RU2474603C2 - High-structure grouting mixture - Google Patents

High-structure grouting mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2474603C2
RU2474603C2 RU2011118905/03A RU2011118905A RU2474603C2 RU 2474603 C2 RU2474603 C2 RU 2474603C2 RU 2011118905/03 A RU2011118905/03 A RU 2011118905/03A RU 2011118905 A RU2011118905 A RU 2011118905A RU 2474603 C2 RU2474603 C2 RU 2474603C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cement
water
grouting
mixture
bentonite
Prior art date
Application number
RU2011118905/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Андреевич Белоусов
Борис Михайлович Скориков
Сергей Романович Журавлев
Original Assignee
Лонест Холдинг Корп.
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 Лонест Холдинг Корп. filed Critical Лонест Холдинг Корп.
Priority to RU2011118905/03A priority Critical patent/RU2474603C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2474603C2 publication Critical patent/RU2474603C2/en

Links

Landscapes

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

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: high-structure grouting mixture contains plugging Portland cement, gel powder -bentonite, alumina sulphate, hollow glass microspheres, high-water-demanding fine binding agent - Mikrodur or INTRATSEM and water at the following ratios of components to plugging Portland cement, wt %: plugging Portland cement 100, gel powder - bentonite 25.0-50.0, alumina sulphate 0.5-6.0, light-weight additive 5.0-10.0, high-water-demanding fine binding agent 5.0-10.0, and water 195-340.
EFFECT: reduction of density of grouting mixture at simultaneous increase in its mobility during the initial period and improvement of adhesive bond of a stone to mine rock.
1 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и водяных скважин, в частности, к тампонажным смесям, предназначенным для изоляции зон интенсивного (полного) поглощения.The invention relates to the drilling of oil, gas and water wells, in particular, to grouting mixtures designed to isolate zones of intense (complete) absorption.

Для успешной изоляции зон интенсивных поглощений первостепенное значение имеет правильный подбор показателей структурно-механических свойств тампонажных смесей в статических и динамических условиях. Поэтому важно, чтобы с момента поступления в каналы поглощающего пласта тампонажная смесь обладала необходимыми заданными значениями пластической прочности, напряжения сдвига и плотности.For the successful isolation of zones of intense absorption, the correct selection of indicators of the structural and mechanical properties of grouting mixtures in static and dynamic conditions is of paramount importance. Therefore, it is important that from the moment the cement slurry enters the channels of the absorbing formation, it has the necessary specified values of plastic strength, shear stress, and density.

Известен тампонажный раствор, включающий вяжущее, облегчающую добавку и воду (см. описание авторского свидетельства СССР №1640367 МПК Е21В 33/138, опубл. 07.04.1991, бюллетень №13).A well-known grouting mortar, including a binder, which facilitates the addition and water (see the description of the USSR copyright certificate No. 1640367 IPC Е21В 33/138, publ. 07.04.1991, bulletin No. 13).

Известный тампонажный раствор предназначен для цементирования скважин в условиях аномально низких пластовых давлений.Known cement slurry is intended for cementing wells in conditions of abnormally low reservoir pressure.

Для увеличения прочности цементного камня, при одновременном сохранении цементного теста, известный тампонажный раствор дополнительно содержит суперпластификатор НКНС-1 «40-03» и «гидрофобизатор», в качестве вяжущего тампонажный портландцемент, а в качестве облегчающей добавки полые стеклянные микросферы.To increase the strength of the cement stone, while maintaining the cement paste, the well-known cement slurry additionally contains the NKNS-1 “40-03” superplasticizer and “water repellent” as a cementing cement slurry Portland cement, and as a lightening additive hollow glass microspheres.

Недостатком известного тампонажного раствора является низкие проникающая и изоляционная способности проницаемых пластов.A disadvantage of the well-known cement slurry is low penetrating and insulating ability of permeable formations.

Известна тампонажная паста для изоляции зоны поглощения, содержащая вяжущее, полимерную добавку и жидкость затворения в виде водного раствора хлорида кальция (см. «Эффективность применения тампонажных паст для ликвидации зон поглощения». Сер. Бурение, М., ВНИИОЭНГ, 1974, с.43).Known grouting paste for isolating the absorption zone, containing a binder, polymer additive and a mixing fluid in the form of an aqueous solution of calcium chloride (see "The effectiveness of grouting pastes to eliminate absorption zones. Ser. Burenie, M., VNIIOENG, 1974, p. 43 )

В качестве вяжущего известная тампонажная паста содержит цемент, а в качестве полимерной добавки - полиакриламид.As a binder, the well-known cement paste contains cement, and as a polymer additive, polyacrylamide.

Известная тампонажная паста обладает высокой плотностью и низкими структурно-механическими свойствами, что не обеспечивает эффективность ее применения для изоляции зон интенсивных поглощений, что является основным ее недостатком.The well-known cement paste has a high density and low structural and mechanical properties, which does not ensure its effectiveness in isolating zones of intense absorption, which is its main disadvantage.

Известна тампонажная смесь, состоящая из вяжущего, полимерной добавки и жидкости затворения в виде водного раствора хлорида кальция (см. описание к авторскому свидетельству СССР №692982, МПК Е21В 33/138, опубл. 25.10.79, бюллетень №39).A well-known grouting mixture consisting of a binder, a polymer additive and a mixing fluid in the form of an aqueous solution of calcium chloride (see description to USSR copyright certificate No. 692982, IPC ЕВВ 33/138, publ. 25.10.79, bulletin No. 39).

Известная тампонажная смесь в качестве вяжущего содержит цемент гипсоглиноземистый, а в качестве полимерной добавки - гипан.Known cement mixture as a binder contains gypsum-alumina cement, and as a polymer additive - gypsum.

Недостатками известной тампонажной смеси являются:The disadvantages of the well-known cement mixture are:

- нестабильность основных структурно-механических свойств, обусловленная процессом приготовления и закачки;- instability of the basic structural and mechanical properties due to the process of preparation and injection;

- высокая плотность и низкая прочность камня.- high density and low strength of the stone.

Известна смесь для изоляции поглощающих пластов в скважине, состоящая из цемента, глинопорошка (бентонит) (см. описание к авторскому свидетельству СССР №212914, МПК Е21В, опубл. 12.03.1968, бюллетень №10). В качестве цемента известная смесь содержит цемент гипсоглиноземистый, а в качестве активизатора структурообразования - двуводный гипс.A known mixture for isolating absorbing layers in a well, consisting of cement, clay powder (bentonite) (see description of USSR author's certificate No. 212914, IPC E21B, publ. 12.03.1968, bulletin No. 10). As a known cement mixture contains gypsum-alumina cement, and as an activator of structure formation - two-water gypsum.

Недостатками смеси для изоляции поглощающих пластов являются высокая плотность раствора, низкая прочность и устойчивость тампонажного камня.The disadvantages of the mixture for isolating the absorbing formations are the high density of the mortar, low strength and stability of cement stone.

Известна тампонажная смесь для изоляции поглощающих пластов, состоящая из цемента, глинопорошка, сернокислого глинозема и воды (см. описание к авторскому свидетельству СССР №480827, МПК Е21В 33/138, опубл. 15.02.78, бюллетень №6).A well-known grouting mixture for isolating absorbing formations, consisting of cement, clay powder, alumina sulfate and water (see description to USSR author's certificate No. 480827, IPC ЕВВ 33/138, publ. 15.02.78, bulletin No. 6).

В качестве цемента известная смесь содержит цемент тампонажный.As cement, the known mixture contains cement cement.

Недостатками указанной тампонажной смеси является:The disadvantages of the specified cement mixture is:

- высокая плотность;- high density;

- низкое адгезионное сцепление тампонажного камня с горной породой;- low adhesive adhesion of cement stone with rock;

- недостаточная подвижность в начальный период.- insufficient mobility in the initial period.

Наиболее близкой к предлагаемому решению по составу является тампонажная смесь для изоляции поглощающих пластов, включающая тампонажный цемент, глинопорошок (бентонит), сернокислый глинозем и воду (см. описание к авторскому свидетельству СССР №325346, МПК Е21В 33/138, опубл. 07.01.1972, бюллетень №3).Closest to the proposed compositional solution is grouting mixture for isolation of absorbing formations, including grouting cement, clay powder (bentonite), alumina sulfate and water (see description to USSR author's certificate No. 325346, IPC Е21В 33/138, publ. 07.01.1972 Bulletin No. 3).

Недостатками известной тампонажной смеси являются:The disadvantages of the well-known cement mixture are:

- высокая плотность;- high density;

- низкое адгезионное сцепление тампонажного камня с горной породой;- low adhesive adhesion of cement stone with rock;

- недостаточная подвижность в начальный период.- insufficient mobility in the initial period.

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение области применения путем снижения плотности тампонажной смеси при одновременном увеличении подвижности смеси в начальный период и повышения адгезионного сцепления камня с горной породой.The technical task of the invention is to expand the scope by reducing the density of the grouting mixture while increasing the mobility of the mixture in the initial period and increasing the adhesion of the stone to the rock.

Технический результат направлен на создание облегченной тампонажной смеси плотностью 1,20-1,30 г/см3 с определенными структурно-механическими и закупоривающими свойствами раствора, прочностными и адгезионными характеристиками камня, позволяющими обеспечить эффективную изоляцию высокопроницаемых пластов с интенсивными (катастрофическими) поглощениями бурового раствора.The technical result is aimed at creating a lightweight cement mixture with a density of 1.20-1.30 g / cm 3 with certain structural, mechanical and plugging properties of the solution, strength and adhesion characteristics of the stone, allowing for effective isolation of highly permeable formations with intense (catastrophic) mud absorption .

Техническая задача решается тем, что высокоструктурированная тампонажная смесь содержит тампонажный портландцемент, глинопорошок (бентонит), сернокислый глинозем и воду, при этом она дополнительно содержит облегчающую добавку - полые стеклянные микросферы и высоководопотребное тонкомолотое вяжущее «Микродур» или ИНТРАЦЕМ при следующих соотношениях компонентов к тампонажному портландцементу, вес.ч.:The technical problem is solved in that a highly structured grouting mixture contains grouting Portland cement, clay powder (bentonite), alumina sulfate and water, while it additionally contains a lightening additive - hollow glass microspheres and high-demanding finely ground binder “Microdur” or INTRACEM cement with the following ratio weight parts:

тампонажный портландцементcement Portland cement 100one hundred глинопорошок (бентонит)clay powder (bentonite) 25,0-50,025.0-50.0 сернокислый глиноземalumina sulfate 0,5-6,00.5-6.0 облегчающая добавка -lightweight supplement - полые стеклянные микросферыhollow glass microspheres 5,0-10,05.0-10.0 высоководопотребноеhigh water тонкомолотое вяжущееfine binder Микродур или ИнтрацемMicrodur or Intracem 5,0-10,05.0-10.0 водаwater 195-340195-340

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в высокоструктурированной тампонажной смеси дополнительно используются облегчающая добавка - полые стеклянные микросферы и высоководопотребное тонкомолотое вяжущее Микродур или Интрацем, что позволяет повысить качество изоляции поглощающих пластов за счет снижения плотности тампонажной смеси, обеспечения необходимой подвижности смеси в начальный период проведения изоляционных работ, повышения прочности адгезионного сцепления тампонажного камня со стенками поглощающих каналов в условиях нормальных и повышенных температур.The essence of the invention lies in the fact that in a highly structured grouting mixture, a lightening additive is additionally used - hollow glass microspheres and high-consumption thin-milled binder Mikrodur or Intrats, which improves the quality of insulation of absorbing layers by reducing the density of the grouting mixture, ensuring the necessary mobility of the mixture in the initial period insulation work, increasing the adhesion adhesion of cement stone with walls absorbing to caught under ambient and elevated temperatures.

Полые стеклянные микросферы в предлагаемой высокоструктурированной тампонажной смеси используют в качестве облегчающей добавки.Hollow glass microspheres in the proposed highly structured grouting mixture are used as a lightening additive.

Полые стеклянные микросферы представляют собой легкий сыпучий порошок однородного белого цвета, состоящий из тонкостенных газонаполненных отдельных полых частиц сферической формы, заполненных углекислым газом или азотом, размером преимущественно от 10 до 60 мкм. Полые стеклянные микросферы производятся из натриевоборосиликатного стекла Новгородским заводом «Стекловолокна» и АО «НПО Стеклопластик».Hollow glass microspheres are a light, free-flowing powder of uniform white color, consisting of thin-walled gas-filled individual hollow spherical particles filled with carbon dioxide or nitrogen, preferably ranging in size from 10 to 60 microns. Hollow glass microspheres are made from sodium borosilicate glass by the Novgorod Glass Fiber Plant and JSC NPO Glass Fiber.

Стеклянные микросферы характеризуются не только низкой плотностью, но и высокой удельной прочностью на объемное сжатие. Полые стеклянные микросферы обладают большой удельной поверхностью и размерами частиц, меньшими размеров частиц цемента. Поэтому они более активно адсорбируют жидкость затворения на начальном этапе гидратации, равномерно распределяясь в объеме раствора (камня), образуя композитный материал.Glass microspheres are characterized not only by low density, but also by high specific compressive strength. Hollow glass microspheres have a large specific surface area and particle sizes smaller than cement particle sizes. Therefore, they more actively adsorb the mixing fluid at the initial stage of hydration, uniformly distributed in the volume of the solution (stone), forming a composite material.

Кроме снижения плотности и повышения закупоривающих свойств тампонажной смеси добавка полых стеклянных микросфер обеспечивает высокое качество изоляции поглощений за счет увеличения адгезионного сцепления камня со стенками поглощающих каналов, которое возникает у предварительно напряженного камня при изменении давления в процессе проведения изоляционных работ.In addition to reducing the density and increasing the sealing properties of the grouting mixture, the addition of hollow glass microspheres provides a high quality of absorption isolation by increasing the adhesion of the stone to the walls of the absorption channels, which occurs in prestressed stone when the pressure changes during the insulation work.

Из известных тонкомолотых вяжущих наиболее эффективными являются Микродур или Интрацем, получаемые на основе портландцемента.Of the known finely ground binders, the most effective are Microdur or Intrace, obtained on the basis of Portland cement.

В предлагаемой высокоструктурированной тампонажной смеси в качестве высоководопотребного тонкодисперсного вяжущего используют особотонкомолотые цементы, например «Микродур» или «ИНТРАЦЕМ». Вяжущее «Микродур» производится посредством воздушной сепарации пыли, образующейся при помоле цементного клинкера, технология его изготовления разработана и освоена специалистами фирмы «INTRA -BAVGmbH» совместно со специалистами концерна «Dyckerhoff» и защищена Европейским патентом. Диаметр зерен «Микродур» в 6-10 раз и более меньше частиц самого цементного клинкера. Благодаря малому размеру частиц (диаметр зерен ≤2-6 мкм), высокой удельной поверхности (2000-2500 м2/кг) и плавно подобранному гранулометрическому составу растворы «Микродур» обладают текучестью, сравнимой с текучестью воды, даже при минимальном количестве жидкости затворения, что позволяет суспензии «Микродура» глубоко проникать в низкопроницаемую горную породу.In the proposed highly structured grouting mixture, highly finely ground cements, for example, Mikrodur or INTRACEM, are used as a highly demanding finely dispersed binder. The binder “Mikrodur” is produced by air separation of dust generated by grinding cement clinker, the technology of its manufacture was developed and mastered by the specialists of the company “INTRA-BAVGmbH” together with the specialists of the concern “Dyckerhoff” and is protected by the European patent. The diameter of the Mikrodur grains is 6-10 times or more smaller than the particles of the cement clinker itself. Due to the small particle size (grain diameter ≤2-6 μm), high specific surface (2000-2500 m 2 / kg) and smoothly selected particle size distribution, Mikrodur solutions have a fluidity comparable to the fluidity of water, even with a minimum amount of mixing liquid, which allows the suspension "Mikrodur" to penetrate deeply into low permeable rock.

Время истечения (условная вязкость) суспензии в возрасте до 3 часов колеблется от 28 до 30 сек.The expiration time (conditional viscosity) of a suspension under the age of 3 hours ranges from 28 to 30 seconds.

Технология изготовления особотонкомолотого цемента «ИНТРАЦЕМ», близкого по своим технологическим параметрам к «Микродуру», разработана РХТУ им. Д.И.Менделеева. Благодаря малому размеру частиц (менее 4,5 мкм), высокой удельной поверхности (1000 м2/кг) и нормированному гранулометрическому составу и введению специальных добавок «ИНТРАЦЕМ» образует стабильные водные дисперсии с высокой проникающей способностью, что позволяет растворам «ИНТРАЦЕМ» проникать в поры и трещины размером менее 0,1 мм, уменьшая открытую пористость материалов в 2-15 раз и увеличивая их механическую прочность.The manufacturing technology of specially ground cement "INTRACEM", which is close in its technological parameters to "Mikrodur", was developed by the Russian Chemical and Technical University named after D.I. Mendeleev. Due to its small particle size (less than 4.5 microns), high specific surface area (1000 m 2 / kg) and normalized particle size distribution and the introduction of special additives, INTRACEM forms stable aqueous dispersions with high penetration, which allows INTRACEM solutions to penetrate into pores and cracks less than 0.1 mm in size, reducing the open porosity of materials by 2-15 times and increasing their mechanical strength.

В отличие от прототипа использование тонкодисперсного вяжущего Микродур или Интрацем позволяет полнее связать воду и уплотнить структуру камня и тем самым обеспечить его повышенную флюидоупорность и долговечность. Это обусловлено и тем, что тонкодисперсные вяжущие способны связывать воду во много раз больше, так как водотвердое отношение их может достигать 3,0-5,0 при удельной поверхности 20000-25000 см3/г против 0,3-0,5 обычных тампонажных цементов, имеющих удельную поверхность 3000-3500 см3/г.In contrast to the prototype, the use of a finely dispersed binder Mikrodur or Intratsom allows you to more fully bind water and seal the structure of the stone and thereby ensure its increased fluid resistance and durability. This is also due to the fact that finely dispersed binders are able to bind water many times more, since their water-solid ratio can reach 3.0–5.0 with a specific surface of 20,000–25,000 cm 3 / g versus 0.3–0.5 conventional grouting cements having a specific surface area of 3000-3500 cm 3 / g.

В промысловых условиях раствор высокоструктурированной тампонажной смеси готовят двумя способами.Under field conditions, a highly structured grouting mortar is prepared in two ways.

При первом способе вначале готовят сухую тампонажную смесь путем смешивания портландцемента, глинопорошка (бентонита), Микродура и полых стеклянных микросфер с использованием, в условиях производственной базы, смешивающих устройств и силосных емкостей, а в условиях буровой с использованием цементовозов и цементо-смесительных машин. Затем приготовленную сухую тампонажную смесь затворяют обычным способом на предварительно приготовленном растворе сернокислого глинозема и закачивают в скважину.In the first method, a dry cement slurry is first prepared by mixing Portland cement, clay powder (bentonite), Mikrodur and hollow glass microspheres using, in a production base, mixing devices and silo containers, and in a drilling environment using cement trucks and cement mixing machines. Then the prepared dry cement mixture is shut in the usual way on a pre-prepared solution of alumina sulfate and pumped into the well.

По второму способу, при наличии осреднительных машин типа АСМ-25 или УСО-20, тампонажную смесь готовят следующим способом. Вначале в осреднительную емкость набирают необходимое количество воды, в которой растворяют расчетное количество сернокислого глинозема. После чего при постоянном перемешивании в данную осреднительную емкость добавляют с помощью цементовозов или смесительных машин расчетное количество портландцемента, глинопорошка (бентонита), Микродура и полых стеклянных микросфер. Доводят раствор тампонажной смеси до необходимой плотности и затем закачивают в скважину.According to the second method, in the presence of averaging machines such as ASM-25 or USO-20, the grouting mixture is prepared in the following way. First, the required amount of water is collected in the averaging tank, in which the calculated amount of alumina sulfate is dissolved. Then, with constant stirring, the calculated amount of Portland cement, clay powder (bentonite), Microdur and hollow glass microspheres are added to this averaging tank using cement trucks or mixing machines. The grout mixture is adjusted to the required density and then pumped into the well.

Определение основных свойств раствора и камня проводят в соответствии с ГОСТ 1581-96 «Цементы тампонажные» и ГОСТ 26798.1-96 «Методы испытаний».Determination of the basic properties of the mortar and stone is carried out in accordance with GOST 1581-96 "Cement grouting" and GOST 26798.1-96 "Test methods".

Определение плотности, растекаемости, водоотделения проводят при 25°С и атмосферном давлении. Для условий умеренных температур испытания проводят при 75°С и атмосферном давлении. Для условий АВПД при режимах температур до 90-100°С и давлении 40-60 МПа.Determination of density, spreadability, water separation is carried out at 25 ° C and atmospheric pressure. For conditions of moderate temperatures, tests are carried out at 75 ° C and atmospheric pressure. For the conditions of automatic pressure control at temperature conditions up to 90-100 ° С and pressure 40-60 MPa.

Растекаемость определяют по конусу АзНИИ, плотность - пикнометром, водоотделение - в мерном цилиндре, время загустевания - на консистометрах ZM-1002 и КЦ-3, пределы прочности на сжатие - на испытательном стенде (Модель 4207D - CHANDLER), газопроницаемость - на приборе GFS-830-SS-CHANDLER.Spreadability is determined by the cone of AzNII, density - by a pycnometer, water separation - in a graduated cylinder, thickening time - on ZM-1002 and KTs-3 consistometers, compressive strengths - on a test bench (Model 4207D - CHANDLER), gas permeability - on a GFS- device 830-SS-CHANDLER.

При проведении лабораторных исследований были использованы:When conducting laboratory tests were used:

- водопроводная вода;- tap water;

- портландцемент тампонажный ПЦТ I-50 по ГОСТ 1581-96;- Portland cement grouting PCT I-50 in accordance with GOST 1581-96;

- глинопорошок (бентонит) ТУ -39-0147001-105-93;- clay powder (bentonite) TU -39-0147001-105-93;

- высоководопотребное тонкомолотое вяжущее (Микродур -261R-X или Интрацем);- Highly water-consuming, finely ground binder (Mikrodur -261R-X or Intracem);

- облегчающая добавка - полые стеклянные микросферы по ТУ 6-48-108-94;- lightening additive - hollow glass microspheres according to TU 6-48-108-94;

- сернокислый глинозем (сернокислый алюминий) по ГОСТ 12966-85.- sulfate alumina (aluminum sulfate) according to GOST 12966-85.

Пример.Example.

Для проведения испытаний вначале готовят тампонажный раствор, затворяя при постоянном перемешивании сухую высокоструктурированную тампонажную смесь, состоящую из 100 г портландцемента ПЦТ I-50, 25 г глинопорошка (бентонита), 5 г ПСМС и 5 г Микродура -261R-X или ИНТРАЦЕМ, на растворе сернокислого глинозема, взятого в количестве 0,5 г и растворенного в 195 см3 воды. После перемешивания в течение 3 минут замеряют растекаемость и плотность раствора. Затем, заливая тампонажный раствор в формы-кольца, определяют пластическую прочность раствора и готовят образцы для определения прочности тампонажного камня на сжатие и адгезионное сцепление.To carry out the tests, a cement slurry is first prepared, mixing with dry mixing a highly structured dry cement slurry consisting of 100 g of PCT Portland cement I-50, 25 g of clay powder (bentonite), 5 g of PSMS and 5 g of Microdur -261R-X or INTRACEM, on the solution alumina sulfate taken in an amount of 0.5 g and dissolved in 195 cm 3 of water. After stirring for 3 minutes, the flowability and density of the solution are measured. Then, pouring the grouting mortar into the molds, determine the plastic strength of the mortar and prepare samples to determine the strength of the grouting stone in compression and adhesive adhesion.

Были исследованы заявляемый и известный по прототипу составы с различным содержанием компонентов, а результаты исследований помещены в таблице.The claimed and known prototype compositions with various component contents were investigated, and the research results are placed in a table.

В результате анализа таблицы отмечено, что состав высокоструктурированной смеси по прототипу при удовлетворительной прочности камня на сжатие имеет высокую плотность раствора (1,610-1,645 г/см3), малую подвижность (растекаемость) 100-140 мм, что ограничивает время доставки смеси до необходимой глубины, и невысокое адгезионное сцепление камня (рецептуры 19-20).As a result of the analysis of the table, it was noted that the composition of the highly structured mixture according to the prototype with satisfactory compressive strength of the stone has a high density of the solution (1.610-1.645 g / cm 3 ), low mobility (spreadability) of 100-140 mm, which limits the time of delivery of the mixture to the required depth , and low adhesive adhesion of the stone (formulations 19-20).

Высокоструктурированная тампонажная смесь предлагаемого состава с содержанием указанных компонентов в заявляемых пределах обладает пониженной плотностью (1,188-1,295 г/см3), повышенными значениями растекаемости (180-225 мм) и адгезионного сцепления камня (см. состав 1-10 таблица 1, таблица 2). Адгезионное сцепление камня заявляемых составов более чем в 3 раза превышает адгезию состава по прототипу, а начальные значения растекаемости и пластической прочности позволяют обеспечить необходимое время доставки высокоструктурированной смеси на значительную глубину.Highly structured cement mixture of the proposed composition with the content of these components in the claimed range has a reduced density (1,188-1,295 g / cm 3 ), increased values of spreadability (180-225 mm) and adhesive adhesion of the stone (see composition 1-10 table 1, table 2 ) The adhesive adhesion of the stone of the claimed compositions is more than 3 times higher than the adhesion of the composition according to the prototype, and the initial values of the spreadability and plastic strength allow us to provide the necessary delivery time of the highly structured mixture to a considerable depth.

Установлено, что оптимальное содержание полых стеклянных микросфер составляет 5-10 вес.% к весу цемента. При увеличении содержания полых стеклянных микросфер более 10 вес.% увеличивает скорость образования коагуляционной структуры, что сокращает сроки прокачиваемости и снижает прочность камня (см. состав 6 таблица 1, таблица 2). Добавка микросфер менее 5 вес.% приводит к снижению адгезионного сцепления камня и увеличению плотности раствора (см. состав 15 таблица 1, таблица 2).It was found that the optimal content of hollow glass microspheres is 5-10 wt.% By weight of cement. With an increase in the content of hollow glass microspheres of more than 10 wt.%, It increases the rate of formation of the coagulation structure, which reduces the pumpability and reduces the strength of the stone (see composition 6 table 1, table 2). The addition of microspheres of less than 5 wt.% Leads to a decrease in the adhesive adhesion of the stone and an increase in the density of the solution (see composition 15 table 1, table 2).

Содержание Микродура или ИНТРАЦЕМ является оптимальным в пределах 5-10 вес.%. Добавка более 10 вес.% Микродура или Интрацем уменьшает растекаемость и время прокачиваемости тампонажной смеси (см. состав 18). При добавке менее 5 вес.% Микродура или Интрацем снижаются прочностные характеристики камня на сжатие и адгезионное сцепление (см. состав 17 таблица 1, таблица 2).The content of Mikrodur or INTRACEM is optimal in the range of 5-10 wt.%. The addition of more than 10 wt.% Mikrodur or Intratsom reduces the spreadability and pumpability of the grouting mixture (see composition 18). With the addition of less than 5 wt.% Mikrodur or Intrats decreases the strength characteristics of the stone for compression and adhesion adhesion (see composition 17 table 1, table 2).

Оптимальным содержанием основных структурообразующих компонентов в заявляемой тампонажной смеси является - глинопорошка (бентонита) от 25 до 50 вес.% и сернокислого глинозема от 0,5 до 6 вес.%. При этом добавка глинопорошка (бентонита) менее 25 вес.% значительно замедляет скорость набора и снижает величину пластической прочности смеси (см. состав 11 таблица 1, таблица 2), а увеличение добавки свыше 50 вес.% приводит к снижению прочности и адгезии тампонажного камня (см. состав 13 таблица 1, таблица 2). Содержание сернокислого глинозема более 7 вес.% - смесь имеет повышенную пластическую прочность за счет резкого возрастания коагуляционной структуры и невозможности доставки ее к зоне поглощения (см. состав 14 таблица 1, таблица 2). При содержании сернокислого глинозема менее 0,5 вес.% не образуется необходимая коагуляционная структура и пластическая прочность тампонажной смеси (см. состав 12 таблица 1, таблица 2).The optimal content of the main structure-forming components in the inventive grouting mixture is clay powder (bentonite) from 25 to 50 wt.% And alumina sulfate from 0.5 to 6 wt.%. In this case, the addition of clay powder (bentonite) of less than 25 wt.% Significantly slows down the rate of set and reduces the plastic strength of the mixture (see composition 11 table 1, table 2), and an increase in the addition of more than 50 wt.% Leads to a decrease in the strength and adhesion of cement stone (see composition 13 table 1, table 2). The content of alumina sulfate is more than 7 wt.% - the mixture has increased plastic strength due to a sharp increase in the coagulation structure and the inability to deliver it to the absorption zone (see composition 14 table 1, table 2). When the content of alumina sulfate is less than 0.5 wt.%, The necessary coagulation structure and plastic strength of the cement mixture are not formed (see composition 12 table 1, table 2).

Применение предлагаемой высокоструктурированной тампонажной смеси позволит:The application of the proposed highly structured grouting mixture will allow:

- расширить область применения и повысить надежность тампонирования зон изоляции поглощающих пластов;- expand the scope and improve the reliability of plugging the insulation zones of absorbing formations;

- снизить плотность тампонажной смеси при одновременном увеличении подвижности смеси в начальный период;- reduce the density of the cement mixture while increasing the mobility of the mixture in the initial period;

- повысить прочность адгезионного сцепления камня с горной породой.- increase the adhesion adhesion of the stone to the rock.

- сократить затраты времени и расход материалов на ликвидацию поглощений бурового раствора и технологических жидкостей.- reduce time and material consumption for the elimination of the absorption of drilling fluid and process fluids.

Использование заявляемой высокоструктурируемой тампонажной смеси позволит сократить затраты времени и расход материалов на ликвидацию поглощений бурового раствора и технологических жидкостей.The use of the inventive highly structured grouting mixture will reduce the time and material consumption to eliminate the absorption of drilling fluid and process fluids.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000002

Claims (1)

Высокоструктурированная тампонажная смесь, содержащая тампонажный портландцемент, глинопорошок - бентонит, сернокислый глинозем и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полые стеклянные микросферы и высоководопотребное тонкомолотое вяжущее «Микродур» или ИНТРАЦЕМ при следующих соотношениях компонентов к тампонажному портландцементу, вес.ч.:
тампонажный портландцемент 100 глинопорошок - бентонит 25,0-50,0 сернокислый глинозем 0,5-6,0 полые стеклянные микросферы 5,0-10,0 высоководопотребное тонкомолотое вяжущее «Микродур» или ИНТРАЦЕМ 5,0-10,0 вода 195-340
Highly structured grouting mixture containing grouting Portland cement, clay powder - bentonite, alumina sulfate and water, characterized in that it additionally contains hollow glass microspheres and high-consumption fine-ground binder "Microdur" or INTRACEM with the following ratios of components to grouting port.
cement Portland cement one hundred clay powder - bentonite 25.0-50.0 alumina sulfate 0.5-6.0 hollow glass microspheres 5.0-10.0 high water fine binder Mikrodur or INTRACEM 5.0-10.0 water 195-340
RU2011118905/03A 2011-05-11 2011-05-11 High-structure grouting mixture RU2474603C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011118905/03A RU2474603C2 (en) 2011-05-11 2011-05-11 High-structure grouting mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011118905/03A RU2474603C2 (en) 2011-05-11 2011-05-11 High-structure grouting mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2474603C2 true RU2474603C2 (en) 2013-02-10

Family

ID=49120614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011118905/03A RU2474603C2 (en) 2011-05-11 2011-05-11 High-structure grouting mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2474603C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507380C1 (en) * 2012-06-07 2014-02-20 Компания Лонест Холдинг Корп. Low-density grouting mortar
RU2741890C2 (en) * 2016-05-05 2021-01-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ухтинский государственный технический университет" Light-weight grouting composition for well cementing in high-permeability rocks under conditions of hydrogen sulphide aggression
CN116477860A (en) * 2023-04-13 2023-07-25 五河县维佳复合材料有限公司 Modification process method for filling leakage-repairing clay material chopped glass fiber

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU325346A1 (en) * Волгоградский государственный научно исследовательский , проектный SHIPPING MIXTURE FOR ISOLATION OF ABSORBING PLASTES ^ pl
SU1065581A1 (en) * 1982-07-13 1984-01-07 Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Plugging composition
EP1369401A2 (en) * 2002-06-04 2003-12-10 Halliburton Energy Services, Inc. Sealing composition
RU2223386C2 (en) * 2002-04-15 2004-02-10 Закрытое акционерное общество "Октопус" Sealing of pipe and string clearance
RU2299230C2 (en) * 2005-06-16 2007-05-20 Закрытое акционерное общество "Октопус" Methods of isolation of the productive strata overlapped by the casing strings and the grouting mortar for its exercise
RU2304606C1 (en) * 2006-02-01 2007-08-20 Закрытое акционерное общество "Октопус" Grouting mix

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU325346A1 (en) * Волгоградский государственный научно исследовательский , проектный SHIPPING MIXTURE FOR ISOLATION OF ABSORBING PLASTES ^ pl
SU1065581A1 (en) * 1982-07-13 1984-01-07 Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Plugging composition
RU2223386C2 (en) * 2002-04-15 2004-02-10 Закрытое акционерное общество "Октопус" Sealing of pipe and string clearance
EP1369401A2 (en) * 2002-06-04 2003-12-10 Halliburton Energy Services, Inc. Sealing composition
RU2299230C2 (en) * 2005-06-16 2007-05-20 Закрытое акционерное общество "Октопус" Methods of isolation of the productive strata overlapped by the casing strings and the grouting mortar for its exercise
RU2304606C1 (en) * 2006-02-01 2007-08-20 Закрытое акционерное общество "Октопус" Grouting mix

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507380C1 (en) * 2012-06-07 2014-02-20 Компания Лонест Холдинг Корп. Low-density grouting mortar
RU2741890C2 (en) * 2016-05-05 2021-01-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ухтинский государственный технический университет" Light-weight grouting composition for well cementing in high-permeability rocks under conditions of hydrogen sulphide aggression
CN116477860A (en) * 2023-04-13 2023-07-25 五河县维佳复合材料有限公司 Modification process method for filling leakage-repairing clay material chopped glass fiber

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2586517C2 (en) Slowly solidifying cement compositions containing pumice and related methods
RU2442878C2 (en) Cements for use in formations containing gas hydrates
RU2588588C2 (en) Hardening foam material containing coal ash, for preventing coal self-ignition and preparation method thereof
RU2464408C2 (en) Cement compositions with low-temperature hydration and their applications
RU2597906C1 (en) Curable compositions containing wollastonite and pumice and methods for use thereof
RU2434923C1 (en) Backfilling composition for installation of kick-off support bridges
EP1213270A1 (en) Well cement fluid loss control additive
RU2625408C2 (en) Use of methylhydroxyethylcellulose as additive to cement
US5207832A (en) Lightened cement grout suitable for the cementation of hydrocarbon production wells
RU2474603C2 (en) High-structure grouting mixture
RU2468187C1 (en) Base of curable grouting mortar
JP2009299291A (en) Construction method of grout
Griffin Pozzolanas as additives for grouts-An investigation of their working properties and performance characteristics
CN106220121B (en) Coal-philic gas extraction drilling and hole sealing material and using method thereof
RU2508307C2 (en) Grouting mortar for cementing horizontal holes
RU2507380C1 (en) Low-density grouting mortar
US7998269B2 (en) Cement blend
RU2303048C1 (en) Light-weight grouting mortar
CN105461273A (en) Grouting hole-sealing material for gas drainage
RU2599154C1 (en) Method of repair-insulation works in well (versions)
RU2513220C2 (en) High-penetration grouting mortar
RU2504568C1 (en) Expanding plugging composition
RU2524771C1 (en) Lightened sulphur-bearing grouting mortar
RU2259467C1 (en) Base of densified grouting mortar mainly used in fractured carbonate reservoirs
RU2796718C1 (en) Expandable cement composition and method for its application for cementing underground well with casing

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140711

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190512