RU2655077C1 - Composition of plugging action - Google Patents

Composition of plugging action Download PDF

Info

Publication number
RU2655077C1
RU2655077C1 RU2017114440A RU2017114440A RU2655077C1 RU 2655077 C1 RU2655077 C1 RU 2655077C1 RU 2017114440 A RU2017114440 A RU 2017114440A RU 2017114440 A RU2017114440 A RU 2017114440A RU 2655077 C1 RU2655077 C1 RU 2655077C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
portland cement
oil
cement
quartz sand
grain size
Prior art date
Application number
RU2017114440A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лариса Борисовна Сватовская
Анастасия Максимовна Сычева
Алексей Сергеевич Брыков
Сергей Владимирович Мякин
Максим Максимович Сычев
Шавкат Шамильевич Исхаков
Сергей Владимирович Зарин
Махмуд Абу-Хасан
Екатерина Владимировна Русанова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"
Priority to RU2017114440A priority Critical patent/RU2655077C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2655077C1 publication Critical patent/RU2655077C1/en

Links

Classifications

    • 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06—Quartz; Sand
    • 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
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the oil and gas production industry, namely to expanding oil wells, and can be used for cementing inter-column space in oil and gas wells, and also to the construction sphere for fastening elements of building structures, anchor bolts, decor elements. Composition of the plugging action contains a mixture of portland cement and cementing portland cement, quartz sand with grain size no more than 2.5 mm, pre-treated with a stream of accelerated electrons with an absorbed dose of 600 kGy, at the following components ratio, mass%: Portland cement 24–29, plugging Portland cement 3–5, specified quartz sand with grain size not more than 2.5 mm 68–71.
EFFECT: increase in linear expansion, compressive strength.
1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к расширяющимся тампонажным материалам, и может быть использовано при цементировании межколонного пространства в нефтяных и газовых скважинах, а также к строительной сфере для крепления элементов строительных конструкций, анкерных болтов, элементов декора.The invention relates to the oil and gas industry, namely to expanding grouting materials, and can be used for cementing annular space in oil and gas wells, as well as to the construction industry for fastening structural elements, anchor bolts, decor elements.

Известен тампонажный состав, который включает тампонажный портландцемент, расширяющуюся добавку (сульфоалюминатно-известковый спек), поверхностно-активное вещество (абиетат натрия) и термообработанную глину при следующем соотношении компонентов, мас. %: тампонажный портландцемент 49-74,9, сульфоалюминатно-известковый спек 5-20; абиетат натрия 0,1-1,0 (RU №2204694, Е21В 33/138, опубл. 20.05.2003).A well-known grouting composition, which includes grouting Portland cement, an expanding additive (sulfoaluminate-calcite cake), a surfactant (sodium abietate) and heat-treated clay in the following ratio of components, wt. %: grouting Portland cement 49-74.9, sulfoaluminate-calcareous cake 5-20; sodium abietat 0.1-1.0 (RU No. 2204694, ЕВВ 33/138, publ. 05.20.2003).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав тампонирующего действия, содержащий, мас. %: минеральное вяжущее - напрягающий, глиноземистый, гипсоглиноземистый цемент, портландцемент, известь, соль кремниевой или фосфорной кислоты или их смесь 50-95 и расширяющуюся добавку - продукт взаимодействия кислоты и/или основания с цементом 5-50 (RU №2341624, Е04В 1/68, С09К 3/10, С09К 8/467, С04В 28/00, опубл. 20.12.2008).Closest to the proposed invention is a tamponizing composition containing, by weight. %: mineral binder - tensile, alumina, gypsum-alumina cement, Portland cement, lime, a salt of silicic or phosphoric acid or a mixture of 50-95 and an expanding additive - the product of the interaction of acid and / or base with cement 5-50 (RU No. 2341624, Е04В 1 / 68, С09К 3/10, С09К 8/467, С04В 28/00, published on December 20, 2008).

Недостатками данных изобретений являются низкое линейное расширение и прочность на сжатие тампонажного камня.The disadvantages of these inventions are low linear expansion and compressive strength of cement stone.

Задачей настоящего изобретения является создание нового состава тампонирующего действия, обеспечивающего улучшение физико-механических характеристик тампонажного камня, а именно увеличение линейного расширения и прочности на сжатие.The present invention is the creation of a new composition of the plugging action, providing an improvement in the physico-mechanical characteristics of the cement stone, namely an increase in linear expansion and compressive strength.

Технический результат достигается тем, что состав тампонирующего действия содержит минеральное вяжущее и расширяющуюся добавку, в качестве минерального вяжущего содержит смесь портландцемента и тампонажного портландцемента, а в качестве расширяющейся добавки кварцевой песок с размером зерен не более 2,5 мм, предварительно обработанный потоком ускоренных электронов с величиной поглощенной дозы 600 кГр, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical result is achieved in that the composition of the plugging action contains a mineral binder and an expanding additive, as a mineral binder contains a mixture of Portland cement and grouting Portland cement, and as an expanding additive quartz sand with a grain size of no more than 2.5 mm, pre-treated with a stream of accelerated electrons with the absorbed dose of 600 kGy, in the following ratio of components, wt. %:

портландцементPortland cement 24-29,24-29, тампонажный портландцементcement Portland cement 3-53-5 указанный кварцевый песок с размером зерен не более 2,5 ммspecified quartz sand with a grain size of not more than 2.5 mm 68-7168-71

Пример конкретного выполненияConcrete example

1. Кварцевый песок следующего фазово-минералогического состава: 60-65% - зерна кварца; 30-35% - зерна кварц-полевошпатной природы; примерно 5% зерна плагиоклаза с размером зерен не более 2,5 мм. Кварцевый песок может использоваться различных поставщиков, например ЗАО «Кварцит» (Московская обл.), ОАО «Раменский ГОК» (Московская обл.), ЗАО «Неболчинское карьероуправление» (Новгородская обл.). Кварцевый песок подвергают предварительной электронно-лучевой обработке с применением плазменных разрядов с использованием резонансно-трансформаторного ускорителя электронов РТЭ-1 В при энергии электронов 900кэВ, токе 1 мА и значении поглощенной дозы 600 кГр.1. Quartz sand of the following phase-mineralogical composition: 60-65% - quartz grains; 30-35% - grains of quartz-feldspar nature; approximately 5% of plagioclase grain with a grain size of not more than 2.5 mm. Quartz sand can be used by various suppliers, for example, Kvartsit CJSC (Moscow Region), Ramensky GOK OJSC (Moscow Region), Nebolchinsky Quarry Management CJSC (Novgorod Region). Quartz sand is subjected to preliminary electron beam processing using plasma discharges using a resonant transformer electron accelerator RTE-1 V at an electron energy of 900 keV, a current of 1 mA and an absorbed dose of 600 kGy.

2. Готовят образцы цементно-песчаного тампонажного раствора при водо-цементном отношении - 0,3. При этом используется пикалевский портландцемент ПЦ400 Д0-Д20 или ПЦ500 Д0-Д20, тампонажный портландцемент ПЦТ I следующих производителей, например ООО «ЦЕМТЕХ», г. Санкт-Петербург, ООО «Уральский завод строительных материалов», ООО «Екатеринбургский цементный завод», и предварительно обработанный потоком ускоренных электронов кварцевый песок с величиной поглощенной дозы 600 кГр.2. Prepare samples of cement-sand cement slurry with a water-cement ratio of 0.3. In this case, Pikalevsky portland cement PTs400 D0-D20 or PTs500 D0-D20, grouting portland cement PTsT I of the following manufacturers are used, for example, LLC CEMTECH, St. Petersburg, LLC Ural Plant of Building Materials, LLC Yekaterinburg Cement Plant, and silica sand pretreated with a stream of accelerated electrons with an absorbed dose of 600 kGy.

3. После набора образцами марочной прочности оценивают их физико-технические показатели в соответствии с ГОСТ 26798.1-96 и ГОСТ 310.4-81, результаты представлены в табл.3. After a set of samples of vintage strength, their physical and technical indicators are evaluated in accordance with GOST 26798.1-96 and GOST 310.4-81, the results are presented in table.

Из таблицы видно, что наилучшими физико-механическими характеристиками обладают образцы тампонажного состава с кварцевым песком, обработанным потоком ускоренных электронов с дозой 600 кГр. Активирующий эффект связан с тем, что при электронно-лучевой обработке изначально инертный заполнитель в виде кварцевого песка становится реакционно-способным и образует с щелочными соединениями поровой жидкости в смеси расширяющийся щелочно-силикатный гидрогель, приводящий к увеличению линейного расширения образцов. Увеличение прочностных характеристик связано с дополнительным взаимодействием силикатного гидрогеля с гидроксидом кальция с образованием новых гидросиликатов кальция, что упрочняет систему.The table shows that the best physico-mechanical characteristics have samples of cement composition with quartz sand, treated with a stream of accelerated electrons with a dose of 600 kGy. The activating effect is due to the fact that during electron beam treatment, an initially inert aggregate in the form of quartz sand becomes reactive and forms an expanding alkaline silicate hydrogel with alkaline compounds of the pore liquid in the mixture, leading to an increase in the linear expansion of the samples. The increase in strength characteristics is associated with an additional interaction of silicate hydrogel with calcium hydroxide with the formation of new calcium hydrosilicates, which strengthens the system.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (2)

Состав тампонирующего действия, содержащий портландцемент, песок, отличающийся тем, что дополнительно содержит тампонажный портландцемент, а в качестве песка содержит кварцевой песок с размером зерен не более 2,5 мм, предварительно обработанный потоком ускоренных электронов с величиной поглощенной дозы 600 кГр, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The composition of the plugging action containing Portland cement, sand, characterized in that it additionally contains cement Portland cement, and as sand contains quartz sand with a grain size of not more than 2.5 mm, pre-treated with an accelerated electron stream with an absorbed dose of 600 kGy, in the following ratio components, wt. %: портландцементPortland cement 24-29,24-29, тампонажный портландцементcement Portland cement 3-53-5 указанный кварцевый песок с размером зерен не более 2,5 ммspecified quartz sand with a grain size of not more than 2.5 mm 68-7168-71
RU2017114440A 2017-04-25 2017-04-25 Composition of plugging action RU2655077C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114440A RU2655077C1 (en) 2017-04-25 2017-04-25 Composition of plugging action

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114440A RU2655077C1 (en) 2017-04-25 2017-04-25 Composition of plugging action

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2655077C1 true RU2655077C1 (en) 2018-05-23

Family

ID=62202078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017114440A RU2655077C1 (en) 2017-04-25 2017-04-25 Composition of plugging action

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655077C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU981276A1 (en) * 1981-01-16 1982-12-15 Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина Method for processing quartz sand
SU1654540A1 (en) * 1988-04-20 1991-06-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Grouting mixture
RU2281925C1 (en) * 2004-12-31 2006-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" Ceramic mixture
RU2341624C2 (en) * 2005-12-12 2008-12-20 Наталья Александровна Кудинова Grouting compound and method of production
RU2375552C2 (en) * 2007-12-14 2009-12-10 Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" High-temperature reinforced plugging cement
US8895487B2 (en) * 2013-01-11 2014-11-25 Halliburton Energy Services, Inc. Cement composition containing an additive of a pozzolan and a strength retrogression inhibitor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU981276A1 (en) * 1981-01-16 1982-12-15 Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина Method for processing quartz sand
SU1654540A1 (en) * 1988-04-20 1991-06-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Grouting mixture
RU2281925C1 (en) * 2004-12-31 2006-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" Ceramic mixture
RU2341624C2 (en) * 2005-12-12 2008-12-20 Наталья Александровна Кудинова Grouting compound and method of production
RU2375552C2 (en) * 2007-12-14 2009-12-10 Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" High-temperature reinforced plugging cement
US8895487B2 (en) * 2013-01-11 2014-11-25 Halliburton Energy Services, Inc. Cement composition containing an additive of a pozzolan and a strength retrogression inhibitor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA021569B1 (en) Mineral foam
JP2019085304A (en) Non-shrinkage grout composition, and non-shrinkage grout material
RU2544190C1 (en) Method to prepare haydite concrete mix
RU2014138999A (en) METHOD FOR PRODUCING CEMENT, mortars, concrete compositions containing fillers based on calcium carbonate, Organosilicon substance, the aforementioned "mixed filler" processed superplasticizer OBTAINED cement composition and cement materials and their application
JP2005179148A (en) Lightweight cellular concrete and its producing method
US11535559B2 (en) Engineered concrete binder composition comprising mechano-chemically modified component and method of producing the same
RU2655077C1 (en) Composition of plugging action
KR20140017247A (en) High durable cement for semi-rigid pavement having chloride resistant cement and semi-rigid pavement method using filling the same in asphalt with vibrating
RU2542028C1 (en) Magnesia plugging material and method for its production
KR20190127293A (en) Calcium sulfur aluminate high early strength material, and composition for low weight repair mortar comprising thereof
KR101203419B1 (en) Crack retardant mixture for cement mortar
JP2019043816A (en) Concrete composition and method of producing concrete composition
RU2652715C1 (en) Composition of plugging action
KR101110235B1 (en) Cement nothing addition concrete water soluble bonding agent and manufacturing method of concrete
JP2015189628A (en) Method of producing crack-reduced cement product and crack-reduced cement product
RU2530805C1 (en) Plugging material
RU2569422C1 (en) Wood-cement mix
RU2509741C1 (en) Concrete mixture
KR101943039B1 (en) Composition for high strength concrete panel with reduced shrinkage property and high strength concrete panel with reduced shrinkage property for inner or outer wall of building prepared by using the same
RU2616303C1 (en) Composition of raw materials mixture for manufacturing non-autoclaved aerated concrete
RU2395469C1 (en) Gabbro-diabase based mineral-alkaline binder
KR20200058640A (en) Calcium silicate inorganic insulations and fabrication method thereof
RU2795802C1 (en) Raw mixture for geopolymer foam concrete and method for its production
JP4409281B2 (en) Method for producing lightweight cellular concrete
RU2569657C1 (en) Raw mix for sulphated cement

Legal Events

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

Effective date: 20190426