SU817213A1 - Тампонажный материал дл "холод-НыХ" СКВАжиН - Google Patents

Description

(54) ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ХОЛОДНЫХ СВАЖИН

Изобретение относитс  к производ ству строительных материалов, в час ности, к материалам, пригодным дл  цементировани  нефт ных и газовых скважин, которые в процессе эксплуа тации могут изменить режим работы, например, дл  случаев, когда дальнейшей эксплуатацией осуществл етс  термическое воздействие на пласт Известен глиноземистый цемент дл цементировани  холодных скважин содержаний, вес.%: 27-50 Высокоалюминатный шлак 55-10 Двуводный А 1.2 О J 0,05-2,5 Антифриз 7-35 Отходы фенопластов Тампонажный цемент содержит моло тый гранулированный шлак и кварцевый песок. Но этот цемент не способен достаточно быстро затвердевать в холодных услови х. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс , например, тампонажна  термостойка  смесь дл  цементировани  холодных скважин, подлежащих последующей тер мообработке , затвердевающа  в холод ных услови х, и хорошо сохран юща  свою прочность при повЪ1Ш,ении температуры в услови х отсутстви  водн среды, т.е. когда нагревание сопровождаетс , высушиванием 2. Смесь содержит высокоактивное в жущее - глиноземистый цемент и кремнеземистый компонент - молотый кварцевый песок при следующем содержании компонентов , вес.%: Глиноземистый цемент 50-70 Молотый кварцевый песок30-50 Однако, при наличии гидротермаль ных условий в процессе термической обработки, т;е. водной или паровой среды, глиноземистый цемент склонен к перекристаллизации, сопровождающейс  значительным снижением прочности . Это объ сн етс  тем, что глиноземистый цемент при цементировании в холодных услови х образует метастабильные гидроалюминаты кальци , которые при высокой температуре во влажной среде перекристаллизовываютс  в шестиводный трехкальциевый гидроалюминат. Процесс перекристгшлизации приводит к снижению прочности и долговечности цементного камн . Цель изобретени  - повышение прочности и долговечности затвердевшего в услови х холодной скважины цементного камн  при последующей терм ческой обработке с сохранием гидротермальных условий, Указанна  цель достигаетс  тем, что известный тампонажный материал, содержащий высокоактивное в жущее и кремнеземистый компонент, дополни тельно содержит т -двухкальциевый силикат при следующем соотношении указанных компонентов, вес.%: Высокоактивное в жущее15-30 Т -двухкальциевый силикат40-70 Кремнеземистый компонент 15-30 В тампонажном материале можно вьаделить две составные части: высокоактивное в жущее; - -двухкальциевый силикат и кремнеземистый компонент . ВысокоактиЁное в жущее  вл етс  быстро твердеющей при температурах до составной частью тампонажного материала. В качестве высокоактивного в жущего может быть вз т например, портландцемент, глиноземи тый цемент, полуводный гипс и др. Втора  составна  часть - т -двух кальциевый силикат и кремнеземистый компонент твердеет при термической обработке в услови х сохранени  вла ности. До начала гидротермального воздействи  втора  составл юща  тампонажного материала не участвует в процессе твердени , остава сь инертным наполнителем. При цементировании скважин в хо лодных услови х твердение камн  обеспечивает перва  составл юща  высокоактивное в жущее, при этом происходит образование высокооснов ных гидросиликатов и гидроалюмофер ритов кальци . Втора  составл юща  - смесь Т -двухкальциевого силиката и кремнеземистого компонента на этом эта пе в процессе твердени  не участву ет, так как двухкальциевый силикат малоактивен и в температурных усло ви х холодных скважин не гидроти руетс . При гидротермальном воздействии (например, при обработке скважины паром высокого давлени ) продукты гидратации высокоактивного в жущег перекристаллизовываютс  и затвердевший ранее камень тер ет свою пр ность . Но в то же врем  под воздей ствием высокой температуры затверд вает смесь /jf -двухкальциевого сили та и кремнеземистого компонента с образованием высокопрочного и долг вечного камн , состо щего из низко основных гидросиликатов кгьльци , главным образом, ксенолита. Обе составл ющие химически совместимы и не оказывают отрицательного вли ни  на процессы твердени  друг друга. Соотношение составл ющих тампонажного материала выбрано таким образом, чтобы высокоактивное в жущее , потер в при гидротермальном воздействии значительную часть своих физико-механических свойств, не оказывало отрицательного вли ни  на конечные свойства затв.ердевшего материала. В то же врем  его должно быть достаточно дл  обеспечени  предварительного затвердевани  в холодных услови х. Состав тампонажного материала приведен в табл. 1. Таблица Исходные компоненты - высокоактивное в жущее, в качестве которого в тампо нажном материале содержитс , например , портландцемент, f -двухкальциевый силикат, например, шлак рафинированного феррохрома, кремнеземистый компонент, например, измельченный кварцевый песок, смешиваютс  известными способами. Полученна  суха  смесь затвор етс  водой и закачиваетс  в скважину по известной технологии . В качестве высокоактивного в жущего , кроме портландцемента, могут быть использованы глиноземистый цемент, гипс и др; j -двухкальциевый силикат может быть получен как промышленный продукт, кроме того, он часто, как основной продукт, содержитс  в различных металлургических шлаках (например, шлаки Актюбинского . Чел бинского заводов ферросплавов и др.) , в качестве кремнеземистого компонента может быть использован молотый кварцевый песок, диатомит , опока, зола и др. В табл. 2 ;даны прочностные характеристики полученного тампонажного материала при 20 н- 300°С. Данные табл. 2 показывают, что при цементировании скважины только портландцементном в холодных услови х прочностные характеристики цементного камн  достаточно высокие. Но при гидротермальном воздействии цементный камень разрушаетс . При цементировании смесью портландцемента и песка начальна  прочность получаетс  выше, чем у предлагаемого состава, однако прочность после гидротермального воздействи  значительно выше.

Тс1мп6нажный матерИсШ позвол ет цементировать скважины в холодных услови х, а затем надежно эксплуатировать их в услови х гидротермального воздействи . Кроме того, тампонажный материал  вл етс  высокопрочным, а высока  плотность позвол ет использовать его при цементировании глубоких скважин с аномально высоким пластовым давлением.

Реализаци  недефицитных отходов, вход щих в состав предлагаемого тампонажного материала, способствует очистке территории заводов и как следствие - решению проблем по охране окружающей среды.

Таблица 2

Порт- -двух- Кварц ланд- кальПродолжение табл. 2

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Тампонажный материал для холодных скважин, содержащий высокоактивное вяжущее и кремнеземистый компонент, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и долговечности цементного камня при последующей термической обработке с сохранением гидротермальных условий, он дополнительно содержит γ -двухкальциевый силикат при следующем соотношении указанных компонентов (вес.%): ₄

   Высокоактивное вяжущее15-30

   Т -двухкальциевый силикат40-70

   Кремнеземистый компонент15-30