland cement grouting PCT I-50 GOST 1581-96 OAO Sukholozhskcement, a complex mineral additive KMD-СО according to TU 5712-011 - 80338612-2008, of the following chemical composition, wt.%: SiO 2 55.0- 70.0; Al 2 O 3 16.0-25.0; Fe 2 O 3 1.0-4.0; CaO 10.0-20.0; MgO 0.1-3.5; Na 2 O 0.1-1.4; K 2 O 0.2-3.5; TiO 2 0.6-1.5, with a particle size of not more than 500 microns, a water-soluble polymer sulfacell-2 TU 6-55-221-1473-97, antifoam - tributyl phosphate (TBP) TU 2435-305-05763458-2001.

На базе полученной тампонажной смеси был приготовлен тампонажный раствор и испытан при креплении 11 эксплуатационных нефтяных скважин на Вать-Еганском месторождении Западной Сибири.Based on the resulting grouting mixture, grouting mortar was prepared and tested with 11 production oil wells fixed at the Vat-Yeganskoye field in Western Siberia.

Пример получения тампонажной смеси и применения тампонажного раствора.An example of a grouting mixture and the use of grouting mortar.

Для цементирования эксплуатационной колонны скважины на Вать-Еганском месторождении (интервал цементирования 0-2400 м), на базе цеха крепления скважин в смесительной камере предварительно была приготовлена сухая цементная тампонажная смесь состава:For cementing the production casing of a well at the Vat-Yeganskoye field (cementing interval 0-2400 m), a dry cement grouting mixture of the composition was previously prepared on the basis of the workshop for fastening wells in the mixing chamber:

- портландцемент тампонажный - 31 188 кг (67,8 мас.%);- Portland cement grouting - 31 188 kg (67.8 wt.%);

- комплексная минеральная добавка КМД-СО - 14720 кг (32,0 мас.%);- KMD-СО complex mineral additive - 14720 kg (32.0 wt.%);

- водорастворимый полимер (сульфацелл-2)- 92 кг. (0,2 мас.%)- water-soluble polymer (sulfacell-2) - 92 kg. (0.2 wt.%)

Компоненты перемешиваются в течение 30-40 мин, и приготовленная гомогенная смесь осушенным сжатым воздухом подается в цементовозы или бункеры смесительных машин. При водоцементном отношении 0,85 было произведено затворение смеси, ТБФ - 46 кг (0,1 мас.%) добавлялся в раствор при затворении смеси. Плотность тампонажного раствора составила 1250 кг/м3.The components are mixed for 30–40 min, and the prepared homogeneous mixture is drained with compressed air and fed to cement trucks or hoppers of mixing machines. At a water-cement ratio of 0.85, the mixture was mixed, TBP - 46 kg (0.1 wt.%) Was added to the solution when the mixture was mixed. The density of the cement slurry was 1250 kg / m 3 .

После ожидания затвердевания цемента проводились стандартные геофизические исследования на предмет определения качества крепления в контактных зонах цементный камень - горная порода и цементный камень - стенки колонны, высота подъема тампонажного раствора и его однородность по плотности.After waiting for the cement to harden, standard geophysical studies were carried out to determine the quality of fastening in the contact zones of the cement stone - rock and cement stone - the walls of the column, the height of the grout and its uniformity in density.

Определение плотности и растекаемости облегченного тампонажного раствора производили при температуре 20±2°С и атмосферном давлении по методике, описанной в ГОСТ 26798.1-96 "Цементы тампонажные. Методы испытаний". Плотность тампонажного раствора определяли пикнометром, растекаемость - по конусу АзНИИ. Скорость фильтрации тампонажного раствора выражали условной величиной - показателем фильтрации за 30 мин и определяли на приборе ВМ-6 после выдержки в автоклаве при температуре 40°С и давлении 30 МПа в течение 10 минут.The density and spreadability of the lightweight cement slurry were determined at a temperature of 20 ± 2 ° C and atmospheric pressure according to the procedure described in GOST 26798.1-96 "Cement grouting. Test methods". The density of the cement slurry was determined by a pycnometer, and the spreadability was determined by the cone of the AzNII. The filtration rate of the cement slurry was expressed as a conditional value — the filtration rate in 30 minutes and was determined on a VM-6 device after exposure to an autoclave at a temperature of 40 ° C and a pressure of 30 MPa for 10 minutes.

Водоотделение тампонажного раствора определяется после его выдержки в автоклаве при температуре 40°С и давлении 30 МПа в течение 10 минут. Раствор заливается в цилиндр объемом 250 см3, после отстаивания в течение 2 ч замеряется объем отделившейся воды и рассчитывается результат в процентах.The water separation of the cement slurry is determined after it is kept in an autoclave at a temperature of 40 ° C and a pressure of 30 MPa for 10 minutes. The solution is poured into a cylinder with a volume of 250 cm 3 , after settling for 2 hours, the volume of separated water is measured and the result is calculated in percent.

Для определения прочности цементного камня цементный камень изготавливается в формах размером 20×20×100 мм. Перед этим раствор выдерживается в автоклаве при температуре 40°С и давлении 30 МПа в течение 10 минут. После наполнения форм цементным раствором их помещают в термостат. Прочность камня определяется после его выдержки в соответствии с ГОСТ 26798.1-96 при температуре 40°С через 24 часа. Предел прочности камня на изгиб - на испытательной машине МИИ-100, предел прочности камня на сжатие - на гидравлическом прессе П-10.To determine the strength of cement stone, cement stone is made in molds of size 20 × 20 × 100 mm. Before this, the solution is kept in an autoclave at a temperature of 40 ° C and a pressure of 30 MPa for 10 minutes. After filling the molds with cement mortar, they are placed in a thermostat. The strength of the stone is determined after its exposure in accordance with GOST 26798.1-96 at a temperature of 40 ° C after 24 hours. The bending strength of the stone is on the MII-100 testing machine, the compressive strength of the stone is on the P-10 hydraulic press.

Адгезию (прочность сцепления цементного камня с ограничивающей поверхностью) определяли после выдержки цементного раствора в автоклаве при температуре 40°С и давлении 30 МПа, в течение 10 минут, затем цементный раствор заливают в металлические цилиндрические формы с внутренним диаметром 50±0,1 мм и высотой 50±0,1 мм, закрывают крышкой и помещают в термостат. Адгезия камня (прочность сцепления цементного камня с ограничивающими поверхностями) определяется после его выдержки, при температуре 40°С через 24 часа на прессе СП-10 методом сдвига цементного камня в ограничивающей поверхности.Adhesion (adhesion strength of cement stone to the bounding surface) was determined after holding the cement mortar in an autoclave at a temperature of 40 ° C and a pressure of 30 MPa for 10 minutes, then the cement mortar was poured into metal cylindrical molds with an inner diameter of 50 ± 0.1 mm and 50 ± 0.1 mm high, cover with a lid and placed in a thermostat. The adhesion of the stone (the adhesion strength of the cement stone to the bounding surfaces) is determined after exposure to it, at a temperature of 40 ° C after 24 hours on the SP-10 press by the method of shifting the cement stone in the bounding surface.

В аналогичных условиях были приготовлены и испытаны цементные тампонажные смеси и тампонажные растворы по другим примерам по изобретению (примеры №1-№3), а также состав по прототипу (пример №4). Всего было проведено испытаний заявляемого состава на 11 скважинах. Результаты исследований по всем 11 скважинам - положительные.In similar conditions, cement grouting mixtures and grouting mortars were prepared and tested according to other examples of the invention (examples No. 1-No. 3), as well as the composition of the prototype (example No. 4). In total, tests were carried out on the inventive composition in 11 wells. The research results for all 11 wells are positive.

Составы по примерам №1-3 приведены в таблице 1. Сравнительные экспериментальные данные приведены в таблице 2.The compositions of examples No. 1-3 are shown in table 1. Comparative experimental data are shown in table 2.

Как видно из представленных сравнительных экспериментальных данных (таблица 2), заявляемая тампонажная смесь позволяет уменьшить плотность тампонажного раствора до уровня 1200-1250 кг/м3, при этом, цементный камень обладает более высокими по сравнению с прототипом (пример №4) адгезией к ограничивающим поверхностям, водоотделение и скорость фильтрации заявляемого тампонажного раствора (примеры №1-№3) ниже, чем у прототипа.As can be seen from the presented comparative experimental data (table 2), the inventive cement mixture allows to reduce the density of the cement slurry to the level of 1200-1250 kg / m 3 , while the cement stone has a higher adhesion to the limiting compared to the prototype (example No. 4) surfaces, water separation and filtration rate of the inventive cement slurry (examples No. 1-No. 3) is lower than that of the prototype.

Применение предлагаемой цементной тампонажной смеси позволит повысить прочность контакта цемента с колонной и породой и обеспечит подъем тампонажного раствора до проектной высоты.The use of the proposed cement grouting mixture will increase the contact strength of cement with the column and rock and will ensure the rise of grouting mortar to the design height.

Таблица 1Table 1 Составы цементных тампонажных облегченных смесей по изобретениюThe compositions of cement grouting lightweight mixtures according to the invention Ингредиенты, мас.%Ingredients, wt.% Примеры конкретного выполненияCase Studies 1one 22 33 Портландцемент, аPortland cement as well именно:exactly: - марки ПЦТ I-50- brands PTsT I-50 -- 67,867.8 69,569.5 - марки ПЦТ I-G-CC-1- PTsT brands I-G-CC-1 65,965.9 -- -- Водорастворимый полимер, а именно:Water soluble polymer, namely: - сульфацелл-2- sulfacell-2 -- 0,20.2 -- - карбооксиэтилцеллюлоза (КМЦ)- carbooxyethyl cellulose (CMC) 0,10.1 -- -- - оксиэтилцеллюлоза- hydroxyethyl cellulose -- -- 0,50.5 (ОЭЦ)(OEC) Комплексная минеральComplex mineral ная добавка КМД-СО,KMD-СО additive, масс.%:mass%: A) SiO2 - 55,0; Al2O3 - A) SiO 2 - 55.0; Al 2 O 3 - 34,034.0 20,0; Fe2O3 - 4,0; CaO - 20.0; Fe 2 O 3 - 4.0; CaO - 20,0; MgO - 0,1; Na2O - 20.0; MgO - 0.1; Na 2 O - 0,1; K2O - 0,2; TiO2 - 0,6.0.1; K 2 O - 0.2; TiO 2 0.6. Б) SiO2 - 70,0; Al2O3 B) SiO 2 - 70.0; Al 2 O 3 16,0; Fe2O3 - 1,0; CaO - 16.0; Fe 2 O 3 - 1.0; CaO - -- 32,032,0 -- 10,0; MgO - 0,3; Na2O 0,3;10.0; MgO - 0.3; Na 2 O 0.3; K2O - 0,9; TiO2 - 1,5.K 2 O - 0.9; TiO 2 - 1.5. С) SiO2 - 55,0; Al2O3 - C) SiO 2 - 55.0; Al 2 O 3 - 25,0; Fe2O3 - 1,0; CaO - 25.0; Fe 2 O 3 - 1.0; CaO - -- -- 30,030,0 10,0; MgO - 3,5; Na2O - 10.0; MgO - 3.5; Na 2 O - 1,4; K2O - 3,5; TiO2 - 0,6.1.4; K 2 O - 3.5; TiO 2 0.6. ИТОГО:TOTAL: 100one hundred 100one hundred 100one hundred

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (4)

1. Цементная тампонажная облегченная смесь, содержащая портландцемент тампонажный с добавками, отличающаяся тем, что в качестве добавок содержит комплексную минеральную добавку - КМД-СО следующего химического состава, мас.%: SiO2 55,0-70,0; Аl2О3 16,0-25,0; Fе2О3 1,0-4,0; CaO 10,0-20,0; MgO 0,1-3,5; Na2O 0,1-1,4; K2O 0,2-3,5; TiO2 0,6-1,5 и водорастворимый полимер при следующем соотношении компонентов, мас.%:
портландцемент тампонажный 65,9-69,5 водорастворимый полимер 0,1-0,5 указанная комплексная минеральная добавка КМД-СО остальное

с размером частиц не более 500 мкм.
1. Cement grouting lightweight mixture containing Portland cement grouting with additives, characterized in that as additives it contains a complex mineral additive - KMD-CO of the following chemical composition, wt.%: SiO 2 55,0-70,0; Al 2 O 3 16.0-25.0; Fe 2 O 3 1.0-4.0; CaO 10.0-20.0; MgO 0.1-3.5; Na 2 O 0.1-1.4; K 2 O 0.2-3.5; TiO 2 0.6-1.5 and a water-soluble polymer in the following ratio of components, wt.%:
Portland cement grouting 65.9-69.5 water soluble polymer 0.1-0.5 the specified complex mineral additive KMD-CO rest

with a particle size of not more than 500 microns.
2. Цементная тампонажная облегченная смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве водорастворимого полимера содержит сульфацелл-2.2. Cement grouting lightweight mixture according to claim 1, characterized in that as a water-soluble polymer contains sulfacell-2. 3. Цементная тампонажная облегченная смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве водорастворимого полимера содержит карбоксиэтилцеллюлозу.3. Cement grouting lightweight mixture according to claim 1, characterized in that as a water-soluble polymer contains carboxyethyl cellulose. 4. Цементная тампонажная облегченная смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве водорастворимого полимера содержит оксиэтилцеллюлозу. 4. Cement grouting lightweight mixture according to claim 1, characterized in that as a water-soluble polymer contains hydroxyethyl cellulose.
RU2009139750/03A 2009-10-28 2009-10-28 Cement grouting light-weight mixture RU2399643C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139750/03A RU2399643C1 (en) 2009-10-28 2009-10-28 Cement grouting light-weight mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139750/03A RU2399643C1 (en) 2009-10-28 2009-10-28 Cement grouting light-weight mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2399643C1 true RU2399643C1 (en) 2010-09-20

Family

ID=42939141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009139750/03A RU2399643C1 (en) 2009-10-28 2009-10-28 Cement grouting light-weight mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2399643C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2497861C1 (en) * 2012-05-04 2013-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Light-weight gasproof plugging material for cementing over-producing intervals (versions)
RU2508307C2 (en) * 2012-05-25 2014-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Grouting mortar for cementing horizontal holes
RU2698347C1 (en) * 2018-02-12 2019-08-26 Публичное акционерное общество "Газпром" Grouting mixture
RU2781004C1 (en) * 2021-12-07 2022-10-04 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" Grouting mixture

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2497861C1 (en) * 2012-05-04 2013-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Light-weight gasproof plugging material for cementing over-producing intervals (versions)
RU2508307C2 (en) * 2012-05-25 2014-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Grouting mortar for cementing horizontal holes
RU2698347C1 (en) * 2018-02-12 2019-08-26 Публичное акционерное общество "Газпром" Grouting mixture
RU2781004C1 (en) * 2021-12-07 2022-10-04 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" Grouting mixture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Borges et al. Performance of blended metakaolin/blastfurnace slag alkali-activated mortars
RU2599742C2 (en) Geopolymer composite for ultra-high quality concrete
US10793764B2 (en) Low density cementitious compositions for use at low and high temperatures
CN111454033B (en) C80 ultrahigh pumping concrete and preparation method thereof
JP4911580B2 (en) Low specific gravity lightweight foam concrete and method for producing the same
CN105016671B (en) A kind of superfluidity self-compacting concrete and preparation method thereof
Haddaji et al. Effect of sodium hexafluorosilicate addition on the properties of metakaolin based geopolymers cured at ambient temperature
CN110105031B (en) Self-repairing grouting material and preparation method thereof
CA2524620A1 (en) Cement compositions with improved mechanical properties and methods of cementing in subterranean formations
CN110981299A (en) High-performance geopolymer concrete and preparation method thereof
CA2855982A1 (en) Calcium phosphate cement compositions comprising pumice and/or perlite and associated methods
CN114956710A (en) High-performance fly ash sprayed concrete for mudstone tunnel and preparation method thereof
RU2399643C1 (en) Cement grouting light-weight mixture
Alonso et al. Viability of the use of construction and demolition waste aggregates in alkali-activated mortars
CA2608536C (en) High performance concrete with a quick resistance development lacking added materials with latent hydraulic activity
Mansour Behavior of self-compacting concrete incorporating calcined pyrophyllite as supplementary cementitious material
US20070125271A1 (en) High temperature cements
JP6509671B2 (en) Submersible concrete composition in water and its cured product
JP2003137618A (en) Blast furnace slag fine powder containing inorganic admixture, blast furnace cement, and method of producing them
RU2530805C1 (en) Plugging material
US3920466A (en) Binder for cementing wells
RU2802474C1 (en) Gypsum cement grouting solution
RU2781004C1 (en) Grouting mixture
RU2707837C1 (en) Grouting mortar
JP6378925B2 (en) Alkali-silica reaction inhibitor comprising a three-component mixed binder and concrete using the inhibitor

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: SUB-LICENCE

Effective date: 20130529

Free format text: LICENCE

Effective date: 20130529

PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160607

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190215

Effective date: 20190215

QB4A Licence on use of patent

Free format text: SUB-LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190218

Effective date: 20190218

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200623

QC41 Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right

Free format text: SUB-LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190218

Effective date: 20210511