RU2530805C1 - Plugging material - Google Patents

Plugging material Download PDF

Info

Publication number
RU2530805C1
RU2530805C1 RU2013128566/03A RU2013128566A RU2530805C1 RU 2530805 C1 RU2530805 C1 RU 2530805C1 RU 2013128566/03 A RU2013128566/03 A RU 2013128566/03A RU 2013128566 A RU2013128566 A RU 2013128566A RU 2530805 C1 RU2530805 C1 RU 2530805C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silica
cement
containing component
calcium chloride
portland cement
Prior art date
Application number
RU2013128566/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильшат Назифович Каримов
Фарит Акрамович Агзамов
Рафаэль Сяитович Мяжитов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Цементные технологии"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Цементные технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Цементные технологии"
Priority to RU2013128566/03A priority Critical patent/RU2530805C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2530805C1 publication Critical patent/RU2530805C1/en

Links

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: plugging material contains portland cement, silica-containing component, calcium chloride hardener and a plasticizing agent, at that portland cement, calcium chloride and silica-containing component are subjected to joint disintegrating treatment, and silica-containing component consists of tripoli powder and silica sand with the ratio of 1:10, besides plugging material contains additionally an expansion agent and reinforcement additive with the following ratio, wt %: portland cement - 50-70, silica-containing component consisting of tripoli powder and silica sand with the ratio of 1:10 - 30-50, reinforcement additive - 0.2-0.3 above 100%, plasticizing agent - 0.1-1.0 above 100%, calcium chloride - 0.1-3.0 above 100%, expansion agent - 3.0-5.0 above 100%.
EFFECT: producing the plugging material that ensures fast hardening at normal temperatures and thermal stability of cement stone with high strength properties.
1 ex, 3 tbl

Description

Изобретение относится к тампонажным материалам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин, преимущественно к специальным вяжущим веществам для крепления паронагнетательных скважин.The invention relates to cementing materials used in cementing oil and gas wells, mainly to special binders for fastening steam injection wells.

Специфика крепления паронагнетательных скважин состоит в том, что крепление скважин проходит при нормальных (20-40°C), а последующая работа цементного камня должна проходить при высоких (более 150°C) температурах.The specificity of fastening steam injection wells is that the fastening of the wells takes place at normal (20-40 ° C), and the subsequent work of the cement stone must take place at high (more than 150 ° C) temperatures.

Традиционные портландцементы могут применяться при креплении скважин, имеющих температуру ниже 100°C. При температурах выше 100°C цементный камень начинает терять свою прочность и увеличивать проницаемость за счет термической коррозии. Стойкими к термической коррозии являются цементы, состав продуктов, твердение которых представлено низкоосновными гидросиликатами кальция, имеющими соотношения CaO/SiO2 (C/S)<1,2.Conventional Portland cement can be used to mount wells that have temperatures below 100 ° C. At temperatures above 100 ° C, cement stone begins to lose its strength and increase permeability due to thermal corrosion. Resistant to thermal corrosion are cements, the composition of products, the hardening of which is represented by low-basic calcium hydrosilicates, having the ratio CaO / SiO 2 (C / S) <1.2.

Известны составы тампонажных материалов, обладающие термостойкостью, например: цементо-песчаные смеси [Данюшевский B.C. и др. Справочное руководство по тампонажным скважинам. - М.: Недра, 1987, с.135-137], шлако-песчаные цементы [Данюшевский B.C. и др. Справочное руководство по тампонажным скважинам. - М.: Недра, 1987, с.138-139], известково-кремнеземистые вяжущие [Данюшевский B.C. и др. Справочное руководство по тампонажным скважинам. - М.: Недра, 1987, с.152-153].Known compositions of cementing materials with heat resistance, for example: cement-sand mixtures [Danyushevsky B.C. and others. The reference guide for well drilling. - M .: Nedra, 1987, p.135-137], slag-sand cements [Daniushevsky B.C. and others. The reference guide for well drilling. - M .: Nedra, 1987, p.138-139], lime-siliceous binders [Daniushevsky B.C. and others. The reference guide for well drilling. - M .: Nedra, 1987, p. 152-153].

Недостатком известных составов является недостаточная их термостойкость или низкий темп набора прочности при температурах ниже 40°C.A disadvantage of the known compositions is their insufficient heat resistance or low rate of curing at temperatures below 40 ° C.

Известен тампонажный состав для паронагнетательных скважин, содержащий в мас.%: клинкер 25-40; гипс 3-6; кварцевый песок 35-38; шлак основной 20-22 и добавку «ИР-1» 2-9 [Патент РФ №2220275, кл. E21B 33/138, опубл. 2003 г.].A well-known grouting composition for steam injection wells, containing in wt.%: Clinker 25-40; gypsum 3-6; silica sand 35-38; main slag 20-22 and the additive "IR-1" 2-9 [RF Patent No. 2220275, cl. E21B 33/138, publ. 2003].

Также известен тампонажный материал, содержащий в мас.%: портландцементный клинкер 76-80; гипс 4-5; молотый никелевый шлак 15-20 [Патент РФ №2111340, кл. E21B 33/138, опубл. 1998 г.].Grouting material is also known, containing in wt.%: Portland cement clinker 76-80; gypsum 4-5; ground nickel slag 15-20 [RF Patent No. 2111340, cl. E21B 33/138, publ. 1998].

Также известен тампонажный материал, содержащий в мас.%: шлако-песчаный цемент 30-70 и портландцемент 30-70. При этом шлакопесчаный цемент содержит 50-60% шлака и 40-50% кварцевого песка [Авт. свид-во СССР №981585, кл. E21B 33/138, опубл. 1982 г.].Grouting material is also known, containing in wt.%: Slag-sand cement 30-70 and Portland cement 30-70. In this case, slag sand cement contains 50-60% of slag and 40-50% of quartz sand [Auth. certificate of the USSR No. 981585, class E21B 33/138, publ. 1982].

Известен тампонажный материал, предназначенный для использования в скважинах, подвергающихся термическим методам воздействия, и содержащий в мас.%: тампонажный портландцемент 55-77; кварцевый песок 20-35; шлак синтетический известково-глиноземистый 3-10 [Авт. свид-во СССР №1654540, кл. E21B 33/138, опубл. 1991 г.].Well-known grouting material intended for use in wells exposed to thermal methods of exposure, and containing in wt.%: Grouting Portland cement 55-77; silica sand 20-35; synthetic calc-alumina slag 3-10 [Auth. certificate of the USSR No. 1654540, class E21B 33/138, publ. 1991].

Указанные известные составы характеризуется теми же недостатками, что и вышеприведенные аналоги.These known compositions are characterized by the same disadvantages as the above analogues.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности признаков является тампонажный материал для паронагнетательных скважин [Патент РФ, №2359988, кл. C09K 8/467, опубл. 2009 г., бюл. 19], содержащий портландцемент, кварцевый песок, аморфную двуокись кремния и воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The closest to the proposed technical solution for the totality of the characteristics is the grouting material for steam injection wells [RF Patent, No. 2359988, cl. C09K 8/467, publ. 2009, bull. 19], containing Portland cement, quartz sand, amorphous silicon dioxide and water in the following ratio of components, parts by weight:

Портландцемент 50-80Portland cement 50-80

Кварцевый песок 10-45Quartz sand 10-45

Аморфная двуокись кремния до 10Amorphous silicon dioxide up to 10

Вода до В/Ц = 0,35-0,52Water to W / C = 0.35-0.52

Тампонажный состав дополнительно содержит регуляторы технологических свойств, в качестве которых применяются ускоритель сроков схватывания хлорид кальция или хлорид натрия до 5 мас.ч., и/или оксиэтилцеллюлозу до 0,5 мас.ч., и/или пластификатор лигносульфонаты или Melflux, или Цемпласт МФ марки б. до 0,7 мас.ч., и/или реагент Полицем ДФ до 0,3 мас.ч., пеногаситель - модифицированный кремнийорганический полимер.The grouting composition additionally contains technological properties regulators, which are used as an accelerator of setting time calcium chloride or sodium chloride up to 5 parts by weight, and / or hydroxyethyl cellulose up to 0.5 parts by weight, and / or plasticizer lignosulfonates or Melflux, or Zemplast MF brand b. up to 0.7 parts by weight, and / or reagent Police DF up to 0.3 parts by weight, antifoam - a modified silicone polymer.

Недостатком указанного тампонажного материала является его низкая скорость твердения при низких температурах и низкая термостойкость камня после твердения при высоких температурах.The disadvantage of this grouting material is its low hardening rate at low temperatures and low heat resistance of the stone after hardening at high temperatures.

Целью изобретения является получение состава тампонажного материала, обеспечивающего быстрое твердение при нормальных температурах и обеспечивающего получение термостойкости цементного камня с высокими прочностными характеристиками при температурах 150-250°C.The aim of the invention is to obtain a composition of grouting material that provides quick hardening at normal temperatures and provides thermal stability of cement stone with high strength characteristics at temperatures of 150-250 ° C.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный материал, включающий портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, ускоритель твердения - хлорид кальция и пластификатор, согласно изобретению содержит портландцемент, хлорид кальция и кремнеземсодержащий компонент, подвергнутые совместной дезинтеграторной обработке, причем кремнеземсодержащий компонент состоит из трепела и кварцевого песка при соотношении 1:10, кроме того, тампонажный материал дополнительно содержит расширяющую добавку и армирующую добавку при следующем соотношении, мас.%:The goal is achieved in that the grouting material, including Portland cement, silica-containing component, hardening accelerator - calcium chloride and plasticizer, according to the invention contains Portland cement, calcium chloride and silica-containing component, subjected to joint disintegration treatment, and the silica-containing component consists of tripoli and quartz sand at a ratio 1:10, in addition, the grouting material further comprises an expanding additive and a reinforcing additive in the following ratio NII, wt.%:

портландцемент - 50-70;Portland cement - 50-70;

кремнеземсодержащий компонент, включающий трепел и кварцевый песок в соотношении 1:10 - 30-50;silica-containing component, including tripoli and quartz sand in a ratio of 1:10 - 30-50;

армирующая добавка - 0,2-0,3 сверх 100%;reinforcing additive - 0.2-0.3 in excess of 100%;

пластификатор - 0,1-1,0 сверх 100%;plasticizer - 0.1-1.0 in excess of 100%;

хлорид кальция - 0,1-3,0 сверх 100%calcium chloride - 0.1-3.0 in excess of 100%

расширяющая добавка - 3,0-5,0 сверх 100%.expanding additive - 3.0-5.0 in excess of 100%.

В предлагаемом изобретении используются новые ингредиенты и их дезинтеграторная обработка, что свидетельствует о соответствии изобретения критерию «новизна».In the present invention uses new ingredients and their disintegrant processing, which indicates the compliance of the invention with the criterion of "novelty."

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Замена части активного цемента добавками инертными при температурах ниже 100°C, в данном случае кремнеземсодержащими компонентами, замедляет твердение цемента при нормальных и низких температурах. Поэтому прочность получаемого камня существенно снижается. Дезинтеграторная обработка портландцемента активирует его, повышает скорость твердения и прочность получаемого камня, компенсируя тем самым снижение прочности от уменьшения доли цемента в тампонажном материале.Replacing part of the active cement with inert additives at temperatures below 100 ° C, in this case with silica-containing components, slows down the hardening of cement at normal and low temperatures. Therefore, the strength of the resulting stone is significantly reduced. Disintegrating treatment of Portland cement activates it, increases the hardening speed and strength of the resulting stone, thereby compensating for the decrease in strength from a decrease in the proportion of cement in the grouting material.

Совместная дезинтеграторная обработка с цементом хлорида кальция приводит к тому, что последний быстрее растворяется в жидкости растворения по сравнению с хлоридом кальция, не подвергнутым дезинтеграторной обработке. Поэтому хлорид кальция раньше начинает выступать ускорителем твердения цементного раствора, дополнительно повышая прочность цементного камня. В научно-технической литературе известно применение дезинтеграторной обработки тампонажных цементов. Однако из научно-технической литературы не известно ее применение для активации растворения хлорида кальция, обеспечивающее ускоренное твердение цемента.Joint disintegration treatment with cement of calcium chloride leads to the fact that the latter dissolves faster in the liquid of dissolution in comparison with calcium chloride, not subjected to disintegration processing. Therefore, calcium chloride earlier begins to act as an accelerator of hardening of cement, further increasing the strength of cement stone. In the scientific and technical literature, the use of disintegrating treatment of grouting cements is known. However, from the scientific and technical literature it is not known its use to activate the dissolution of calcium chloride, providing accelerated hardening of cement.

Ввод в тампонажный материал расширяющей добавки будет обеспечивать дополнительное упрочнение цементного камня, твердеющего в межколонном пространстве или против плотных непроницаемых пород.The introduction of an expanding additive into the grouting material will provide additional hardening of cement stone hardening in the annular space or against dense impermeable rocks.

Наличие армирующей добавки обеспечивает стабильность тампонажного раствора и усиливает эффект расширения. Это связано с тем, что при твердении цементов протекает два конкурирующих процесса. Первый - усадка, вызываемая контракцией, второй - расширение, связанное с увеличением объема образовавшегося цементного геля по сравнению с объемом цемента. Суммарный результат этих процессов, разнонаправленно влияющих на изменение объема твердеющей системы, и будет определять усадку или расширение при твердении цементов. Поскольку армирующая добавка снижает усадку, то даже при минимальном количестве расширяющих добавок в цементе можно получить некоторое увеличение объема цементного камня при твердении.The presence of a reinforcing additive ensures the stability of the cement slurry and enhances the expansion effect. This is due to the fact that two competing processes occur during hardening of cements. The first is shrinkage caused by contraction, the second is the expansion associated with an increase in the volume of cement gel formed compared to the volume of cement. The total result of these processes, multidirectional affecting the change in the volume of the hardening system, will determine the shrinkage or expansion during hardening of cements. Since the reinforcing additive reduces shrinkage, even with a minimum amount of expanding additives in cement, a slight increase in the volume of cement stone during hardening can be obtained.

В научно-технической литературе известно применение дисперсного армирования тампонажных цементов. Однако из научно-технической литературы не известно ее применение для повышения эффекта расширения и дополнительного упрочнения цементного камня в ранние сроки твердения.In the scientific and technical literature, the use of dispersed reinforcement of cement cements is known. However, from the scientific and technical literature its application is not known to increase the effect of expansion and additional hardening of cement stone in the early stages of hardening.

Наличие в кремнеземсодержащем компоненте предлагаемой заявки кварцевого песка и трепела приводит к тому, что кварцевый песок, превращенный после дезинтеграторной обработки в кварцевую муку, вступая во взаимодействие с гидроксидом кальция, образующимся при гидратации цемента, образует низкоосновные гидросиликаты кальция, обладающие повышенной термической стойкостью при температурах, выше 100°C. Трепел, обладая высокоразвитой аморфизированной поверхностью, начинает связывать образующийся гидроксид кальция уже при температурах 40-60°C. С одной стороны, это приводит к образованию низкоосновных гидросиликатов кальция при этих температурах, с другой, обеспечивает резкое загустевание тампонажного раствора, резко сокращая период между окончанием процесса цементирования и началом схватывания цементного раствора, исключая негативные процессы седиментации и расслоения тампонажного раствора, развивающиеся в затрубном пространстве скважины.The presence in the silica-containing component of the proposed application of quartz sand and tripoli leads to the fact that quartz sand, converted after disintegration processing into quartz flour, interacting with calcium hydroxide formed during cement hydration, forms low-basic calcium hydrosilicates with high thermal stability at temperatures, above 100 ° C. Tripoli, possessing a highly developed amorphized surface, begins to bind the resulting calcium hydroxide even at temperatures of 40-60 ° C. On the one hand, this leads to the formation of low-basic calcium hydrosilicates at these temperatures, on the other hand, it provides a sharp thickening of the cement slurry, drastically shortening the period between the end of the cementing process and the beginning of setting of the cement slurry, eliminating the negative processes of sedimentation and delamination of the cement slurry developing in the annulus wells.

В научно-технической литературе известно применение молотого кремнезема в тампонажных цементах. Однако из научно-технической литературы не известно его применение после дезинтеграторной обработки совместно с трепелом в соотношении 1:10.In the scientific and technical literature, the use of ground silica in grouting cements is known. However, from the scientific and technical literature it is not known its use after disintegration processing together with tripoli in a ratio of 1:10.

Таким образом, сказанное выше указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».Thus, the foregoing indicates the conformity of the claimed invention to the criterion of "inventive step".

В предлагаемом изобретении использовались:In the invention, the following were used:

тампонажный портландцемент ПЦТ-I 50 ГОСТ 1581-96;grouting portland cement PTsT-I 50 GOST 1581-96;

кварцевый песок, имеющий в своем составе не менее 95% SiO2;silica sand having at least 95% SiO 2 in its composition;

трепел, содержащий не менее 80% SiO2;tripoli containing at least 80% SiO 2 ;

расширяющая добавка оксидного типа на основе CaO;CaO based oxide expanding agent;

армирующая добавка - базальтовую фибру с длиной волокон 3 мм;reinforcing additive - basalt fiber with a fiber length of 3 mm;

пластификатор - Полипласт СП-1 по ТУ 5870-005-58042865-05;plasticizer - Polyplast SP-1 according to TU 5870-005-58042865-05;

кальций хлористый технический кальцинированный по ГОСТ 450-77.calcium chloride technical calcined in accordance with GOST 450-77.

Пример реализации изобретения.An example implementation of the invention.

Тампонажный материал готовят следующим образом: портландцемент, хлорид кальция, кварцевый песок и трепел совместно обрабатывают в дезинтеграторе.The grouting material is prepared as follows: Portland cement, calcium chloride, quartz sand and tripoli are jointly processed in a disintegrator.

Затем в полученную смесь вводят все добавки в необходимых соотношениях.Then, all additives are added to the resulting mixture in the required proportions.

В качестве примера рассмотрим технологию приготовления тампонажного материала с соотношением: портландцемент - 60%; кремнеземсодержащий компонент - 40%; армирующая добавка - 0,2%; пластификатор - 0,5%; хлорид кальция - 0,1%; расширяющая добавка - 5% (состав №3 из таблиц 1 и 2). При этом количество армирующей добавки, пластификатора, хлорида кальция и расширяющей добавки бралось сверх 100%.As an example, consider the technology of preparing cementing material with the ratio: Portland cement - 60%; silica-containing component - 40%; reinforcing additive - 0.2%; plasticizer - 0.5%; calcium chloride - 0.1%; expanding additive - 5% (composition No. 3 from tables 1 and 2). The amount of reinforcing additives, plasticizers, calcium chloride and expanding additives was taken in excess of 100%.

Для приготовления тампонажного материала было взято 1200 г портландцемента, 2 г хлорида кальция, 800 г кремнеземсодержащего компонента, состоящего из 72 г трепела и 720 г кварцевого песка, которые подвергли обработке в дезинтеграторе при скорости соударения частиц 250 м/с. К полученной сухой смеси добавили 4 г базальтовой фибры, 100 г расширяющей добавки и 10 г пластификатора СП-1.To prepare the grouting material, 1200 g of Portland cement, 2 g of calcium chloride, 800 g of a silica-containing component consisting of 72 g of tripoli and 720 g of silica sand were taken, which were processed in a disintegrator at a particle collision speed of 250 m / s. To the resulting dry mixture was added 4 g of basalt fiber, 100 g of expanding additive and 10 g of plasticizer SP-1.

Из полученного тампонажного материала готовились растворы с водоцементным отношением 0,5. Приготовленные растворы использовались для определения их свойств и изготовления образцов для испытания на изгиб и сжатие, а также для проведения рентгеноструктурных исследований. Испытания полученного тампонажного материала проводились согласно ГОСТ 1581-96. Результаты испытаний данной пробы, а также других составов, твердевших при температурах 40, 160°C, приведены в табл.1 и 2.From the obtained grouting material, solutions were prepared with a water-cement ratio of 0.5. The prepared solutions were used to determine their properties and to manufacture samples for bending and compression tests, as well as for conducting X-ray diffraction studies. Tests of the resulting grouting material were carried out in accordance with GOST 1581-96. The test results of this sample, as well as other compositions hardening at temperatures of 40, 160 ° C, are given in Tables 1 and 2.

Таблица 1Table 1 Свойства тампонажного раствора и камня (Температура твердения - 40°C, давление - 10 МПа)Properties of grouting mortar and stone (Hardening temperature - 40 ° C, pressure - 10 MPa) No. Состав, %Structure, % Свойства раствораSolution properties Водоотделение, млWater separation, ml Прочность, МПа
через 24 ч
Strength, MPa
after 24 hours
ΔV, %ΔV,%
ПЦHRC ККQC АД HELL ПлPl ХКHC РДRD В/ЦW / C 2R, мм2R mm ρ, кг/м3 ρ, kg / m 3 изгибbend сжатиеcompression 1one 7070 30thirty 0,20.2 0,10.1 3,03.0 4,04.0 0,450.45 220220 18501850 1,01,0 4,44.4 9,19.1 1,51,5 22 50fifty 50fifty 0,20.2 1,01,0 1,51,5 3,03.0 0,450.45 260260 18301830 1,51,5 3,43.4 8,28.2 0,50.5 33 6060 4040 0,20.2 0,50.5 0,10.1 5,05,0 0,450.45 230230 18201820 1,51,5 3,93.9 8,48.4 2,62.6 4four 7070 30thirty 0,250.25 0,10.1 0,10.1 4,04.0 0,450.45 220220 18501850 3,53,5 4,04.0 8,98.9 1,41.4 55 50fifty 50fifty 0,250.25 1,01,0 1,01,0 3,03.0 0,450.45 250250 18301830 3,53,5 3,33.3 8,08.0 0,60.6 66 6060 4040 0,250.25 0,50.5 0,50.5 5,05,0 0,450.45 220220 18201820 4,04.0 3,83.8 8,18.1 3,03.0 77 7070 30thirty 0,30.3 0,10.1 0,10.1 4,04.0 0,450.45 210210 18501850 2,52,5 4,24.2 8,88.8 2,72.7 88 50fifty 50fifty 0,30.3 1,01,0 1,01,0 3,03.0 0,450.45 250250 18301830 3,03.0 3,23.2 7,87.8 0,80.8 99 6060 4040 0,30.3 0,50.5 0,50.5 5,05,0 0,450.45 220220 18201820 3,53,5 3,73,7 8,08.0 3,03.0

Таблица 2table 2 Свойства тампонажного раствора и камня (Температура твердения - 160°C, давление - 40 МПа)Properties of grouting mortar and stone (Hardening temperature - 160 ° C, pressure - 40 MPa) No. Состав, %Structure, % Свойства раствораSolution properties Водоотделение, млWater separation, ml Прочность, МПа
через 24 ч
Strength, MPa
after 24 hours
ПЦHRC ККQC АДHELL ПлPl ХКHC РДRD В/ЦW / C 2R, мм2R mm ρ, кг/м3 ρ, kg / m 3 изгибbend сжатиеcompression 1one 7070 30thirty 0,20.2 0,10.1 3,03.0 4,04.0 0,450.45 220220 18501850 1,01,0 12,512.5 28,028.0 22 50fifty 50fifty 0,20.2 1,01,0 1,51,5 3,03.0 0,450.45 260260 18301830 1,51,5 11,011.0 26,326.3 33 6060 4040 0,20.2 0,50.5 0,10.1 5,05,0 0,450.45 230230 18201820 1,51,5 11,711.7 28,028.0 4four 7070 30thirty 0,250.25 0,10.1 0,10.1 4,04.0 0,450.45 220220 18501850 3,53,5 11,711.7 28,528.5 55 50fifty 50fifty 0,250.25 1,01,0 1,01,0 3,03.0 0,450.45 250250 18301830 3,53,5 10,310.3 26,026.0 66 6060 4040 0,250.25 0,50.5 0,50.5 5,05,0 0,450.45 220220 18201820 4,04.0 11,611.6 27,627.6 77 7070 30thirty 0,30.3 0,10.1 0,10.1 4,04.0 0,450.45 210210 18501850 2,52,5 12,012.0 27,927.9 88 50fifty 50fifty 0,30.3 1,01,0 1,01,0 3,03.0 0,450.45 250250 18301830 3,03.0 11,311.3 27,027.0 99 6060 4040 0,30.3 0,50.5 0,50.5 5,05,0 0,450.45 220220 18201820 3,53,5 11,411,4 27,127.1

Примечания:Notes: ПЦ - портландцемент;PC - Portland cement; КК - кремнеземсодержащий компонент;KK - silica-containing component; АД - армирующая добавка;AD - reinforcing additive; Пл - пластификатор;Pl - plasticizer; ХК - хлорид кальция;HC - calcium chloride; РД - расширяющая добавка.RD is an expanding supplement.

Таким образом, приведенный пример реализации изобретения показывает его соответствие критерию «практическая применимость».Thus, the example implementation of the invention shows its compliance with the criterion of "practical applicability".

На буровой из данного тампонажного материала по общепринятой технологии готовят тампонажный раствор.At the drilling site, cement slurry is prepared from this grouting material using conventional technology.

Из таблиц видно, что разработанные по предлагаемому способу тампонажные материалы эффективны при температурах 40-160°C и удовлетворяют ГОСТ 1581-96. Эффект расширения тампонажного материала при твердении обеспечит высокую герметичность контактов: цементный камень - обсадная колонна и цементный камень - горная порода.The tables show that the grouting materials developed by the proposed method are effective at temperatures of 40-160 ° C and satisfy GOST 1581-96. The effect of the expansion of the grouting material during hardening will provide high tightness of the contacts: cement stone - casing and cement stone - rock.

При этом раствор имеет низкую водоотдачу 50 см3/30 мин.When this solution has low fluid loss of 50 cm 3/30 min.

Кроме того, камень, приготовленный из предлагаемого тампонажного материала при температуре 22°C (состав 6 табл.1), подвергался циклическому воздействию высокой температуры (220°C). Результаты испытаний, приведенные в таблице 3, показывают завершенность процессов гидратации вяжущего в течение короткого времени и отсутствие в камне термической коррозии.In addition, the stone prepared from the proposed cementing material at a temperature of 22 ° C (composition 6 of Table 1) was subjected to cyclic exposure to high temperature (220 ° C). The test results shown in table 3 show the completeness of the binder hydration processes for a short time and the absence of thermal corrosion in the stone.

В/ЦW / C Прочность на изгиб/сжатие при циклическом воздействии температурой 220°C, МПаBending / compressive strength under cyclic exposure to a temperature of 220 ° C, MPa ОЗЦ
48 ч
Bcc
48 h
1 цикл (3 сут)1 cycle (3 days) 2 цикл (4 сут)2 cycle (4 days) 3 цикл (5 сут)3 cycle (5 days) 4 цикл (6 сут)4 cycle (6 days) 5 цикл (7 сут)5 cycle (7 days)
0,450.45 3,07/11,173.07 / 11.17 3,65/11,83.65 / 11.8 5,66/15,65.66 / 15.6 4,06/17,84.06 / 17.8 4,64/19,64.64 / 19.6 5,2/19,65.2 / 19.6

Это было показано и по результатам исследования фазового состава продуктов твердения через 2 и 7 суток твердения при температуре 160°C. Рентгеноструктурный анализ проводился на рентгеновском дифрактометре ДРОН 407 с использованием программы для управления процессом съемки DIFWin 1 и программы обработки данных ToUDFpr. Дифрактограммы полученных в результате съемки образцов идентичны, и они представлены низкоосновными гидросиликатами кальция, являющимися термодинамически устойчивыми соединениями. Результаты рентгенофазового анализа показали, что в испытуемых образцах не обнаружено ни свободного гидроксида кальция, ни высокоосновных гидросиликатов кальция. Это свидетельствует о том, что даже за короткий срок твердения испытуемого цемента процессы формирования низкоосновных гидросиликатов кальция завершились, и в них невозможно протекание процессов коррозии.This was also shown by studying the phase composition of hardening products after 2 and 7 days of hardening at a temperature of 160 ° C. X-ray diffraction analysis was performed on a DRON 407 X-ray diffractometer using the DIFWin 1 software for controlling the shooting process and the ToUDFpr data processing program. The diffraction patterns of the samples obtained as a result of the survey are identical, and they are represented by low-basic calcium hydrosilicates, which are thermodynamically stable compounds. The results of x-ray phase analysis showed that neither free calcium hydroxide nor highly basic calcium hydrosilicates were found in the tested samples. This indicates that even for a short hardening period of the tested cement, the formation of low-basic calcium hydrosilicates has completed, and corrosion processes are not possible in them.

Claims (1)

Тампонажный материал, включающий портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, ускоритель твердения - хлорид кальция и пластификатор, отличающийся тем, что он содержит портландцемент, хлорид кальция и кремнеземсодержащий компонент, подвергнутые совместной дезинтеграторной обработке, причем кремнеземсодержащий компонент состоит из трепела и кварцевого песка при соотношении 1:10, кроме того, тампонажный материал дополнительно содержит расширяющую добавку на основе CaO и армирующую добавку - базальтовую фибру с длиной волокна 3 мм, в качестве пластификатора содержит Полипласт СП-1 при следующем соотношении, мас.%: портландцемент - 50-70; кремнеземсодержащий компонент, включающий трепел и кварцевый песок в соотношении 1:10 - 30-50; базальтовая фибра с длиной волокна 3 мм - 0,2-0,3 сверх 100%; пластификатор Полипласт СП-1 - 0,1-1,0 сверх 100%; хлорид кальция - 0,1-3,0 сверх 100%; расширяющая добавка на основе CaO - 3,0-5,0 сверх 100%. Grouting material, including Portland cement, silica-containing component, hardening accelerator - calcium chloride and plasticizer, characterized in that it contains Portland cement, calcium chloride and silica-containing component, subjected to joint disintegration treatment, and the silica-containing component consists of tripoli and quartz sand at a ratio of 1:10 in addition, the grouting material additionally contains a CaO-based expanding additive and a reinforcing additive - basalt fiber with a fiber length of 3 mm, as The plasticizer contains Polyplast SP-1 in the following ratio, wt.%: Portland cement - 50-70; silica-containing component, including tripoli and quartz sand in a ratio of 1:10 - 30-50; basalt fiber with a fiber length of 3 mm - 0.2-0.3 in excess of 100%; plasticizer Polyplast SP-1 - 0.1-1.0 in excess of 100%; calcium chloride - 0.1-3.0 in excess of 100%; CaO-based expanding additive - 3.0-5.0 in excess of 100%.
RU2013128566/03A 2013-06-21 2013-06-21 Plugging material RU2530805C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128566/03A RU2530805C1 (en) 2013-06-21 2013-06-21 Plugging material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128566/03A RU2530805C1 (en) 2013-06-21 2013-06-21 Plugging material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2530805C1 true RU2530805C1 (en) 2014-10-10

Family

ID=53381785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013128566/03A RU2530805C1 (en) 2013-06-21 2013-06-21 Plugging material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2530805C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710943C1 (en) * 2019-03-07 2020-01-14 Акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (АО "СевКавНИПИгаз") Dry mixture for preparing expanding grouting mortar
CN111995336A (en) * 2020-08-28 2020-11-27 四川童燊防水工程有限公司 High-strength quick plugging agent and preparation method thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2235857C1 (en) * 2003-02-04 2004-09-10 Дочернее общество с ограниченной ответственностью "Буровая компания открытого акционерного общества "ГАЗПРОМ" Backfilling material
RU2239049C1 (en) * 2003-02-25 2004-10-27 ДФГУП Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения Lightened cementing solution
RU2315077C1 (en) * 2006-05-02 2008-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Grouting mortar solution
RU2359988C1 (en) * 2007-09-27 2009-06-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" Oil-well composition for steam-injection wells
US8183186B2 (en) * 2004-02-10 2012-05-22 Halliburton Energy Services, Inc. Cement-based particulates and methods of use
US8377196B2 (en) * 2007-08-10 2013-02-19 Construction Research & Technology Gmbh Rheology modifying additive for dry cast cementitious compositions

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2235857C1 (en) * 2003-02-04 2004-09-10 Дочернее общество с ограниченной ответственностью "Буровая компания открытого акционерного общества "ГАЗПРОМ" Backfilling material
RU2239049C1 (en) * 2003-02-25 2004-10-27 ДФГУП Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения Lightened cementing solution
US8183186B2 (en) * 2004-02-10 2012-05-22 Halliburton Energy Services, Inc. Cement-based particulates and methods of use
RU2315077C1 (en) * 2006-05-02 2008-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Grouting mortar solution
US8377196B2 (en) * 2007-08-10 2013-02-19 Construction Research & Technology Gmbh Rheology modifying additive for dry cast cementitious compositions
RU2359988C1 (en) * 2007-09-27 2009-06-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" Oil-well composition for steam-injection wells

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710943C1 (en) * 2019-03-07 2020-01-14 Акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (АО "СевКавНИПИгаз") Dry mixture for preparing expanding grouting mortar
CN111995336A (en) * 2020-08-28 2020-11-27 四川童燊防水工程有限公司 High-strength quick plugging agent and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2885255B1 (en) Geopolymer cement compositions and methods of use
CA2851539C (en) Slag compositions comprising latex and methods of use
AU2016204651A1 (en) Settable compositions comprising wollastonite and pumice and methods of use
US9206343B2 (en) Pumpable geopolymers comprising a setting accelerator
KR101377475B1 (en) The method of preparing the block of yellow-soil using masato-soil and sludge coming into being by separating sands from masato-soil
WO2015020623A1 (en) Methods of cementing and spent cracking catalyst-containing cement compositions
RU2530805C1 (en) Plugging material
JP7037879B2 (en) Early-strength admixture for secondary products and early-strength concrete for secondary products
RU2542028C1 (en) Magnesia plugging material and method for its production
CN113272265A (en) Cement admixture, expansion material and cement composition
KR101421384B1 (en) Shocrete composision and construction method using the same
KR101040774B1 (en) Polymer cement admixture for concrete waterproofing
RU2591058C1 (en) Weighted grouting mortar
RU2399643C1 (en) Cement grouting light-weight mixture
KR101594157B1 (en) Eco-Mortars Composition Usnig Non-firing Binder
JP7303996B2 (en) Soil improvement material, improved soil, and method for producing improved soil
JP2017007892A (en) Low-carbon neutralization-suppression mortar composition and method for producing low-carbon neutralization-suppression mortar hardened body
CN111072302B (en) High-chlorine silicon slurry modified premixed concrete surface hardening agent and preparation method thereof
RU2726754C1 (en) Cementing slurry
RU2733584C1 (en) Grouting mortar
Ali Internal sulphate attack on self compacting concrete
RU2707837C1 (en) Grouting mortar
CN108558242B (en) Cement for underwater engineering
RU2655077C1 (en) Composition of plugging action
RU2574433C1 (en) Plugging material for inflow shutoff and limitation to oil and gas wells

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180622