RU2652040C1 - Low density grouting mortar - Google Patents
Low density grouting mortar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652040C1 RU2652040C1 RU2017104565A RU2017104565A RU2652040C1 RU 2652040 C1 RU2652040 C1 RU 2652040C1 RU 2017104565 A RU2017104565 A RU 2017104565A RU 2017104565 A RU2017104565 A RU 2017104565A RU 2652040 C1 RU2652040 C1 RU 2652040C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- excess
- water
- additive
- mikrodur
- wells
- Prior art date
Links
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 title abstract description 11
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 7
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 15
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 15
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 abstract description 3
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 abstract 2
- -1 CR-221 retarder Substances 0.000 abstract 1
- 239000003212 astringent agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
- C09K8/473—Density reducing additives, e.g. for obtaining foamed cement compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
- C04B24/38—Polysaccharides or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/70—Grouts, e.g. injection mixtures for cables for prestressed concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к тампонажным смесям, предназначенным для крепления боковых стволов скважин в условиях повышенных рисков поглощений тампонажных растворов.The invention relates to the construction of oil and gas wells, in particular to grouting mixtures intended for fastening sidetracks in conditions of increased risk of absorption of grouting mortars.
При строительстве скважин БВС на месторождениях, геологический разрез которых характеризуется отсутствием или минимальным размером перемычек между водо- и нефтенасыщенными частями пласта, а также АНПД, для повышения качества изоляции затрубного пространства хвостовиков необходима разработка и применение облегченных тампонажных растворов, со специальными свойствами. К таким составам относятся составы с низкой плотностью тампонажного раствора, с длительным временем загустевания при повышенных прочностных и адгезионных характеристиках цементного камня.During the construction of BVS wells in fields whose geological section is characterized by the absence or minimum size of bridges between the water and oil-saturated parts of the formation, as well as the oil production area, to improve the quality of isolation of the annular space of the liners, the development and use of lightweight cement slurries with special properties is required. Such compositions include compositions with a low density of cement slurry, with a long thickening time with increased strength and adhesive characteristics of cement stone.
Известен легкий тампонажный материал по патенту RU №2256774 С2 (Прототип 1) [1], применяемый в качестве строительного материала, в том числе для цементирования нефтяных, газовых и геотермальных скважин, имеющий плотность 1,1-1,4 г/см3, состоящий из смеси одной из марок известного цемента и легковесного наполнителя, который состоит из композиции, содержащей полые алюмосиликатные микросферы, каолин и поверхностно-активный гидроксид алюминия, в качестве одной из марок известного цемента используют портландцементы типов ПЦТ I-50 или ПЦТ I-100. Полые алюмосиликатные микросферы получают гидросепарацией водной суспензии золы в золоотвальном водоеме, которые имеют размеры 40-100 мкм и насыпной вес 0,3-0,5 г/см3.Known light cementing material according to patent RU No. 2256774 C2 (Prototype 1) [1], used as a building material, including cementing oil, gas and geothermal wells, having a density of 1.1-1.4 g / cm 3 , consisting of a mixture of one of the brands of known cement and a lightweight filler, which consists of a composition containing hollow aluminosilicate microspheres, kaolin and surface-active aluminum hydroxide, Portland cement types PCT I-50 or PCT I-100 are used as one of the brands of known cement. Hollow aluminosilicate microspheres are obtained by hydroseparating an aqueous suspension of ash in an ash pond, which have a size of 40-100 microns and a bulk density of 0.3-0.5 g / cm 3 .
Недостатками данного легкого тампонажного материала является очень низкая прочность и устойчивость тампонажного камня.The disadvantages of this lightweight grouting material is the very low strength and stability of grouting stone.
Известен облегченный тампонажный раствор RU 2507380 С1 (Прототип 2) [2], высоководопотребное тонкомолотое вяжущее с удельной поверхностью 20000-25000 см2/г - «Микродур» или ИНТРАЦЕМ, легковесный наполнитель микросферы ПСМС, суперпластификатор С-3, нитрилотриметиленфосфоновую кислоту НТФ и воду. Использование тонкодисперсного вяжущего «Микродур» или «ИНТРАЦЕМ» позволяет в большем объеме связать воду затворения и уплотнить структуру камня и обеспечить его повышенную флюидоупорность и долговечность.Known lightweight grouting mortar RU 2507380 C1 (Prototype 2) [2], high-consumption fine-ground binder with a specific surface of 20,000-25,000 cm 2 / g - "Microdur" or INTRACEM, lightweight filler microspheres PSMS, superplasticizer C-3, nitrilotrimethylene phosphonic acid and water . The use of a finely dispersed binder “Microdur” or “INTRACEM” allows to bind mixing water to a greater extent and compact the structure of the stone and ensure its increased fluid resistance and durability.
Недостатками данного легкого тампонажного материала является очень низкая прочность и устойчивость тампонажного камня, короткое время загустевания тампонажного раствора.The disadvantages of this lightweight grouting material is the very low strength and stability of grouting stone, and a short thickening time of grouting mortar.
Технической задачей предлагаемого изобретения является получение тампонажного материала обладающего низкой плотностю тампонажного раствора с длительным временем загустевания при повышенных прочностных и адгезионных характеристиках цементного камня, с эффектом самозалечивания мелких трещин при контакте с пластовыми флюидами.The technical task of the invention is to obtain a grouting material having a low density grouting mortar with a long thickening time with increased strength and adhesion characteristics of cement stone, with the effect of self-healing of small cracks in contact with formation fluids.
Техническая задача решается тем, что тампонажный раствор низкой плотности содержит вяжущее, легковесный наполнитель и воду, при этом он содержит вяжущее двух видов - тонкодисперсное минеральное вяжущее «MIKRODUR R-U» и ПЦТ I-G, а в качестве легковесного наполнителя - стеклянные полые микросферы марки 3М™ HGS4000, добавку «Пенетрон Адмикс», замедлитель сроков схватывания CR-221, понизитель водоотдачи CFL-160, пеногаситель D-air 5000, при следующих соотношениях компонентов, мас. %.:The technical problem is solved in that the cement slurry of low density contains a binder, lightweight filler and water, while it contains a binder of two types - finely dispersed mineral binder "MIKRODUR RU" and PTsT IG, and as a lightweight filler - glass hollow microspheres 3M ™ HGS4000 , the additive "Penetron Admix", retarder setting time CR-221, fluid loss reducer CFL-160, antifoam D-air 5000, with the following ratios of components, wt. % .:
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в тампонажном растворе низкой плотности используются вяжущие двух видов: портландцемент ПЦТ I-G и тонкодисперсное минеральное вяжущее «MIKRODUR R-U», а также легковесный наполнитель - стеклянные полые микросферы 3М™ HGS4000 из химически стойкого натрий-боросиликатного стекла и пенетрирующая добавка «Пенетрон Адмикс» [3], что позволяет повысить качество крепления боковых стволов в условиях повышенных рисков поглощений тампонажных растворов.The essence of the invention lies in the fact that in cement slurry of low density two types of binders are used: Portland cement PCT IG and finely dispersed mineral binder MIKRODUR RU, as well as a lightweight filler - 3M ™ HGS4000 glass hollow microspheres made of chemically resistant sodium borosilicate glass and foam Penetron Admix additive [3], which makes it possible to improve the quality of sidetracking under conditions of increased risks of absorption of grouting mortars.
«MIKRODUR R-U» - это минеральное гидравлическое вяжущее на основе портландцемента с повышенной сульфатостойкостью и особо тонким (<9,5 мкм) составом. «MIKRODUR R-U» изначально предназначен для инъекционного закрепления проницаемых грунтов, бетонных и каменных конструкций. «MIKRODUR R-U» состоит из обычного цементного сырья, как, например, портландцементный клинкер, доменный шлак, регуляторы твердения и минеральные добавки.MIKRODUR R-U is a mineral hydraulic binder based on Portland cement with high sulfate resistance and a particularly thin (<9.5 μm) composition. "MIKRODUR R-U" was originally intended for injection fixation of permeable soils, concrete and stone structures. MIKRODUR R-U consists of ordinary cement raw materials, such as Portland cement clinker, blast furnace slag, hardening regulators and mineral additives.
ПЦТ I-G - это тампонажный портландцемент бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении, равном 0,44.PCT I-G is a cementless Portland cement without additives with normalized requirements at a water-cement ratio of 0.44.
Оптимальное содержание двух вяжущих ПЦТ I-G - 56,0% и MIKRODUR R-U - 30,0%; совместное их добавление с частицами вещества разного диаметра позволяет получить более прочный цементный камень.The optimal content of two binders PCT I-G is 56.0% and MIKRODUR R-U is 30.0%; their joint addition with particles of matter of different diameters allows you to get a more durable cement stone.
Стеклянные полые микросферы 3М™ HGS4000 представляют собой специально разработанные полые сферы со средней абсолютной плотностью 380 кг/м3, предназначенные для снижения плотности буровых и тампонажных растворов, которые используются при добыче нефти и газа.3M ™ HGS4000 glass hollow microspheres are specially designed hollow spheres with an average absolute density of 380 kg / m 3 , designed to reduce the density of drilling and grouting fluids used in oil and gas production.
Идеальная сферическая форма микросфер производства компании ЗМ HGS4000 обеспечивает ряд полезных свойств, включая улучшение текучести и снижение вязкости смесей. Микросферы производятся из химически стойкого натрий-боросиликатного стекла, что делает их нерастворимыми в воде или углеводороде. Кроме того, они устойчивы к высоким давлениям более 27,6 МПа с типичным количеством целых микросфер более 90% после снятия нагрузки.The ideal spherical shape of microspheres manufactured by ZM HGS4000 provides a number of useful properties, including improved flow and lower viscosity of the mixtures. Microspheres are made from chemically resistant sodium borosilicate glass, which makes them insoluble in water or hydrocarbon. In addition, they are resistant to high pressures of more than 27.6 MPa with a typical number of whole microspheres of more than 90% after unloading.
Оптимальное содержание легкого наполнителя HGS4000 - 14,0%, так как добавление микросфер менее 14% приводит к повышению плотности раствора. При увеличении содержания полых стеклянных микросфер более 14,0% снижается прочность цементного камня.The optimal content of lightweight filler HGS4000 is 14.0%, since the addition of microspheres of less than 14% leads to an increase in the density of the solution. With an increase in the content of hollow glass microspheres of more than 14.0%, the strength of the cement stone decreases.
«Пенетрон Адмикс» (производства ООО «Пенетрон», г. Екатеринбург, выпускаемого по ТУ 5745-001-77921756-2006), в основном состоящий из монокальциевого алюмината СаО⋅Al2O3, диалюмината кальция СаО⋅2Al2O3, полугидрата гипса CaSO4 0,5Н2O, клинкерных минералов C3S и С3А, а также Са(ОН)2."Admix" (produced by "Penetron", Ekaterinburg discharged 5745-001-77921756-2006 TU), mainly consisting of monocalcium aluminate SaO⋅Al 2 O 3, calcium dialyuminata SaO⋅2Al 2 O 3, hemihydrate gypsum CaSO 4 0.5H 2 O, clinker minerals C 3 S and C 3 A, as well as Ca (OH) 2 .
(см. Отчет о НИР «Состав продуктов твердения цементного камня до и после нанесения проникающей капиллярной смеси «Пенетрон» Екатеринбург: ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», 2010 г., - 43 с.).(see. Research report “Composition of cement stone hardening products before and after applying Penetron penetrating capillary mixture.” Yekaterinburg: GOU VPO “Ural State Technical University - UPI named after the first President of Russia B.N. Yeltsin”, 2010, 43 from.).
Указанная пенетрирующая добавка восстанавливает целостность цементного кольца в затрубном пространстве скважин при образовании в нем микротрещин и микрозазоров (при контакте цементного камня с водой). За счет равномерного распределения в толще цементного кольца частицы добавки «Пенетрон Адмикс», растворяясь в воде, вступают в реакцию с ионными комплексами кальция и алюминия, различными оксидами и солями металлов, содержащимися в цементе. В ходе этих реакций формируются более сложные соли, способные взаимодействовать с водой и создавать нерастворимые кристаллогидраты. Сеть этих кристаллов заполняет капилляры, микротрещины и микрозазоры. При этом кристаллы становятся составной частью структуры цементного кольца.The specified penetrating additive restores the integrity of the cement ring in the annulus of the wells with the formation of microcracks and micro-gaps in it (when the cement stone comes into contact with water). Due to the uniform distribution in the thickness of the cement ring, the particles of the Penetron Admix additive, dissolving in water, react with calcium and aluminum ionic complexes, various metal oxides and salts contained in the cement. In the course of these reactions, more complex salts are formed that can interact with water and create insoluble crystalline hydrates. A network of these crystals fills capillaries, microcracks, and microgaps. In this case, the crystals become an integral part of the structure of the cement ring.
Заполненные нерастворимыми кристаллами капилляры, микротрещины и микрозазоры не пропускают воду, поскольку в действие приходят силы поверхностного натяжения жидкостей. Сеть объемных кристаллов, заполняющая капилляры, препятствует фильтрации через них воды, чем восстанавливает целостность цементного кольца.Capillaries, microcracks, and microgaps filled with insoluble crystals do not allow water to pass through, since surface tension forces of liquids come into action. The network of bulk crystals filling the capillaries prevents the filtration of water through them, thereby restoring the integrity of the cement ring.
Оптимальное содержание пенетрирующей добавки «Пенетрон Адмикс» - 2,0 сверх 100%. Добавление пенетрирующей добавки менее 2% не оказывает эффекта самовосстановления цементного камня. Увеличение содержания пенетрирующей добавки более 2,0% приводит к резкому загущению цементного раствора и снижению его времени загустевания.The optimum content of penetrating additive Penetron Admix is 2.0 in excess of 100%. Adding a penetrating additive of less than 2% does not have the effect of self-healing cement stone. An increase in the penetrating additive content of more than 2.0% leads to a sharp thickening of the cement mortar and a decrease in its thickening time.
Оптимальным содержанием основных реологических компонентов в заявляемом тампонажном растворе низкой плотности является: CR-221 - 0,3 сверх 100 мас. %, CFL-160-0,2 сверх 100 мас. %. При этом добавка замедлителя сроков схватывания цемента CR-221 (сульфо-метилированный лигнин) менее 0,3 мас. % значительно сокращает скорость загустевания, а увеличение добавки свыше 0,3 мас. % приводит к замедлению процесса схватывания и снижению прочности камня в первоначальный период. Содержание понизителя водоотдачи CFL-160 (порошок на основе модифицированных производных полисахаридов) менее 0,2 мас. % приводит к снижению стабильности раствора и к его расслаиванию, а содержание более 0,2 мас. % приводит к сильному загущению, т.е. раствор становится непрокачиваемым.The optimal content of the main rheological components in the inventive cement slurry of low density is: CR-221 - 0.3 in excess of 100 wt. %, CFL-160-0.2 in excess of 100 wt. % In this case, the additive of the retarder of the setting time of cement CR-221 (sulfo-methylated lignin) is less than 0.3 wt. % significantly reduces the rate of thickening, and the increase in additives over 0.3 wt. % leads to a slowdown of the setting process and a decrease in the strength of the stone in the initial period. The content of the fluid loss reducer CFL-160 (powder based on modified polysaccharide derivatives) is less than 0.2 wt. % leads to a decrease in the stability of the solution and to its delamination, and the content of more than 0.2 wt. % leads to severe thickening, i.e. the solution becomes non-pumpable.
Пеногаситель (D-air 5000) - сухой порошок, вводится в тампонажную смесь в сухом виде, эффективно ликвидирует пенообразование в процессе затворения цементных растворов, оптимальное содержание 0,05 мас. %Defoamer (D-air 5000) - dry powder, is introduced into the grouting mixture in a dry form, effectively eliminates foaming during the mixing of cement mortars, the optimum content is 0.05 wt. %
Тампонажный раствор готовят следующим образом. Cement slurry is prepared as follows.
Приготавливают сухую смесь в заданном количественном соотношении из указанных: вяжущих двух видов, легковесного наполнителя, пенетрирующей добавки, понизителя водоотдачи и замедлителя сроков схватывания. Далее сухую смесь смешивают с водой. Тампонажно-технологические свойства полученного тампонажного раствора представлены в таблицах.Prepare a dry mixture in a predetermined quantitative ratio of the following: binders of two types, a lightweight filler, a penetrating additive, a fluid loss reducer and a retarder. Next, the dry mixture is mixed with water. Grouting and technological properties of the resulting grouting mortar are presented in tables.
Как видно из таблицы 3, тампонажный раствор позволяет достичь поставленной цели: раствор обладает низкой плотностью при высоких прочностных характеристиках, удовлетворительной растекаемостью, отсутствует водоотделение, создаваемые в цементном камне искусственные каналы «залечиваются» при его контакте с водой.As can be seen from table 3, the grouting mortar allows to achieve the goal: the mortar has a low density with high strength characteristics, satisfactory spreadability, there is no water separation, artificial channels created in the cement stone “heal” when it comes into contact with water.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU №2256774 С2.1. Patent RU No. 2256774 C2.
2. Патент RU №2507380 С1.2. Patent RU No. 2507380 C1.
3. Отчет о НИР «Состав продуктов твердения цементного камня до и после нанесения проникающей капиллярной смеси «Пенетрон» - Екатеринбург: ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», 2010 г., - 43 с.3. Research report “Composition of cement stone hardening products before and after applying Penetron penetrating capillary mixture - Yekaterinburg: GOU VPO“ Ural State Technical University - UPI named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, 2010, 43 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017104565A RU2652040C1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Low density grouting mortar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017104565A RU2652040C1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Low density grouting mortar |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652040C1 true RU2652040C1 (en) | 2018-04-24 |
Family
ID=62045820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017104565A RU2652040C1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Low density grouting mortar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652040C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110668769A (en) * | 2019-11-12 | 2020-01-10 | 长安大学 | Permeable crystallization type grouting material and preparation method thereof |
| RU2750414C1 (en) * | 2020-11-11 | 2021-06-28 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method for repair and insulation work in well (options) |
| CN114294052A (en) * | 2022-01-04 | 2022-04-08 | 山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 | Method for improving conveying performance of high-concentration superfine tailing slurry of mine |
| RU2783449C1 (en) * | 2022-04-28 | 2022-11-14 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for repair and insulation work in the well |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6875729B2 (en) * | 2002-06-04 | 2005-04-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sealing composition |
| RU2256774C2 (en) * | 2003-06-25 | 2005-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОРМИН" | Light-weight oil-well cement mix (variants) |
| RU2434923C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Backfilling composition for installation of kick-off support bridges |
| RU2507380C1 (en) * | 2012-06-07 | 2014-02-20 | Компания Лонест Холдинг Корп. | Low-density grouting mortar |
| RU2524771C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-08-10 | Лонест Холдинг Корп. | Lightened sulphur-bearing grouting mortar |
| RU2542013C2 (en) * | 2013-06-25 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Cement slurry for cementing oil and gas wells |
-
2017
- 2017-02-13 RU RU2017104565A patent/RU2652040C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6875729B2 (en) * | 2002-06-04 | 2005-04-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sealing composition |
| RU2256774C2 (en) * | 2003-06-25 | 2005-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОРМИН" | Light-weight oil-well cement mix (variants) |
| RU2434923C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Backfilling composition for installation of kick-off support bridges |
| RU2507380C1 (en) * | 2012-06-07 | 2014-02-20 | Компания Лонест Холдинг Корп. | Low-density grouting mortar |
| RU2524771C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-08-10 | Лонест Холдинг Корп. | Lightened sulphur-bearing grouting mortar |
| RU2542013C2 (en) * | 2013-06-25 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Cement slurry for cementing oil and gas wells |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RU 2434923 C1,, 27.11.2011. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110668769A (en) * | 2019-11-12 | 2020-01-10 | 长安大学 | Permeable crystallization type grouting material and preparation method thereof |
| RU2750414C1 (en) * | 2020-11-11 | 2021-06-28 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method for repair and insulation work in well (options) |
| CN114294052A (en) * | 2022-01-04 | 2022-04-08 | 山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 | Method for improving conveying performance of high-concentration superfine tailing slurry of mine |
| CN114294052B (en) * | 2022-01-04 | 2024-03-22 | 山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 | Method for improving conveying performance of mine high-concentration superfine tailing slurry |
| RU2783449C1 (en) * | 2022-04-28 | 2022-11-14 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for repair and insulation work in the well |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5378588B2 (en) | Wellbore maintenance composition containing coagulation retarder, method for producing the same and method for using the same | |
| US20170334779A1 (en) | Pumpable geopolymer composition for well sealing applications | |
| RU2656266C2 (en) | Method for treating a subterranean formation with a mortar slurry with the possibility of formation of a permeable layer of hardened mortar slurry | |
| CN102516964B (en) | Low-density and high-strength cement paste | |
| RU2464408C2 (en) | Cement compositions with low-temperature hydration and their applications | |
| Schmidt | Design concepts for the robustness improvement of self-compacting concrete: effects of admixtures and mixture components on the rheology and early hydration at varying temperatures | |
| RU2652040C1 (en) | Low density grouting mortar | |
| RU2434923C1 (en) | Backfilling composition for installation of kick-off support bridges | |
| CA2880480A1 (en) | Geopolymer cement compositions and methods of use | |
| CN103964796B (en) | A kind of shield tunnel simultaneous grouting slurry being applicable to water-rich sand layer | |
| US4328036A (en) | High temperature expanding cement composition and use | |
| CN105601141B (en) | A kind of oil-well cement swelling agent and preparation method thereof | |
| RU2468187C1 (en) | Base of curable grouting mortar | |
| RU2542013C2 (en) | Cement slurry for cementing oil and gas wells | |
| RU2474603C2 (en) | High-structure grouting mixture | |
| MX2014003895A (en) | Method for the production of a building material. | |
| RU2524774C1 (en) | Gypsum-magnesium grouting mortar | |
| Slavid et al. | Development and evaluation of a lime-metakaolin grout | |
| RU2507380C1 (en) | Low-density grouting mortar | |
| RU2298576C1 (en) | Complex reagent for high-temperature grouting mortars | |
| RU2239049C1 (en) | Lightened cementing solution | |
| RU2468058C1 (en) | Weighted grouting gypsum mixture | |
| CN109233766A (en) | A kind of high temperature resisting corrosion resisting low-density well cementing liquid and its compositions of additives and application | |
| RU2750414C1 (en) | Method for repair and insulation work in well (options) | |
| RU2817368C1 (en) | Expanding backfill material for low-temperature wells |