RU2654112C1 - Foam cement backfill material - Google Patents
Foam cement backfill material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654112C1 RU2654112C1 RU2017113656A RU2017113656A RU2654112C1 RU 2654112 C1 RU2654112 C1 RU 2654112C1 RU 2017113656 A RU2017113656 A RU 2017113656A RU 2017113656 A RU2017113656 A RU 2017113656A RU 2654112 C1 RU2654112 C1 RU 2654112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reagent
- water
- grouting material
- additive
- cement
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 7
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 claims abstract description 4
- PWDRWKOQZXJKFA-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethyl-3-oxopent-4-ene-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)C(=O)C=C PWDRWKOQZXJKFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 27
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 15
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 6
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229940044172 calcium formate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 9
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 4
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229940044170 formate Drugs 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical class [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000007046 ethoxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 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
- 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
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts 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
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
-
- 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
-
- 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
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и ремонта нефтегазовых скважин, а именно к вспененным тампонажным материалам, применяемым при креплении обсадных колонн.The invention relates to the field of construction and repair of oil and gas wells, namely, foamed grouting materials used for attaching casing strings.
Известна композиция для приготовления аэрированного тампонажного раствора (патент РФ 2320694), содержащая, мас. ч.: портландцемент - 100,0; воду - 48,0-50,0; хлорид кальция - 2,0; пенообразователь Газблок-М - 0,5-1,0; реагент НМН-200 - 0,1-0,5; воздух или нейтральный газ - 0,01-0,1. Недостатками известного раствора являются высокие значения показателя фильтрации и водоотделения.A known composition for the preparation of aerated cement slurry (RF patent 2320694), containing, by weight. h: Portland cement - 100.0; water - 48.0-50.0; calcium chloride - 2.0; foaming agent Gazblok-M - 0.5-1.0; reagent NMN-200 - 0.1-0.5; air or neutral gas - 0.01-0.1. The disadvantages of the known solution are high values of the rate of filtration and water separation.
Наиболее близким к предлагаемому пеноцементному тампонажному материалу по технической сущности является аэрированный тампонажный раствор (патент РФ 2176308), содержащий, мас. ч.: цемент - 97,0-99,0; аппретированные стеклянные микросферы - 1,0-3,0; поверхностно-активное вещество (ПАВ) - 0,5-0,7; Сульфацелл - 0,3-0,4; хлорид кальция - 3,5-4,0; воду - 50,0.Closest to the proposed foam cement grouting material in technical essence is aerated grouting mortar (RF patent 2176308), containing, by weight. hours: cement - 97.0-99.0; finished glass microspheres - 1.0-3.0; surface-active substance (surfactant) - 0.5-0.7; Sulfacell - 0.3-0.4; calcium chloride - 3.5-4.0; water - 50.0.
Недостатками указанного известного аэрированного тампонажного материала являются: высокие реологические показатели, низкая растекаемость, высокий показатель фильтрации и низкая прочность, кроме того материал обладает недостаточно высокой стабильностью.The disadvantages of this known aerated grouting material are: high rheological characteristics, low spreadability, high filtration rate and low strength, in addition, the material has insufficient stability.
Использование тампонажных материалов с высокими фильтрационными и реологическими показателями может привести к превышению технологически допустимого давления во время их закачки в кольцевое пространство, и, следовательно, к их поглощению и к неподъему на проектную глубину.The use of grouting materials with high filtration and rheological parameters can lead to an excess of technologically permissible pressure during their injection into the annular space, and, consequently, to their absorption and to failure to reach the design depth.
Аэрация тампонажных растворов с низкой растекаемостью сопровождается неравномерным распределением газовой фазы, что может привести к формированию цементной оболочки с высокой проницаемостью и низкими изоляционными свойствами.Aeration of cement slurries with low spreadability is accompanied by an uneven distribution of the gas phase, which can lead to the formation of a cement sheath with high permeability and low insulating properties.
Высокое значение водоотделения является признаком низкой седиментационной устойчивости как базового, так и вспененного цементного раствора. Использование седиментационно-неустойчивых тампонажных растворов приводит к формированию за обсадной колонной цементного камня, разделенного водными поясами, вследствие чего снижается качество разобщения пластов и повышается вероятность возникновения заколонных перетоков.A high value of water separation is a sign of low sedimentation stability of both the base and foamed cement mortar. The use of sedimentation-unstable grouting solutions leads to the formation of a cement stone behind the casing, separated by water belts, which reduces the quality of formation separation and increases the likelihood of crossflows.
Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в снижении реологических и фильтрационных свойств тампонажного раствора, а также в повышении его растекаемости и стабильности, при одновременном повышении прочности образующегося тампонажного камня.The technical result achieved by the present invention is to reduce the rheological and filtration properties of the cement slurry, as well as to increase its flowability and stability, while increasing the strength of the resulting cement stone.
Указанный технический результат достигается предлагаемым пеноцементным тампонажным материалом, включающим портландцемент, ускоритель схватывания - водорастворимые соли кальция, гидроксиэтилцеллюлозу, пенообразующее поверхностно-активное вещество ПАВ - оксиэтилированные жирные спирты, добавку и воду, при этом новым является то, что в качестве добавки материал содержит адгезионную добавку - латекс редиспергируемый, и понизитель водоотдачи - водорастворимый полимер на основе 2-акрил-2-метилпропан сульфокислоты, а в качестве ПАВ - оксиэтилированные жирные спирты со степенью оксиэтилирования 6-12 и числом метиленовых групп 10-20, при следующем соотношении компонентов, мас. ч:The specified technical result is achieved by the proposed foam cement grouting material, including Portland cement, setting accelerator - water-soluble calcium salts, hydroxyethyl cellulose, foaming surfactant surfactant - ethoxylated fatty alcohols, additive and water, while the new is that the material contains an adhesive additive - redispersible latex, and loss of water loss - a water-soluble polymer based on 2-acryl-2-methylpropane sulfonic acid, and as a surfactant - hydroxyethyl -insulated fatty alcohols with a degree of ethoxylation of 6-12 and the number of methylene groups 10-20, with the following component ratio, wt. h:
В качестве водорастворимых солей кальция он содержит хлорид кальция, или нитрат кальция, или формиат кальция.As water-soluble salts of calcium, it contains calcium chloride, or calcium nitrate, or calcium formate.
В качестве латекса редиспергируемого он содержит реагент Vinnapas 5043N, или реагент PFG, или реагент DAIREN DA-1420.As a redispersible latex, it contains Vinnapas 5043N reagent, or PFG reagent, or DAIREN DA-1420 reagent.
В качестве пенообразующего ПАВ он содержит OXETAL 800/85, или Genapol Т 080, или реагент ИН-ПАВ-04, или их аналоги.As a foaming surfactant, it contains OXETAL 800/85, or Genapol T 080, or IN-PAV-04 reagent, or their analogues.
В качестве понизителя водоотдачи он содержит реагент Hallad 344, или реагент FL-1, или реагент ST-3, или их аналоги.As a fluid loss reducer, it contains Hallad 344 reagent, or FL-1 reagent, or ST-3 reagent, or their analogues.
В качестве гидроксиэтилцеллюлозы он содержит Реагент ЦЕЛСТРАКТ марки В, или реагент Natrosol 250 HHBR, или реагент Гидроцем С, или их аналоги.As hydroxyethyl cellulose, it contains CELSTRAKT Reagent grade B reagent, or Natrosol 250 HHBR reagent, or Hydroceme C reagent, or their analogues.
Тампонажный материал дополнительно содержит газообразный агент - инертный газ, в количестве, обеспечивающем плотность аэрированного пеноцементного тампонажного материала 900-1500 кг/м3.The grouting material additionally contains a gaseous agent - an inert gas, in an amount providing a density of aerated foam cement grouting material of 900-1500 kg / m 3 .
Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет определенного подбора компонентов (качественного и количественного) в заявляемом пеноцементном тампонажном материале, т.е. этот результат обусловлен синергетическим эффектом от взаимодействия различных компонентов.The achievement of the specified technical result is ensured by a certain selection of components (qualitative and quantitative) in the inventive foam cement grouting material, i.e. this result is due to the synergistic effect of the interaction of various components.
Приведенный технический результат достигается за счет следующего.The technical result is achieved due to the following.
Введение в заявляемый материал пенообразователя оксиэтилированного спирта со степенью оксиэтилирования 6-12 и числом метиленовых групп 10-20 в комплексе с гидроксиэтилцеллюлозой, предложенным понизителем водоотдачи и редиспергируемым латексом способствует формированию высокостабильной пенной системы.The introduction into the inventive material of a foaming agent of ethoxylated alcohol with a degree of hydroxyethylation of 6-12 and the number of methylene groups 10-20 in combination with hydroxyethyl cellulose, proposed fluid loss reducer and redispersible latex promotes the formation of a highly stable foam system.
Указанный пенообразователь обладает достаточно высокой пенообразующей способностью в цементных растворах, независимо от состава и концентрации солей-ускорителей, при этом, практически не оказывая влияние на прочностные характеристики образующегося цементного камня.The specified foaming agent has a sufficiently high foaming ability in cement mortars, regardless of the composition and concentration of accelerator salts, while practically without affecting the strength characteristics of the resulting cement stone.
Указанный понизитель водоотдачи является наиболее эффективным понизителем фильтрации, при этом слабо загущает цементный раствор и толерантен к электролитам.The specified fluid loss reducer is the most effective filtration reducer, while it slightly thickens the cement mortar and is tolerant to electrolytes.
Благодаря использованию в материале редиспергируемого латекса улучшается сцепление цемента с колонной и породой, увеличивается прочность на растяжение и изгиб, пластичность материала, а также повышается тиксотропия и водоудерживающая способность.Thanks to the use of redispersible latex in the material, the adhesion of cement to the column and rock is improved, tensile and bending strength, ductility of the material are increased, and thixotropy and water retention capacity are increased.
Использование в составе гидроксиэтилцеллюлозы позволяет повысить вязкость жидкой фазы, увеличивая тем самым стабильность пены, а также снизить водоотдачу и повысить седиментационную устойчивость тампонажного материала.The use of hydroxyethyl cellulose in the composition allows to increase the viscosity of the liquid phase, thereby increasing the stability of the foam, as well as reduce water loss and increase the sedimentation stability of grouting material.
Пенообразующая способность предлагаемого пеноцементного тампонажного материала с гидроксиэтилцеллюлозой и редиспергируемым латексом выше, чем при их отсутствии.The foaming ability of the proposed foam cement grouting material with hydroxyethyl cellulose and redispersible latex is higher than in their absence.
Использование в качестве ускорителя схватывания водорастворимых солей кальция: нитрата, формиата или хлорида кальция, позволяет регулировать сроки схватывания тампонажного материала в широком диапазоне значений. Кроме того, безхлоридные соли (нитрат и формиат кальция) не вызывают коррозии металла обсадной колонны.The use of water-soluble calcium salts as an accelerator for setting: nitrate, formate or calcium chloride allows you to adjust the setting time of cementing material in a wide range of values. In addition, chloride-free salts (calcium nitrate and formate) do not corrode casing metal.
Плотность пеноцементного тампонажного материала в диапазоне 900-1500 кг/м3 является достаточной для создания гидростатического равновесия скважина - пласт в условиях большинства месторождений России.The density of the foam cement grouting material in the range of 900-1500 kg / m 3 is sufficient to create a hydrostatic balance of the well-formation in the majority of Russian fields.
Для получения заявляемого пеноцементного тампонажного материала использовали следующие реагенты:To obtain the inventive foam cement grouting material used the following reagents:
Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующим примером.The possibility of carrying out the claimed invention is confirmed by the following example.
Для приготовления предлагаемого материала (без учета газообразного агента) вначале готовили жидкость затворения: брали 480,0 г воды и при постоянном перемешивании в смесительной установке добавляли 20,0 г хлорида кальция, перемешивали в течение 10 минут. Далее при постоянном перемешивании вводили в жидкость затворения заранее приготовленную сухую смесь, состоящую из портландцемента ПЦТ-I-G-CC-1 - 1000,0 г; понизителя водоотдачи - реагента FL-1 - 4,0 г; гидроксиэтилцеллюлозы - реагента Natrosol HHBR - 1,0 г; редиспергируемого латекса - реагента Vinnapas 5043N - 10 г, и смесь перемешивали в течение 45 минут. В полученный состав добавляли оксиэтилированный жирный спирт - реагент OXETAL 800/85 - 5,0 г, перемешивали в течение 15 минут при 100 оборотах в минуту для получения пеноцементного материала без газообразного агента, либо при 400 оборотах для получения пеноцементного тампонажного материала с газообразным агентом (воздухом).To prepare the proposed material (excluding the gaseous agent), a mixing liquid was first prepared: 480.0 g of water was taken and 20.0 g of calcium chloride was added to the mixing unit with constant stirring and mixed for 10 minutes. Then, with constant stirring, a pre-prepared dry mixture consisting of Portland cement PCT-I-G-CC-1 - 1000.0 g; was introduced into the mixing liquid; fluid loss reducer - reagent FL-1 - 4.0 g; hydroxyethyl cellulose - Natrosol HHBR reagent - 1.0 g; redispersible latex - Vinnapas 5043N reagent - 10 g, and the mixture was stirred for 45 minutes. OXETAL 800/85 - 5.0 g reagent was added to the resulting composition, 5.0 g was mixed, stirred for 15 minutes at 100 rpm to obtain a foam-cement material without a gaseous agent, or at 400 rpm to obtain a foam-cement grouting material with a gaseous agent ( by air).
В результате получили пеноцементный тампонажный материал со следующим соотношением компонентов, мас. ч.: портландцемент тампонажный - 100,0; вода - 48,0; ускоритель схватывания - 2,0; гидроксиэтилцеллюлоза - 0,1; понизитель водоотдачи - 0,4; редиспергируемый латекс - 1,0; пенообразователь - 0,5.The result was a foam cement grouting material with the following ratio of components, wt. h: Portland cement grouting - 100.0; water - 48.0; setting accelerator - 2.0; hydroxyethyl cellulose - 0.1; water loss reducer - 0.4; redispersible latex - 1.0; the foaming agent is 0.5.
Пеноцементные тампонажные материалы с другим количественным соотношением компонентов готовили аналогичным образом.Foam cement grouting materials with a different quantitative ratio of components were prepared in a similar way.
В таблице 1 приведены данные о содержании компонентов в исследованных составах (без учета газообразного агента).Table 1 shows the data on the content of components in the investigated compositions (excluding gaseous agent).
По общеизвестным методикам определяли технологические свойства предлагаемого и известного тампонажного раствора, а также физико-механические свойства образующегося из него тампонажного камня (таблица 2 - пеноцементный материал без учета газообразного агента, таблица 3 - пеноцементный материал с учетом газообразного агента).Using well-known methods, the technological properties of the proposed and well-known grouting mortar were determined, as well as the physicomechanical properties of the grouting stone formed from it (table 2 — foam-cement material without taking into account the gaseous agent, table 3 — foam-cement material with allowance for the gaseous agent).
Сравнительная оценка некоторых параметров пеноцементных материалов проводится на основании сравнения соответствующих характеристик пеноцементных материалов без учета газообразного агента (например, чем ниже растекаемость пеноцементного материала без газообразного агента, тем ниже растекаемость пеноцементного материала с газообразным агентом, при прочих равных условиях). Для сравнения были взяты образцы прототипа и разработанного тампонажного материала с максимально схожим составом: составы 1 и 4 (таблица 1).A comparative assessment of some parameters of foam cement materials is carried out on the basis of a comparison of the corresponding characteristics of foam cement materials without taking into account the gaseous agent (for example, the lower the spreadability of the foam cement material without a gaseous agent, the lower the spreadability of the foam cement material with a gaseous agent, ceteris paribus). For comparison, samples of the prototype and developed grouting material with the most similar composition were taken: compositions 1 and 4 (table 1).
Известно, что применение тампонажных материалов с высокими реологическими и фильтрационными характеристиками может привести к превышению технологически допустимого давления во время их закачки в кольцевое пространство.It is known that the use of grouting materials with high rheological and filtration characteristics can lead to an excess of technologically permissible pressure during their injection into the annular space.
Из данных, приведенных в таблице 2, следует, что пластическая вязкость и динамическое напряжение сдвига предлагаемого материала заявленного состава без газообразного агента значительно ниже аналогичных показателей прототипа.From the data shown in table 2, it follows that the plastic viscosity and dynamic shear stress of the proposed material of the claimed composition without a gaseous agent is significantly lower than similar parameters of the prototype.
Пластическая вязкость предлагаемого состава составляет 167 мПа⋅с (образец 1), прототипа - 165 мПа⋅с (образец 4). Динамическое напряжение сдвига предлагаемого состава 98 дПа, прототипа - 888 дПа.The plastic viscosity of the proposed composition is 167 MPa⋅s (sample 1), prototype - 165 MPa⋅s (sample 4). The dynamic shear stress of the proposed composition 98 dPa, prototype - 888 dPa.
Следовательно, и реологические характеристики вспененного материала предлагаемого состава лучше.Therefore, the rheological characteristics of the foam material of the proposed composition is better.
Оценка фильтрационных характеристик пеноцементного материала предлагаемого состава также проводилась на основании показателей цементных растворов без газообразного агента: водоотдача предлагаемого материала значительно ниже.Assessment of the filtration characteristics of the foam cement material of the proposed composition was also carried out on the basis of the performance of cement mortars without a gaseous agent: the water loss of the proposed material is much lower.
Водоотдача прототипа выше в 12,4 раза (предлагаемый материал (образец 1) - 20 мл, прототип (образец 4) - 247 мл).The water loss of the prototype is 12.4 times higher (the proposed material (sample 1) is 20 ml, the prototype (sample 4) is 247 ml).
Таким образом, область применения пеноцементного материала заявленного состава значительно шире (по сравнению с прототипом), так как предлагаемый материал может быть использован при больших глубинах, меньших кольцевых зазорах, меньших пластовых давлениях и меньших давлениях гидроразрыва горных пород.Thus, the scope of the foam cement material of the claimed composition is much wider (compared with the prototype), since the proposed material can be used at greater depths, smaller annular gaps, lower reservoir pressures and lower fracture pressures of rocks.
Сравнение прочностных характеристик проводилось на вспененных образцах. Для сравнения были взяты образцы с максимально схожим составом и равной плотностью как пеноцементного материала без газообразного агента, так и пеноцементного материала с учетом газообразного агента (образцы 1 и 4 таблица 1). Анализ показал, что прочность на сжатие и прочность на изгиб пеноцементного материала заявленного состава значительно выше. Прочность на сжатие выше в 1,3 раза (предлагаемый состав (образец 1) - 4,7 МПа, прототип (образец 4) - 3,7 МПа). Прочность на изгиб выше в 1,6 раза (предлагаемый состав (образец 1) - 1,9 МПа, прототип (образец 4) - 1,2 МПа).Comparison of strength characteristics was carried out on foamed samples. For comparison, samples were taken with the most similar composition and equal density of both a foam cement material without a gaseous agent and a foam cement material taking into account a gaseous agent (samples 1 and 4 of table 1). The analysis showed that the compressive strength and flexural strength of the foam cement material of the claimed composition is much higher. The compressive strength is 1.3 times higher (the proposed composition (sample 1) - 4.7 MPa, prototype (sample 4) - 3.7 MPa). The bending strength is 1.6 times higher (the proposed composition (sample 1) is 1.9 MPa, the prototype (sample 4) is 1.2 MPa).
Из вышесказанного следует, что стабильность, растекаемость, реологические, фильтрационные и прочностные характеристики предлагаемого материала значительно лучше свойств известных тампонажных материалов. Указанные преимущества позволяют получить более прочный и долговечный контакт пеноцемента с горной породой и обсадной колонной во всем интервале цементирования.From the foregoing, it follows that the stability, flowability, rheological, filtration and strength characteristics of the proposed material is much better than the properties of well-known cementing materials. These advantages make it possible to obtain more durable and durable contact of foam cement with rock and casing over the entire cementing interval.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017113656A RU2654112C1 (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Foam cement backfill material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017113656A RU2654112C1 (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Foam cement backfill material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2654112C1 true RU2654112C1 (en) | 2018-05-16 |
Family
ID=62152791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017113656A RU2654112C1 (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Foam cement backfill material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2654112C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710650C1 (en) * | 2019-01-09 | 2019-12-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Fast-setting aerated plugging material for installation of bridges in overproductive intervals |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3474866A (en) * | 1965-10-23 | 1969-10-28 | Fenix & Scisson Inc | Method of and means for sealing casing strings |
| RU2176308C2 (en) * | 2000-04-14 | 2001-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" | Oil-well foam cement composition |
| RU2392245C1 (en) * | 2008-12-26 | 2010-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "ВЕФТ" | Dry mortar for preparation of cellular concrete |
| RU2542063C1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Grouting composition for insulation of zones of intensive absorption |
| RU2553753C1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" (ООО "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ") | Insulating composition for protection from intensive absorption in intervals of fissured rocks |
-
2017
- 2017-04-19 RU RU2017113656A patent/RU2654112C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3474866A (en) * | 1965-10-23 | 1969-10-28 | Fenix & Scisson Inc | Method of and means for sealing casing strings |
| RU2176308C2 (en) * | 2000-04-14 | 2001-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" | Oil-well foam cement composition |
| RU2392245C1 (en) * | 2008-12-26 | 2010-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "ВЕФТ" | Dry mortar for preparation of cellular concrete |
| RU2542063C1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Grouting composition for insulation of zones of intensive absorption |
| RU2553753C1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" (ООО "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ") | Insulating composition for protection from intensive absorption in intervals of fissured rocks |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710650C1 (en) * | 2019-01-09 | 2019-12-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Fast-setting aerated plugging material for installation of bridges in overproductive intervals |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1175378B1 (en) | Foamed well cement slurries, additives and methods | |
| US5133409A (en) | Foamed well cementing compositions and methods | |
| US5897699A (en) | Foamed well cement compositions, additives and methods | |
| US7191834B2 (en) | Foamed cement compositions and associated methods of use | |
| CN106431052B (en) | Foam stabilizer composition and its application and foam slurry and its compositions of additives and application | |
| RU2434923C1 (en) | Backfilling composition for installation of kick-off support bridges | |
| US7435768B2 (en) | Foamed cement slurry | |
| RU2654112C1 (en) | Foam cement backfill material | |
| RU2591058C1 (en) | Weighted grouting mortar | |
| RU2691427C1 (en) | Gas-cement backfill composition | |
| EP0204370A1 (en) | Foamable hydraulic cement compositions and methods of using same | |
| RU2623759C1 (en) | Foam-cementing plugging material for boreholes fixation | |
| RU2710650C1 (en) | Fast-setting aerated plugging material for installation of bridges in overproductive intervals | |
| JP6285161B2 (en) | Admixture for underwater concrete, underwater concrete, and method for producing underwater concrete | |
| RU2322476C1 (en) | Liquid for hydraulic seam rupture | |
| RU2215124C1 (en) | Method of preparation of light-weight grouting mortar | |
| RU2004771C1 (en) | Compound for shutoff of formation water | |
| RU2320694C1 (en) | Aerated grouting mortar | |
| RU2710862C1 (en) | Composition for isolating water influx into well | |
| RU2667254C1 (en) | Composition for isolating water inflow in well with low formation temperature (variants) | |
| RU2706150C1 (en) | Gelling compound for isolating water inflows into well | |
| RU2109924C1 (en) | Weighted plugging solution | |
| RU2194149C1 (en) | Complex reagent for plugging mortars | |
| RU2531708C1 (en) | Foaming composition | |
| RU2700125C2 (en) | Polymer-containing reagent for cement-polymer solution |