SU949159A1

SU949159A1 - Heavy-weight plugging mix

Info

Publication number: SU949159A1
Application number: SU803215705A
Authority: SU
Inventors: Назиф Ханипович Каримов; Лидия Сазоновна Запорожец; Талгат Каспиевич Рахматуллин; Борис Ефимович Милецкий; Максут Абилгалиевич Танкибаев; Виктор Соломонович Данюшевский; Билал Насруллаевич Хахаев; Владимир Иванович Петерс
Original assignee: Актюбинское отделение Казахского научно-исследовательского геологоразведочного нефтяного института
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1982-08-07

Description

(З) УТЯЖЕЛЕННАЯ ТЙМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ(W) REDUCED TYMPON MIXTURE

1one

Изобретение относитс к технологии цементировани глубоких скважин, в частности, к составам дл цементировани скважин с аномально высоким пластовым давлением.The invention relates to the technology of deep well cementing, in particular, to cementing compounds with abnormally high formation pressure.

Известны ут желенные тампонажные цементы марок УЦГ-1 и УЦГ-2, которые в качестве в жущего содержат цемент дл гор чих скважин Новороссийского завода или гранулированные шлаки ,о Константиновского и Краматорского металлургических заводов, а ут желителем вл етс руда Криворожского месторождени 1.UTG-1 and UTG-2 grade cement grout cements are known, which contain cement for the hot wells of the Novorossiysk plant or granulated slags as a mortar, at the Konstantinovsky and Kramatorsk metallurgical plants, and the mine of the Krivoi Rog deposit 1 is the main product.

Ут желенные цементы УЦГ-1 и УЦГ-2 15 включают до 30 железной руды. Железосодержащие соединени активно взаимодействуют с сероводородом, образу сульфиды, при этом железо из трехвалентного в сероводородной среде пере- 20 ходит в двухвалентное, что сопровождаетс увеличением объема и приводит к разрушению структуры цементного камн .UCG-1 and UTSG-2 yellow cements 15 include up to 30 iron ores. Iron-containing compounds actively interact with hydrogen sulfide to form sulfides, while iron from trivalent in hydrogen sulfide turns into bivalent, which is accompanied by an increase in volume and leads to the destruction of the structure of the cement stone.

Известен более стойкий цементный, камень к агрессивной среде, образующий смесь цемент-хромитова руда. Ут желенна тампонажна смесь обычного приготовлени содержит, в г: цемента 50-100 и ут жел ющей добавки хромитовой руды 30-50. Соединени хрома с сероводородом образуют в противоположность железу не сульфиды, а оксиды, в частности оксиды хрома, которые характеризуютс низкой растворимостью , поэтому в целом цементный камень, образованный ут желенной тампонажной смесью с такой добавкой более стоек к сероводородной коррозии 23.Known more resistant cement stone to aggressive environment, forming a mixture of cement-chromite ore. The conventional plugging mixture of conventional preparation contains, in g: cement 50-100 and an emulsifying additive chromite ore 30-50. Chromium compounds with hydrogen sulfide, in contrast to iron, do not form sulfides, but oxides, in particular chromium oxides, which are characterized by low solubility, therefore, in general, cement stone formed by the enhanced cement mixture with this addition is more resistant to hydrogen sulfide corrosion 23.

Однако цементный камень на основе цемента - хромитовой руды включает силикаты и алюминаты кальци и гидроксид кальци . Гидроксид кальци вл етс наиболее у звимым компонентом .цементного камн , так как подвергаетс выщелачиванию пресными и пластовыми водами, а высокоосновные силикаты и алюминаты кальци при воздействии пластовых вод также образуют гидроксид кальци и поэтому вл ютс не стойкими к коррозии выщелачивани . Кроме того, высокоосновные алюминаты кальци не стойки к сульфатной коррозии , так как они с сульфатными ионами образуют эттрингит, который, откладыва сь в порах цементного камн , приводит к его разрушению. Относитель-ю но высока растворимость гидросиликатов и гидроалюминатов кальци приводит к тому, что цементный камень оказываетс также нестойким к сероводороду , образующему с гидроксидом кальци легкорастворимый гидросульфид кальци . Цель изобретени - повышение коррозионной стойкости цементного камн Указанна цель достигаетс тем, что в известной ут желенной тампонажной смеси, включающей цемент и ут жел ющую добавку, в качестве ут жел ющей добавки она содержит целестиновую руду при следующем соотношении компонентов вес.%: Цемент if О-70 Целестинова руда Повышение коррозионной стойкости цементного камн основано на замене силикатов, алюминатов и гидроксида кальци на аналогичные соединени бари и стронци . Дальнейшее увеличение (более 60 вес.%) количества целестиновой руды нецелесообразно, так как ухудшаютс технологические параметры, например прочность цементного камн из предлагаемой тампонажной смеси. Уменьшение количества целестиновой руды (менее 30 вес.) приводит к снижению плотности тампонажного раствора. Средний химический состав целестиновой руды Аурташского месторождени на Мангышлаке приведен в табл. 1 вес.. Соединени бари и стронци харак теризуютс большей химической инертностью и более высокой водостойкость по сравнению с сол ми кальци . Кроме того, гидрооксид бари и стронци образует очень мелкодисперсный осадо который кольматирует поры цементного камн , повыша плотность его структу ры и способству повышению его корро зионной стойкости. Предлагаема тампонажна смесь на основе сол.ей бари и стронци вл етс коррозионностойкой . Это объ сн етс кристаллохимическими особенност ми соединений стронци и бари , заключающимис в том, что эти соли имеют более плотную упаковку атомов в структуре соединений , что понижает их растворимость в воде и повышает стойкость к многообразным агрессивным воздействи м (высоким температурам и давлени м , сол м магни , сульфатам. сероводороду, выщелачиванию и т. д.), встречающимс в сложных геологических услови х глубоких скважин. Дл получени ут желенной тампонажной смеси, исход из технологических требований, провер лись конкретные составы смеси в следующих соотношени х, указанных в табл. 2, вес.%. Целестиновую руду после измельчени в дробилке подвергают более тонкому измельчению в дезинтеграторе при скорости соударени частиц 80120 м/с совместно с цементом, поступающим сюда же. Соотношение компонентов регулируют через дозирующее устройство . Полученную сухую смесь затаривают в мешки и доставл ют на буровую , где по известной технологии затвор ют водой. Измельчение тампонажной смеси в дезинтеграторе позвол ет равномерно смешать компоненты и получить относительно высокую удельную поверхность , т. е. тонко диспергировать, и создать равнопрочный цементный камень. Ут желенна тампонажна смесь имеет следующие технологические параметры, представленные в табл. 3 и t. Ут желенна тампонажна смесь имеет более длительные сроки хранени в атмосферных услови х, так как при приготовлении в дезинтеграторе активные поверхности цементного клинкера закрываютс инертными частицами целестиновой руды, предотвраща доступ воздуха и влаги. За счет равномерности из иельчаемых частиц не происходит расслоени смеси при транспортировке- Тампонажна CMiecb на основе солей бари и стрюнци более термостойка, отличаетс быстрым набором прочности и характеризуетс более высокими значени ми ранней и поздней прочности. Ут желенна тампонажна смесь данного состава имеет плотность 2,1 2 ,3 г/см, седиментационно устойчива и имеет хорошую прокачиваемость, что 5 уменьшает потери на гидравлические сопротивлени , тем самым уменьша ВаО SrO I SOj I CaO | SiOrj 22,5 33,7 32,5 ,21,6 . «. Цемент Целестинова руд 9 9159А избыточное давление на пласты, предотвраща их гидроразрыв. Таблица 1 f MgO j jO Na,o MnO 0,29 0,38 0,5 0,1 0,1 0,028 Таблица2 7050 60 а 3050 lOHowever, cement based on cement - chromite ore includes calcium silicates and calcium aluminates and calcium hydroxide. Calcium hydroxide is the most volatile component of the cement stone, as it is leached with fresh and stratal waters, and highly basic calcium silicates and aluminates when exposed to formation water also form calcium hydroxide and therefore are not resistant to corrosion leaching. In addition, highly basic calcium aluminates are not resistant to sulphate corrosion, since they form ettringite with sulphate ions, which, deposited in the pores of the cement stone, leads to its destruction. The relatively high solubility of hydrosilicates and calcium hydroaluminates leads to the fact that the cement stone is also unstable to hydrogen sulfide, which forms readily soluble calcium hydrogen sulfide with calcium hydroxide. The purpose of the invention is to increase the corrosion resistance of cement stone. This goal is achieved in that, in a well-known cement mix, including cement and a reinforcing additive, it contains celestite ore as a reinforcing agent in the following ratio of components wt.%: Cement if О -70 Celestine ore Increasing the corrosion resistance of cement stone is based on the replacement of silicates, aluminates and calcium hydroxide with similar barium and strontium compounds. A further increase (more than 60 wt.%) Of the amount of celestine ore is impractical because the technological parameters, such as the strength of cement stone from the proposed cement mixture, are deteriorated. Reducing the amount of celestine ore (less than 30 wt.) Leads to a decrease in the density of cement slurry. The average chemical composition of celestine ore from the Aurtash deposit in Mangyshlak is given in Table. 1 wt .. Barium and strontium compounds are characterized by greater chemical inertness and higher water resistance as compared to calcium salts. In addition, barium and strontium hydroxide forms a very fine precipitate which clogs the pores of the cement stone, increasing the density of its structure and helping to increase its corrosion resistance. The proposed cement blend based on barium and strontium is corrosion resistant. This is explained by the crystal-chemical features of strontium and barium compounds, which consist in the fact that these salts have a more dense packing of atoms in the structure of the compounds, which reduces their solubility in water and increases the resistance to diverse aggressive effects (high temperatures and pressures, solids). magnesium sulfates, hydrogen sulfide, leaching, etc.) occurring in difficult geological conditions of deep wells. In order to obtain an enhanced cement mixture, based on the technological requirements, specific mixtures were tested in the following ratios indicated in Table. 2, wt.%. After grinding in a crusher, celestine ore is subjected to finer grinding in a disintegrator at a particle impact velocity of 80120 m / s together with the cement coming in here. The ratio of the components regulate through the metering device. The resulting dry mixture is bagged and delivered to the drill, where it is sealed with water by known technology. Grinding the cement mixture in the disintegrator allows you to evenly mix the components and obtain a relatively high specific surface, i.e., finely disperse, and create an equal strength cement stone. The desired cement mixture has the following technological parameters presented in Table. 3 and t. The wetted cement mixture has a longer storage time in atmospheric conditions, since, when prepared in a disintegrator, the active surfaces of the cement clinker are covered with inert particles of celestine ore, preventing air and moisture from entering. Due to the uniformity of the particles being crushed, no separation of the mixture occurs during transportation. The CMiecb cement based on barium and stunts salts is more heat resistant, is characterized by rapid strength gain and is characterized by higher early and late strengths. The wetted cement mixture of this composition has a density of 2.1, 2, 3 g / cm, is sedimentationally stable and has good pumpability, which 5 reduces losses for hydraulic resistance, thereby reducing BAO SrO I SOj I CaO | SiOrj 22.5 33.7 32.5, 21.6. ". Celestine ore 9 9159A cement excessive pressure on the layers, preventing their hydraulic fracturing. Table 1 f MgO j jO Na, o MnO 0.29 0.38 0.5 0.1 0.1 0.1 0.028 Table 2 7050 60 and 3050 lO

шsh

J s q ю пзJ s q you pz

гоgo

аSAS

. с;. with;

(О(ABOUT

гоgo

Iг Ig

гг г см 1Л (Nyy g cm 1L (N

ООOO

«м"M

гg

-3см .-3cm

смcm

г sog so

-:Г СМ-: G SM

смcm

1Л1L

«м"M

смcm

CvJCvj

чОcho

п смn cm

илsilt

смcm

- 00 см- 00 cm

-3см-3cm

vOvO

ГЛ илGL IL

смcm

LTLT

1А см1A cm

г смg cm

смcm

оabout

(Л (L

чО см смcho see cm

олol

vO смvO cm

см смsee cm

1Л1L

смcm

гg

ООOO

-3см ГЦ-3cm HZ

сг sg

см. сэ см мsee se cm

сэ плse pl

-З.-3

илsilt

оabout

о г.about

1Л1L

чОcho

п atsisg, 12n atsisg, 12

Claims

Claims of the invention, Sources of information, Uten is the desired tamping mixture, taken into account at 3Kcnej / rVi3e based on cement and a reinforcing additive, that is, 1- Karimov N. X. and others. Tamping that, in order to increase the corrosion 5 mixtures for wells with anomalous plastics resistance to cement stone, in quality pressures. M., Nedra, 1977, a refreshing supplement contained. 97.

tsegestin ore at the next

2. Karimov N. X. et al. Component tamping ratio, weight. : mixtures for wells with anomalous cement 40–70 .to reservoir pressures. M., Nedra, Celestine Ore 30-601977, p. 103-1 O (prototype.).