SU1148975A1

SU1148975A1 - Тампонажный раствор

Info

Publication number: SU1148975A1
Application number: SU833670180A
Authority: SU
Inventors: Олег Константинович Ангелопуло; Давидович Ан@Леонид; Вячеслав Степанович Бакшутов; Марсель Янович Бикбау; Борис Израилевич Нудельман
Priority date: 1983-10-06
Filing date: 1983-10-06
Publication date: 1985-04-07

Abstract

ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, содержащий портландцементный клинкер, ингибирующую добавку и жидкость затворени , о тличающийс тем, что, с целью повьшени коррозионной стойкости цементного камн с к сульфатной и сероводородной агрессии , он содержит в качестве жидкости затворени 5-10%-ньй водный раствор MgSO при следующем соотношении компонентов , мас.%: Портландцементный клинкер56 ,0-63,0 Ингибирующа добавка 6,0-11,0 5-10%-ный водный раствор MgSO 31,0-33,0 при этом Ингибирующа добавка содержит модифицированные серой окерманит i , мервинит Ca-MgSijOyS и белит Caj SiOjS, а также сульфид сл кальци при следующем соотношении компонентов, мас.%: CZ Окерманит Са2М§8120б5 12,6-60,9 Мервинит CajMgSijO S 12,3-58,7 Белит Ca SiOjS 15,9-16,6 4 Сульфид кальци CaS 9,2-12,8 СХ) ел

Description

Изобретение относитс к тампонаж ным растворам и может быть использо вано в нефтегазодобьшающей промышле ности при цементировании нефт ных и газовых скважин в услови х сульфатн и сероводородной агрессии. Известны тампонажные растворы, в состав которых вход т портландцемен ный клинкер и комплексные добавки хромата кали и солей магни Cl2. Известны также тампонажные растворы , содержащие портландцементный клинкер и интибирующую химическую добавку, в составе которой имеютс |анионы 21. Недостаткой этих тампонажных раст воров вл етс недостаточна стойкость цементного камн на их основе к сульфатной и сероводородной агрессии . Наиболее близким по составу и тех нической сущности к изобретению вл етс тампонажньш раствор на основе портландцементного клинкера (8590 мас.%), ингибирующей добавки (обожженного магнезита 10-15 мас.%) и жидкости затворени З. Известный тампонажньй раствор характеризуетс высоким коэффициентом линейного расширени цементного тести при высокой прочности цементного камн . Основное расширение происходит в период пластического твердени и вследствие этого не создает деструктивных напр жений в теле цементного камн . Высока прочность цементного камн св зана с гидратацией окиси магни , получаемой из магнезита обжигом при 700-900 С. Вследствие низкой температуры обжига оксид магни вл етс гидратационно активным. Недостатком известного раствора вл етс низка стойкость цементного камн к сульфатной и сероводородной агрессии. Цель изобретени повышение коррозионной стойкости цементного камн к сульфатной и сероводородной агрессии . Поставленна цель достигаетс тем, что тампонажный раствор, содержащий портланддементный клинкер, ингибирующую добавку и жидкость затворени , в .качестве жидкости затворени содержит 5-10%-ный водвьйраствор MgSO при следукщем соотношении компонентов, мас.%: Портландцементный клинкер56 ,0-63,0 Ингибирующа добавка 6,0-И,О 5-10%-ньш водный раствор MgSO 31,0-33,0, при этом Ингибирующа добавка содержит модифицированные серой окерманит Ca MgSijOtS, мервинит Ca, и белит CajSiOjS, а также сульфид кальци при следующем соотношении компонентов, мас.%: Окерманит Ca-iMgSijO S 12,6-60,9 Мервинит CajMgSijOiiS 12,3-58,7 Белит Ca- SiOjS 15,9-16,6 Сульфид кальци CaS9,2-12,8 Ингибирующую добавку получают по низкотемпературной солевой технологии обжигом при 1000 - 1150 С в восстановительной среде углерода. В качестве активатора минералообра13овани используетс FeS2 или MgSO. Ингибирующа добавка характеризуетс высоким содержанием окерманита и мервинита , в кристаллической решетке которых часть атомов кислорода изоморфно замещена на атомы серы. Присутствие ионов серы в кристаллической решетке синтезированных минералов в сочетании с высоким содержанием позвол ет повысить устойчивость минералов к сероводородной коррозии. Гидратационна активность окерманита и мервинита ниже активности алита и белита портландцементного клинкера, поэтому их гидратаци происходит в паровом пространстве цементного камн . При гидратации окерманита и мервинита образуютс гидросиликаты типа СгСН,Мз82Н2, CgSjHj , которые, откладьша сь в порах цементного камн , оказывают кольматирующее воздействие и уплотн ют цементный камень, Белит, модифицированный серой, сульфид кальци (CaS) также обладают низкой гидратационной активностью, но, име более высокую стойкость к воздействию сероводорода, усиливают кольматирующий эффект ингибирующей добавки. Приведенный фазовый состав и соотношение минералов в ингибирующей добавке определ ют новое свойство цементного камн на основе портландцементного клинкера и ингиоирующей добавки,.- высокую коррозионную стойкость при сероводородной агрессии. В табл. 1иЗ приведены составы сырьевых смесей и фазовый состав спеков. Химический состав исходных компонентов дл сырьевых смесей приве в табл.2. После совместного помода компонентов , приготовленные смеси брике руют и подвергают обжигу при 11001150 С с изотермической вьщержкой 2ч, В результате обжига из каждой смеси получают спеки с различным с держанием синтезируемых минералов окерманита, мервинита модифициров ньк серой. Методами оптического и рентгено фазового анализов определен минера логический состав спеков, который приведен в табл.3. В табл.4 приведены исследованные составы. Использование 10%-ных водных растворов MgSO в качестве жидкост затворени повышает гидратационную активность минералов ингибирукнцей до бавки и способствует увеличению коррозионной стойкости цементного камн . Пример. Берут 560 г пор ландцементного клинкера и 110 г |Ингкбирукш 1ей добавки, например С, , имеющей состав, указанный в табл. После совместного помола указанных компонентов смесь затвор ют 330 г 10%-ного водного раствора MgSO. Затем определ ют основные технологические свойства раствора и готов т образцы дл определени физико-механических свойств цементного камн и его коррозионной стойкости. Приготовление других составов осуществл етс таким же образом и отличаетс лишь содержанием компонентов. Результаты испытани приведены в табл.5. Образцы выдерживаютс в 10%-ном растворе MgSO и среде, содержащей 400 см/дм HjS при 22°С. Тампонажный раствор имеет следующие основные технологические свойства: растекаемость не менее 18 см, начало схватывани не ранее 2 ч, конец схватывани не позднее 8ч. Как видно из приведенных данных, тампонажный раствор обладает необходимыми технологическими свойствами, а цементный камень на его основе имеет высокую коррозионную стойкость к сульфатной и сероводородной агрессии , что дает возможность использовать цементы на основе портландцементного клинкера дл цементировани нефт ных и газовых скважин при высокой минерализации пластовой воды ионами Mg, , НгЗ.

Таблица 1

6,34 1,24 0,60 49,22 0,99 52,35 12,ЗЗ 4,66 10,20 3,00 не менее 98% основного продукта

не менее 97% основного продукта

не менее 90% основного продукта

ческии

60,90

12,30

16,60 Портландцементный клинКер Ингибирующа добавка 10%-ный водный раствор MgSO, 33 33 33

Таблица 2

0,1

0,32

. 73 12,71 4,08 0,5

Таблица 3

12,6 58,7

9,20 12,80 15,90

Таблица 4 59 59 59 63 63 С, С 2 Cj С С 32 32 32 31 31

Таблица 5

Известный

Продолжение табл. 5

Claims

ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, содержащий портландцементный клинкер, ингибирующую добавку и жидкость затворения, о тличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости цементного камня г к сульфатной и сероводородной агрессии, он содержит в качестве жидкости затворения 5-10%-ный водный раствор MgSO^ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцементный клинкер 56,0-63,0

Ингибирующая добавка 6,0-11,0 5-10%-ный водный раствор MgSO₄ 31,0-33,0 при этом ингибирующая добавка содержит модифицированные серой окерманит Ca₂MgSi₂O_bS, мервинит CajMgSi₂0₇S и белит Ca₂SiO₃S, а также сульфйд кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:

<g

Окерманит Ca₂MgSi₂O₆ S 12,6-60,9 Мервинит Ca₃MgSi₂O₇S 12,3-58,7 Белит Ca₂SiOj S 15,9-16,6 Сульфид кальция CaS 9,2-12,8

SU .,,,1148975 >