SU1435764A1

SU1435764A1 - Расшир ющийс тампонажный материал

Info

Publication number: SU1435764A1
Application number: SU864077103A
Authority: SU
Inventors: Валентин Исаакович Корнеев; Наталия Николаевна Шестопалова; Ирина Александровна Одинцова; Юрий Васильевич Никифоров; Ирина Николаевна Клячкина
Priority date: 1986-04-09
Filing date: 1986-04-09
Publication date: 1988-11-07

Abstract

Изобретение относитс к креплению нефт ных и газовых скважин, в частности скважин, в продукции которых содержатс кислые компоненты. Цель изобретени - повышение коррозионной стойкости расшир ющегос тампонажно- го материала в кислых средах, снижение капилл рной пористости и ранн стабилизаци расширени цементного камн на его основе. Материал включает портландцементный клинкер, шлаковый, сульфатсодержащий и глино- земсодержащий компоненты. В качестве последнего используют белый пшам, образующийс на стадии глубокого обескремнивани алюминатных растворов при производстве глинозема методом спекани из высококремнкстых гли- ноземсодержащих руд. Тампонажный материал имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: белый шлам 4,0 - 8,0; сульфатсодержащий компонент (SOj) 2,0-5,0; шлаковый компонент 10,О-15,и; портландцементный клинкер остальное. Кинетика взаимодействи алюминатных фаз материала с гипсом определ ет раннюю стабилизацию расширени цементного камн и его высокую р.анНюю прочность. Избыток сульфатсо- держащего компонента позвол ет св зать все алюминатные фазы материала в трисульфогидроалюминат кальци ,что обеспечивает высокую сульфатостой- кость тампонажной композиции и устойчивость ее к сероводородной агрессии. Высока основность шлаковой составл ющей придает материалу стойкость к магнезиальной коррозии. Повьшгение общего модул основности способствует увеличению прочности и плотности цементного камн в поздние сроки твердени . 4 табл. (О (Л 4;: со СП О5 4

Description

Изобретение относитс к креплению нефт ных и газовых скважин, в частности , к коррозионностойким тампонаж- ным материалам, предназначенным дл скважин, в продукции которых содержат с кислые компоненты.

Цель изобретени - повышение коррозионной стойкости расшир ющегос тампонажного материала в кислых ере- дах, снижение капилл рной пористости и ранней стабилизации расгаирени цементного камн на его основе,

В изобретении возможно применение портландцементного клинкера актив- ностью не ниже 40,0 МПа,

В качестве шлакового компонента возможно применение любых материалов этого вида, имеющих модуль основности не менее 1,10 и используемых в це ментной промьшшенности в качестве активных минеральных добавок,

В качестве сульфатсодержащего компонента возможно использование природного двуводного гипса, фосфогип- са и борогипса.

Отличительным признаком изобретени вл етс применение в составе в жущего белого пшама глиноземного ; производства, образующегос в качест ве отхода на стадии глубокого обеск- ; ремнивани алюминатных растворов при { производстве глинозема марок Го и I Гоо методом спекани н: из высококрем- 1 нистых глиноземсодержащих руд, :. Белый DuiaM имеет следующий фазо- I вый состав, мас.%:

Карбонизи- : рованный

гидроалю-

минат кальци с показател ми преломлени riQ - 1,554 и

Пе 1,53830-70

Гидрогранаты переменного / состава с показателем преломлени не более п 1,61830-70

Технологические примесиОстальное

Химический состав белого шлама:| СаО 44,88 - 5А,77; 16,6 - - 19,43; FeiOj 0,25 - 0,50; SiO 0,80 - 1,84; MgO 0,40 - 1,20; Е,0 0,07- 0,85; п.п.п. 26,50 - 31,91.

0

5

0 5

0

5

0

5

Основные фазовые доставл ющие белого шлама взаимодействуют с суль- фатсодержащим компонентом, образу кремнезем- и карбонатсодержащий три- сульфогидроалюминат кальци (ТГСАК). Наличие в составе трисульфогидроалю- мината кальци пр51месных ионов (SiO и определ ет изменение габитуса кристаллов соединени , причем форма, размер кристаллов, их высокоразвита поверхность «обеспечивают кальматацию капилл рных пор образующегос гидратационного каркаса и снижают общую пористость камн на основе расшир ющегос тампонажного материала (РТМ), а соответственно по- вьшают непроницаемость монолита.

Кинетика взаимодействи алюминатных фаз РТМ с гипсом определ ет раннюю стабилизацию расширени цементного камн и его высокую раннюю прочность .

Избыток сульфатсодержащего компонента позвол ет полностью св зать ; все апюминатные фазы РТМ в ТГСАК и, таким образом, обеспечиваетс высока сульфатостойкость тампонажной композиции, а также устойчивость ее к сероводородной агрессии, котора определ етс , нар ду с ТГСАК, присутствием в составе цемента низкоосновных гидросиликатов кальци , образующихс при гидратации минералов шлаковой составл ющей.

Высока основность шлаковой составл ющей п}эидает РТМ стойкость к магнезиальной коррозии.

Положительным качеством тампондж-. ного цемента с белым шламом вл етс также повьшени© общего модул основности , что способствует повьштению прочности и плотности цементного камн в поздние срокИ твердени .

Использование расшир ющегос тампонажного материала позвол ет получить в интервале температур коррозионно-стойкую расшир ющуюс композицию с высокой прочностью на изгиб и низкой капилл рной пористостью, , соответственно, высокой непроницаемостью , что обеспечивает повьше-- ние надежности креплени нефт ных и газовых скважин, в продукции которых содержатс кислые компоненты.

П р и м е р, В лабораторных услови х были получены и испытаны .по ГОСТу двенадцать составов РТМ. РТМ приготавливают совместным измепьчением в стандартной лабораторной мельнице портландцементного клинкера, гипса (природного двуводного или боро- гипса, или фосфогипса), шлака (передельного доменного или электротермо- фосфорного) и белого шлама до тонкости помола, соответствующей 10% остатка на сите № 008,

ции, а при содержании белого шлама более 8% (состав 5) повьшаетс в зкость композиции и несколько сокращаетс врем загустевани , что сопровождаетс снижением технологичности тампонажного раствора.

Сокращение содержани в составе РТМ шлакового компонента снижает рас

.загустевани и в зкость pacT-jQ текаемость

кость РТМ, ва cBbmie 1 с на проч характерис

20

25

30

вора РТМ определ ют на консистометре КЦ-3. Коррозионна стойкость камн на основе РТМ определ етс методом измерени прочности при погружении образцов в агрессивные растворы, Порис- is тость цементного камн определ етс по водопоглощению и методом ртутной П9рометрии на установке ГГ-ЗМ. Линейное расширение образцов замер ют на приборе МИНХ и ГП.

Составы РТМ и результаты физико- механических испытаний представлены в табл. 1 и 2.

Данные табл. 2 показывают, что:

коррозионна стойкость РТМ на 15-20% превышает сульфатостойкостъ и на 30% сероводородостойкость изве-. серого материала; пористость РТМ на 32% ниже, чем у известного материала, причем значительно (на 60%) ниже его капилл рна пористость, что обусловливает повьш1ение непроницаемости камн на основе РТМ;

линейное расширение в среднем не . уступает расширению известного материала . Однако следует.отметить,что, благодар активности фазовых составл ющих белого шлама, стабилизаци расширени наблюдаетс к двум суткам твердени , в отличие от 7 сут, у известного материала. Ранн стабилизаци расширени обеспечивает отсутствие деструктивных изменений в искусственном камне;

растекаемость и врем загустева- .с ни РТМ, особенно при повышенных температурах , по/звол ют отказатьс от применени добавок - замедлителей ох- ватывани , существенно ухудшающих качество композиции;

прочностные характеристики. РТМ, в среднем, на 25-30% выше, чем у известного материала, так как особенности кинетики образовани ТГСАК из белого шлама обусловливают высокую раннюю прочность композиций,

Введение в состав РТМ менее 4% белого шлама (состав 4) ведет к снижению линейного расширени компози35

40

50

55

jQ текаемость

0

5

0

is

с

5

0

и повьштает начальную в зкость РТМ, а увеличение его количества cBbmie 15% отрицательно сказываетс на прочностных и деформативных характеристиках РТМ,

Составы предлагаемого расшир юще- гос тампонажного материала приведены в табл,Г.

Состав известного тампонажного материала приведен в табл,2,

Сведени о кинетике линейного расширени РТМ представлены в табл.3.

Данные табл.З свидетельствуют о ранней стабилизации линейного расширени РТМ в широком температурном интервале.

В табл, 4 даны физико-механические характеристики расшир ющегос тампонажного материала.

Claims

Формула изобретени

Расшир ющийс тампонажный материал , включающий портландцементный клинкер, шлаковый, сульфатсодержащий и глиноземсодержащий компоненты,о т - личающийс тем, что, с целью повьш1ени его коррозионной стойкости в средах, снижени капилл рной пористости и ранней стабилизации расширени камн на его основе , он в качестве глиноземсодержа- щего компонента содержит белый шлам, образующийс на стадии глубокого обескремнивани алюм11натных растворов при производстве глинозема мёто-. дом спекани из высококремнистых гли- ноземсодержащих руд, при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Белый шлам гли5

ноземного

производства

Сульфатсодер-

жащий компонент

(% 30)

Шлаковый компонент

Портландцементный

клинкер

4,0-8,0

2,0-5,0 10,0-15,0

Остальное

.

Передельный шлак комбината I, Передельный шлак комбината II. Электротермофосфорный шлак,

I Таблица

905,02,52,5 1,1

8010,05,05,0 2,0

7015,07,57,5 3,3.

14357648

Таблица 3