Облегченный тампонажный раствор

 

Изобретение относится к креплению скважин ,в частности, к составам облегченных тампонажных растворов для цементирования скважин в условиях нормальных и умеренных температур с низкими пластовыми давлениями. Цель изобретения - снижение плотности тампонажного раствора при одновременном увеличении прочности при изгибе цементного камня на его основе в интервале температур 20-100°С. Для этого облегченный тампонажный раствор, содержащий портландцемент, пыль электрофильтров воду и добавку в качестве последней содержит отход производства кремния - кремневую пыль /КП/, уловленную скрубберами при следующем соотношении компонентов мас.%: портландцемент 31-44

пыль электрофильтров 6-8

КП 9-13

вода - остальное. Причем КП, уловленная скрубберами, имеет следующий химический состав, мас.%: AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> 0,05-0,70

FE<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> 0,15-7,0

CAO 0,50-1,50

MGO 0,30-1,50

SO<SB POS="POST">3</SB> 0,10-1,50

NA<SB POS="POST">2</SB>O+K<SB POS="POST">2</SB>O 0,60-1,30

углерод в виде графита 1,50-10,00

SIO<SB POS="POST">2</SB> аморфный 50,0-70,00

SIO<SB POS="POST">2</SB> кристаллический - остальное. Тампонажный раствор плотностью 1370-1500 кг/м<SP POS="POST">3</SP> образует цементный камень с прочностью при изгибе 0,9-4,5 МПа, что позволяет цементировать в одну ступень глубокие скважины. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1481380

А1 (5i)4 Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ; — ", :.. и

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

31-44

Портландцемент

Пыль электрофильтров

Отход производства кремния — кремниевая пыль, уловленная скрубберами

Вода

6-8

9-13

Остальное (21) 4255539/23-03 (22) 03.06,87 (46) 23.05,89. Бюл, 5 19 (71) Научная часть Сибирского научín-Hññëåäoâàòåëüñêîão и проектного института цементной промышленности (72) P.Ï,Èâàíoâà, Л.А.Вертопрахова, Т.Я,Гальперина, П,Я.Зельцер и В.И,Смола (53). 622.245,42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 835982, кл. С 04 В 7/14, 1981.

СНиП 1Â2 — 69. (54) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТА14П10НАЖНЬЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к креплению скважин, в частности к составам облегченных тампонажных растворов для цементирования скважин в условиях нормальных и умеренных температур с низкими пластовыми давлениями, Цель изобретения — снижение плотности тампонажного раствора при одновременном увеличении прочности при изгибе цементного камня на его осноИзобретение относится к креплению скважин, в частности к составам облегченных темпонажных растворов для цементирования скважин в условиях нормальных и умеренных температур с низкими пластовыми давлениями.

Цель изобретения — снижение плотности тампонажного раствора при одновременном увеличении прочности при изгибе цементного камня на его основе в интервале температур 20100 С.

Тампонажный раствор содержащий портландцемент, пыль электрофильтров, ве в интервале температур 20-100 С.

Для этого облегченный тампонажный раствор, содержащий портландцемент, пыль электрофильтров, воду и добав ку в качестве последней содержит отход производства кремния — кремниевую пыль (КП), уловленную скрубберами при следующем соотношении компонентов, мас,%: портландцемент

31-44; пыль электрофильтров 6-8;

КП 9 †t3; вода-остальное, Причем КП, уловленная скрубберами, имеет следующий химический состав, мас.%: AlzO>

Ою05-0170; FezO> О, 15-7,0; СаО 0,501,50; М80 0,30-1,50; БО 0,10-1,50;

Naz0 + К О 0,60-1,30; углерод в виде графита 1,50-10,00; SiOz аморфный

50,0-70,00; Si0g кристаллический— остальное. Тампонажный раствор плотностью 1370-1500 кг/м образует цементный камень с прочностью при изгибе 0,9-4,5 KIa, что позволяет цементировать в одну ступень глубокие скважины. 1 табл. воду и добавку, в качестве последней содержит отход производства кремния кремниевую пыль, уловленную скрубберами при следующем содержании компонентов, мас.%: з 148

Отход производства кремния имеет следующий химический состав, мас.%:

А1 0з О 05 0 70

РегОэ 0 15-7,00

СаО 0,50-1,50

М80 0,30-1,50

$0 О, 10-1, 50

На О +

+ К О 0,60-1,30

Углерод в виде графита 1,50-10 00, $ 0 амморфный 50 00-70,00

$10 кри" сталличе" ский Остальное

Значительное снижение плотности тампонажного раствора данного состава и его способность к твердению при 20-100 С обеспечиваются «физическими свойствами и особенностями взаимодействия отхода производства кремния с остальными компонентами тампонажного раствора, Отход производства кремния — кремниевая пыль, уловленная скрубберами, представляет собой высокодисперсную добавку (S=4500-5000 м /кг), содержащую в своем составе укаэанные компоненты, обладающие большой. внутренней поверхностью и химической активностью, а также легкий материал— углерод в. виде графита, что позволяет, значительно снизить плотность тампонажного раствора (до 1370 кг/м ) з

В тампонажном растворе данного состава щелочность жидкой фазы повышается не только за счет гидратации .портландцемента, но и за. счет растворения в ней щелочных оксидов кальция из пыли электрофильтров.и из добавки. Благодаря этому взаимодействие компонентов в раствор протекает

° при преобладающей концентрации в нем двуокиси кремния SiO, что создает условия для ускоренного образования устойчивых низкоосновных волокнистых гидросиликатов.кальция серии

CSH(B ). Последние высокодисперсны, имеют микрокристаллическую структуру и характеризуются намного более высокой прочностью на сжатие и изгиб, .чем высокоосновные гидросиликаты, преобладающие в рядовом тампонажном цементе, С повышением температуры раство.римость кремнезема возрастает, и это обеспечивает твердение облегчен

1380 ного тампонажного раствора в интервале температур 20 — 100 С.

Облегченный тампонажный раствор

5 может быть получен тщательным смешиванием портландцемента, воды и добавок в указанном соотношении, а также путем совместного измельчения портландцементного клинкера, гипса, пыли электрофильтров и отхода производства кремния.

Пример 1, В лабораторных условиях получают при смешении компонентов облегченный тампонажный раствор.

Для этого 440 r портландцемента, 60 г пыли электрофильтров и 90 r отходов производства кремния — кремние20 вой пыли, уловленной скрубберами, . после перемешивания затворяют 410 r воды и определяют свойства раствора и цементного камня на:его основе.

Результаты физико-.механических испытаний облегченного тампонажного раствора представлены в таблице, Формула изобретения

Облегченный тампонажный раствор, содержащий портландцемент, пыль электрофильтров, воду и добавку, О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения его плотности при

45 одновременном увеличении прочности при изгибе цементного камня на его основе в интервале температур 20; о

100, С, он в качестве добавки содержит отход производства кремния— кремниевую пыль, уловленную скрубберами, при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Портландцемент 31-44

Пыль. электрофильтров 6-8

55 Отход производства кремния — кремниевая пыль, уловленная скрубберами

Вода

9-13

Остальное

Результаты исследования показывают, что применение добавки в виде отходов производства кремния в составе облегченного тампонажного раствора позволяет получать облегченные тампонажные растворы с плотностью

1500-1370 кг/мз, образующие цементный камень с прочностью на изгиб

35 0,9-4,5 МПа против известной величины 0,7 МПа.

1481380

Х

F 1

Ж Е

Ф О

I е о о а сЧ ео о с|о л а

% а а а

»»» °

Х 1, с6 1 Ф

Р| 1 Ж

Z 1 о

I 4 сбй 1

ХИ!

vZl

1| О

Ж Р 1 о с) о с» 3

+! и с

И и

I

I

I

l с| л сс| сЧ - Л

1 I 1 1

Ill с»ъ с 1 оо с» | -6

1 сч сч л

I Q

I O

Ф а

Х 1D С6 Е»

Е g Ф !>с

И Х С. р, И с6

О а, flj dj ж !6 М 0 сЧ Ц о а

1 Ф

Ф

1 9

1 р о о л сЧ с»1 с 1 с ) сЧ

1

I еооее

- О ОсЧ I

I 1 1 I I 1 счс.|6 а л.1 о сЧ

+1

И и о сЧ

|: о

I cO

I I

I 3 Х

1 !6 1"

1 и

1- о

I Ф Ж х д

9 о с6

A о

Ц

6! х ж о

Р и еооео

Ю

1 1 I I I 1 слооо- !

Ф л

Ю 6| Е»

E !6 Ф и Ж с» 6j и |6

О P.fljdj ж g ж И

Р, 1 Ф 1 о о e < сч сп

Q à а»» л л и|счо

Е» и с6

1

ОО 1

-О 1 сЧ сЧ I

I

Ф

v о

1 ФР

f и

Ф РИ

Л о о . I Г| ! а| °

О л

l/l

Фоси с6 сЧ с» cv сч сч

П

С4

И ооо

О. сс| сЧ

С| -СС --6

А и о

Д л с6

Р с

6| с |

X и w с6 С»

Р Ес оо

Я !

»» т

4 ео

° л оое а»» л

»- О .6 м

U с6

Е с6

Р о ф

Е» и

flj

Р

6 ф !

1

1

1.

ÎÎeОO 1 а а а а °

Сл сЧ O c4 с 1 1

1 СИ Х

6l Е Ж

3их

О |сЕФ

g,î а. о ,о

1 о о, Е

А Х

ooono л л а л л олф оя

I.! ф а

1 с Ъ

1. С6

flj

Е

U о о

Е» а о

ООООО а л л л а

- ли с) 1 с»1 с | с | с»Ъ 1

\ о с» о

K с6 ж о

Х

flj

1 лаю о-I I 1 I -6 Н

I

1

О ОЕ еоо

1 1 1 с»Ъ»6