Способ получения облегчающей добавки для тампонажных растворов

 

Изобретение относится к области производства легких пористых заполнителей из вспученного перлита, в частности для получения облегчающей добавки, для тампонажных портландцементных растворов, используемых для цементирования скважин различного назначения в нефтяной и газовой промышленности, горном деле и геологии . Направлено на снижение плотности, повышение прочности. Вспученный перлит фракции 0,1-2,5 мм в количестве 60-75% измельчают до получения промежуточного продукта с размером частиц до 0,14-0,2 мм и вдувают в емкость одновременно со вспученным перлитом с размером частиц 0,1- 0,25 мм, полученную однородную по составу смесь окончательно измельчают до получения готового продукта с размером зерен 0,055-0,060 мм. Скорость вращения измельчающих органов 1500-3300 об/мин. 1 табл.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС!ИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК. ГОСУДАР CT В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4692719/33 (22) 15,05.89 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (71) Киевский государственный университет им, Т.Г. Шевченко (72) В.А, Яковлев, Д.И. Швайка, Г.Х. Матвийчук и lO,Ë. Петровский (53) 666,972 (088,8) (56) Шадрин Л.Н, Добавки к тампонажным растворам, М„1970, с. 64-67. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЛЕГЧАЮЩЕЙ ДОБАВКИ ТАМПОНАЖНЦХ PACTBOPOB (57) Изобретение относится к области производства легких пористых заполнителей иэ вспученного перлита, в частности для получения облегчающей добавки, для тампоИзобретение относится к области производства легких пористых заполнителей иэ вспученного перлита, в частности для получения облегчающей добавки, для тампонажных портландцементных растворов, используемых для цементирования скважин различного назначения в нефтяной и газовой промышленности, горном деле и геологии.

Цель изобретения — снижение плотности и повышение прочности.

Пример 1, В качестве исходного материала использован вспученный перлит плотностью 65 кгlм с размером частиц 0,1з

2,5 мм первой ступени осаждения и вспученный перлит второй ступени осаждения с размером частиц 0,1-0,25 мм.

В измельчителе производят измельчеwe частиц 0,1 — 2,5 мм первой ступени осаж„„ЯЦ „„1682530 А1 (я)э Е 21 В 33/138, С 04 В 7/52 нажных портландцементных растворов, используемых для цементирования скважин различного назначения в нефтяной и газовой промышленности, горном деле и геологии. Направлено на снижение плотности, повышение прочности. Вспученный перлит фракции 0,1 — 2,5 мм в количестве 60 — 757 измельчают до получения промежуточного продукта с размером частиц до 0,14 — 0,2 мм и вдувают в емкость одновременно со вспученным перлитом с размером частиц 0,1—

0,25 мм, полученную однородную по составу смесь окончательно измельчают до получения готового продукта с размером зерен

0,055 — 0,060 мм. Скорость вращения измельчающих органов 1500 — 3300 об/мин, 1 табл. дения при следующих параметрах предварительного измельчения: частота вращения подвижного диска иэмельчителя 1500 об/мин; разрежение в разгрузочной части иэмельчителя 1500 Па. Показатели вспученного перлита после предварительного измельчения: плотность 80 кг/м ; остаток на сите с диаметром отверстий 0,14 мм в количестве 25ф„т.е. в данном случае 75 частиц имеют размер менее 0,2 мм.

Полученный предварительно молотый продукт вдувают в емкость и осаждают совместно с вспученным перлитом второй ступени осаждения, размером частиц смеси

0,1-0,25 мм.

Полученную сухую смесь подвергают окончательному измельчению в последовательно установленных мельницах-вентиляторах со следующими параметрами: частота

1682530 вращения мелющих органов 2000 об/мин; размер между жалюзи 3 мм. Полученная облегчающая добавка характеризуется следующими параметрами: размер частиц

0,060 мм; доля всплывающих частиц 7 и осевших частицэ 9, обьемная насыпная масса 130 кг/м; достигнутая производительность 4,0 м /ч.

Пример. 2. В качестве исходного материала использован вспученный перлит плотностью . 65 кг/м с размером частиц з

О ;1-2,5 мм первой ступени осаждения, и вспученный перлит второй ступени осаждения с размером частиц 0,1-0,25 мм.

Приготавливают сухую смесь предварительно молотого вспученнопэ перлита первой ступени осаждения, для чего в измельчителе производят измельчение частиц 0,1 — 2,5 мм при следующих параметрах предварительного измельчения: частота вращения измельчающего диска 3000 об/мин; разрежение в разгрузочной части измельчителя 1500 Па, Показатели вспученного перлита после предварительного измельчения: плотность

100 кг/м ; остаток на вите с диаметром отверстий 0,14 мм в количестве 10 („ т.е, в данном случае 90 частиц имеют размер менее 0,14 мм.

Полученный предварительно молотый продукт вдувают в емкость и осаждают совместно с вспученным перлитовым песком второй ступени осаждения, имеющим размер частиц 0,1 — U,2b мм. 1 полученную сухую смесь подвергают окончательному измельчению в последовательно установленных мельницах-вентиляторах со следующими параметрами: частога вращения мелющих органов 2000 об/мин; размер между жалюзи 3 мм, Полученная облегчающая добавка характеризуется следующими параметрами: размер частицы 0.050 мм; доля всплывающих частиц 5.5 — 6,4, осевших частиц 87ь; насыпная масса 150 кг/м . Достигнутая пфз изводительность 3 — 3,5 м/ч.

Для крепления глубоких разведочных скважин на нефть и газ используют облегченную тампонажную смесь, в которой в качестве вяжущего вещества применен тампонажный цемент для горячих скважин с введением разработанной облегчающей добавки, прокачиваемой при температуре до

120 С и давлении 50 Mila. С применением

5 облегчающей добавки было зацементировано 9 колонн.

Введение добавки позволяет получить тампонажные составы плотностью 1,301,40 г/см, имеющие хорошие технологиче10 ские показатели в интервале температур от

20 до 100 С: термостойкость цементного камня, способность тампонажного раствора сохранять подвижность во время закачки в заколонное пространство, растекаемость

15 0,25 м; прочность через 2 сут на изгиб 1,81

МПа, на сжатие — 2,7 МПа (при отношении массовых доль компонентов раствора портландцемента к добавке 100 к 15).

Облегченные тампонажные растворы с

20 добавкой применяют с целью подьема цементного раствора за обсадной колонной на большую высоту, раствор беэ осложнений поднимают по всей длине колонны. Во всех случаях применения новой тампонажной

25 смеси крепление технических и эксплуатационных колонн производят одно- или двухступенчатым цементированием. Кроме того, облегченные тампонажные растворы эффективно себя зарекомендовали при креплении

30 колонн с низким градиентом пластового давления (в поглощающих горизонтах), обеспечив высокую герметичность эатрубного пространства, Результаты испытаний представлены в

35 таблице.

Формула изобретения

Способ получения облегчающей добавки для тампонажных растворов путем механического измельчения вспученного

40 перлита,отличающийся тем,что,с целью снижения плотности и повышения прочности, сначала измельчают вспученный перлит фракции 0,1-2,5 мм в количестве 6075 до размера частиц 0,14-0,2 мм, а затем

45 его совместно измельчают с вспученным перлитом фракции 0,1-0,25 мм в количестве

25-40ф, до размера частиц 0.055-0,060 мм при скорости вращения иэмельчающих оргенов 1500-3300 об/мин.

1682530

Параметры раствора

Иассоное соцеряанне компонентов тампонакной смеси, X

В/С

Предел прочности камня через 48 ч твердения

Гй 1а

Растекаемогть «

Плотность, кг/и

Облегчающая добавка

Колнчест- Портленд во цобая- цемент кн, X прп изгибе при скатим

1850

0,5 0,20

100

10,1

15,0

Зола Актюбинской ТЭП 50

0,8 0,20 1500

4,0

2,3

Опока Бакинская 50

1,7

3 Б

1500

0,9 0,19

Карацагский облегченный портландцемент (пемза 40X) 0,9 0,23 1490 1,2

2,9

Вольский облегченный портландцемент (опока

45X) 1490 2,1

4,9

0,9 0,22

Трепел Бранс кий

50 50

1460

1,0 0,13

2,0

45,2

ОЦГ (трепел

457.) 1,0 0,20 1450 1,6

5,1

- Вспученный перлит+глина 20 бентонитовая 5

1>1 0,18

1430 * 1 8

3,8, (иатомит Сенгилеевский 40

1410 1,6

3,9

1,0 0,21

Глина бентонитовая 25

1430 1,45

1340 0,95

2,5

1>2 0,19

1,6 0 24

То ке 30

Шлифтовальная пыль Белоцерковская

1460 1,3

40 60

По изобретению

3,0

1,О 0,19

Облегчающая добавка на .< основе переработки вспученного перлитового

304, 6,0

1,1 0,22 1 4о0

3,2

90 песка

То ке

4,9

2,6

1 3 0,20 1410

1,5 021 1330

2,7

1,8

2,0 0,21

0,7 1,!

1240

70 >

П р и и е ч а н и е. Режим твердения - температура 75 С. яеРаствор предварительно обработан давлением 10 !1Па, первона- „ чальные параметры: растекаемость О, 26 и, плотность 1180 кгlм

По изобретению использовали фракции: 1. Фракция 0,1-2,5 мм 60X ) Скорость измельчения

О, 1-0,25 мм 4027 1500 об/мнн

2. Фракция О, 1-2, 5 мм 752 g Скорость измельчения

0,2-0,25 мм 25X (3300 об/мин

3. Фракция О, 1-2,5 нм 70X j Скорость измельчения

0, 1 0,25 мм 30Z i 2500 об/мин

4. Фракцпл 0,1 2>5 >о< 60Х 1 Скорость измельчения

О, 1 0,25 >ач 40X J 2000 об/мин

Составитель Г. Ракчеева

Редактор Г. Наджарян Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Заказ 3390: Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб» 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101