RU2369720C1 - Облегченная тампонажная смесь - Google Patents
Облегченная тампонажная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2369720C1 RU2369720C1 RU2008103465/03A RU2008103465A RU2369720C1 RU 2369720 C1 RU2369720 C1 RU 2369720C1 RU 2008103465/03 A RU2008103465/03 A RU 2008103465/03A RU 2008103465 A RU2008103465 A RU 2008103465A RU 2369720 C1 RU2369720 C1 RU 2369720C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- backfilling
- mixture
- light
- monasil
- weight
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к тампонажным материалам, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн перекрывающих интервалы проницаемых пластов и пластов с низкими градиентами гидроразрыва и нормальными температурами. Облегченная тампонажная смесь содержит тампонажный портландцемент, облегчающую добавку - золу-унос, микрокремнезем конденсированный МК-85 или МК-65 и модифицированный силикат натрия «Монасил», при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Технический результат - получение облегченной тампонажной смеси с повышенной растекаемостью, формирующей в процессе твердения расширяющийся камень повышенной прочности и сцеплением с металлом в процессе твердения. 1 табл.
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к тампонажным материалам, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн, перекрывающих интервалы проницаемых пластов и пластов с низкими градиентами гидроразрыва и нормальными температурами.
Известен облегченный тампонажный цемент, на основе тампонажного портландцемента и золы ТЭЦ (мас.% 40-50) [Трусов С.Б. Легкие и облегченные цементы, М., ВНИИОЭНГ, 1990, с.62].
Недостатком известного цемента является повышенная для облегченных цементов плотность 1,60-1,65 г/см3 и седиментационная неустойчивость (водоотделение превышает 3%), также формируется камень с низкой прочностью при температурах ниже 40°С, тампонажный камень обладает усадкой.
Известен тампонажный состав, содержащий портландцемент, золу-унос, асбест, минеральную соль и воду [Патент №2013525, МПК Е21В 33/138, опубл. 30.05.1994 г. Бюл.№10].
Недостатком данного состава является повышенная плотность (1,69-1,71 г/см3) при низкой растекаемости и необходимость обязательного применения в качестве минеральной соли смеси хлорида и сульфата натрия для получения тампонажного камня с необходимыми прочностными характеристиками и невысокими значениями расширения.
Наиболее близким к предлагаемому по составу и назначению является облегченная тампонажная смесь, включающая тампонажный цемент и продукт флотации золы-уноса [авт.св. №1573141, Е21В 33/138, опубл. 23.06.90, бюл №23].
Смесь готовят путем смешивания сухих компонентов с последующим затворением водой при водосмесевом соотношении (В/С) 0,5-0,55. Недостатком известной смеси является низкая растекаемость раствора, которая находится в пределах 19-20 см, что приводит к быстрому структурированию раствора и невысоким прочностным характеристикам камня. Кроме того, тампонажный камень обладает усадкой.
Повышенная плотность в совокупности с низкой растекаемостью может вызвать поглощение тампонажного раствора в процессе цементирования и недоподъем цементного раствора до проектной отметки.
При создании изобретения решалась задача повышения качества крепления обсадных колонн в интервале проницаемых пластов и пластов с низкими градиентами гидроразрыва и нормальными температурами.
Техническим результатом изобретения является разработка облегченной тампонажной смеси с повышенной растекаемостью (при В/С=0,5-0,65), формирующей в процессе твердения при нормальных температурах расширяющийся камень повышенной прочности и сцеплением с металлом в процессе твердения.
Решение поставленной задачи достигается тем, что облегченная тампонажная смесь, включающая тампонажный портландцемент и облегчающую добавку - золу-унос ТЭЦ, в отличие от известного дополнительно содержит микрокремнезем конденсированный МК-85 или МК-65 и модифицированный силикат натрия «Монасил» при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент тампонажный | 47-49 |
Зола-унос ТЭЦ | 45-47 |
Микрокремнезем конденсированный МК-85 или МК-65 | 3-5 |
Модифицированный силикат натрия «Монасил» | 1-2 |
В предлагаемом изобретении использовалась зола-унос ТЭЦ по ГОСТ 25818-91, имеющая состав, вес.%: SiO2 60,85; Al2O3 27,9; Fe2O3+FeO 5,12; K2O 0,4; Na2O 0,85; CaO 2,4; MgO 0,14; которая представляет собой серый мелкозернистый порошок. Характерными свойствами являются низкая истинная плотность (2,0-2,4
г/см3), высокая дисперсность (2000-4000 см2/г), шарообразная форма частиц, что дает возможность сочетать большую дозировку добавки с низким водоцементным отношением.
В экспериментах в качестве облегчающей добавки использован микрокремнезем конденсированный МК-85 или МК-65 Челябинского электрометаллургического завода по ТУ 5743-048-02495332-96, который представляет собой ультрадисперсный материал, состоящий из частиц сферической формы (диаметром 0,25 мкм и менее), получаемый в процессе газоочистки печей при производстве кремнийсодержащих сплавов. Основным компонентом материала является диоксид кремния аморфной модификации. Микрокремнезем в присутствии влаги вступает во взаимодействие с цементом с образованием гидросиликата кальция, отличающегося более развитой пространственной структурой. Кроме того, частицы микрокремнезема активно адсорбируют на своей поверхности продукты гидратации цемента, выполняя роль центров кристаллизации. При этом частицы микрокремнезема являются активными компонентами и заполнителями пор цемента и золы, что обеспечивает уплотнение и упрочнение контактной зоны с заполнителем. Повышение однородности и уплотнение контактной зоны обеспечивает снижение сжимаемости тампонажного раствора.
Использован модифицированный силикат натрия «Монасил» с силикатным модулем 2,94 производства ООО «Витахим» по ТУ 2145-001-75105538-2005, который представляет собой гранулированный порошок белого цвета полностью растворимый в воде. Положительным свойством монасила в составе облегченного тампонажного раствора является его способность образовывать труднорастворимые высокодисперсные частицы силиката кальция при гидратации тампонажного портландцемента. Заполняя поровое пространство между частицами вяжущего, монасил позволяет получить высокостабильную систему облегченного тампонажного раствора, сформировать расширяющийся камень с повышенными прочностными характеристиками.
В представленных экспериментах использовали портландцемент тампонажный ПЦТ 1-50 по ГОСТ 1581-96 ОАО «Сухоложскцемент», зола-унос ТЭЦ по ГОСТ 25818-91, микрокремнезем конденсированный МК-85 или МК-65 по ТУ 5743-048-02495332-96, модифицированный силикат натрия «Монасил» по ТУ 2145-001-75105538-2005.
Определение основных свойств облегченного тампонажного раствора и камня проводили при температуре 20±2°С в соответствии ГОСТ 26798.1-96 «Цементы тампонажные. Методы испытаний». Плотность облегченного тампонажного раствора определяли пикнометром, растекаемость - по конусу АзНИИ, седиментационную устойчивость определяли по водоотделению цементного раствора в цилиндре объемом 250 мл. Расширение раствора и камня определяли на приборе ПР-50 по ТУ 4318-066-00158758-2005. Предел прочности камня на изгиб - на испытательной машине МИИ-100, прочность на сжатие и сцепление с металлом - на гидравлическом прессе П-10.
Облегченную тампонажную смесь готовили следующим образом. Сухую смесь портландцемента тампонажного, золы-унос ТЭЦ, микрокремнезема конденсированного МК-85 или МК-65 и модифицированного силиката натрия «Монасила» в заданных соотношениях тщательно перемешивали и затворяли отмеренным количеством жидкости затворения (при В/С=0,5-0,65) в смесителе лабораторном СЛ-1. После этого замерялись параметры раствора и свойства сформированного камня.
Раствор прототипа также приготовлен в лабораторных условиях и замерены его параметры.
Пример. Для приготовления 1 кг облегченной тампонажной смеси (таблица, состав 3) необходимо приготовить сухую смесь из 490 г тампонажного портландцемента, 450 г золы-уноса, 50 г микрокремнезема и 10 г монасила. Состав перемешивают три минуты (при В/С=0,65) и определяют плотность, растекаемость, водоотделение. Раствор заливают в прибор ПР-50 и в формы для определения прочности камня на изгиб, сжатие и сцепление. Образцы до времени испытания выдерживают в термостате при температуре 20±2°С.
Приготовленный состав имеет плотность 1,56 г/см3, растекаемость 270 мм, водоотделение 1,4 мл, расширение +0,24 мм. Прочность на изгиб 1,0 МПа, прочность на сжатие 1,8 МПа, прочность сцепления 0,2 МПа.
Примеры приготовления и испытания остальных составов, приведенных в таблице, аналогичны вышеописанному.
Для выявления отличительных признаков и положительного эффекта изменяли массовые соотношения ингредиентов.
Как видно из таблицы, заявляемая облегченная тампонажная смесь (при В/С=0,5-0,65) с оптимальным соотношением компонентов обладает лучшими свойствами, чем прототип, а именно характеризуется повышенной растекаемостью, незначительным водоотделением и седиментационной устойчивостью раствора. Раствор прототипа седиментационно неустойчивый, обладает низкой растекаемостью и характеризуется повышенным водоотделением (10,1 мл). Сформированный цементный камень имеет прочностные характеристики выше, чем у прототипа и обладает расширением.
Увеличение концентрации монасила в смеси до 3% (таблица, состав 5) приводит к загустеванию раствора (показатель растекаемости 175 мм), увеличивает сроки схватывания и не оказывает существенного влияния на прочностные характеристики и расширение тампонажного камня. Минимальное количество монасила (состав 6) не позволяет приготовить седиментационно устойчивый раствор (водоотделение 4,2).
Таким образом, из тампонажного портландцемента, золы-уноса ТЭЦ, микрокремнезема конденсированного МК-85 или МК-65 и модифицированного силиката натрия «Монасил» могут быть приготовлены облегченные тампонажные смеси с приемлемыми технологическими характеристиками, которые могут применяться для цементирования обсадных колонн перекрывающих интервалы проницаемых пластов и пластов с низкими градиентами гидроразрыва и нормальными температурами.
Claims (1)
- Облегченная тампонажная смесь, включающая тампонажный портландцемент и облегчающую добавку - золу-унос ТЭЦ, отличающаяся тем, что дополнительно содержит микрокремнезем конденсированный МК-85 или МК-65 и модифицированный силикат натрия «Монасил» при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент тампонажный 47-49 Зола-унос ТЭЦ 45-47 Микрокремнезем конденсированный МК-85 или МК-65 3-5 Модифицированный силикат натрия «Монасил» 1-2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008103465/03A RU2369720C1 (ru) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Облегченная тампонажная смесь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008103465/03A RU2369720C1 (ru) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Облегченная тампонажная смесь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2369720C1 true RU2369720C1 (ru) | 2009-10-10 |
Family
ID=41260947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008103465/03A RU2369720C1 (ru) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Облегченная тампонажная смесь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2369720C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642897C1 (ru) * | 2016-10-27 | 2018-01-29 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Облегченная тампонажная смесь |
US10589238B2 (en) | 2016-03-14 | 2020-03-17 | Schlumberger Technology Corporation | Mixing system for cement and fluids |
-
2008
- 2008-01-30 RU RU2008103465/03A patent/RU2369720C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10589238B2 (en) | 2016-03-14 | 2020-03-17 | Schlumberger Technology Corporation | Mixing system for cement and fluids |
RU2642897C1 (ru) * | 2016-10-27 | 2018-01-29 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Облегченная тампонажная смесь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lee et al. | Alkali-activated, cementless, controlled low-strength materials (CLSM) utilizing industrial by-products | |
Ikotun et al. | Strength and durability effect of modified zeolite additive on concrete properties | |
Pathak et al. | Properties of self-compacting-concrete containing fly ash subjected to elevated temperatures | |
Wongkeo et al. | Compressive strength and chloride resistance of self-compacting concrete containing high level fly ash and silica fume | |
Itim et al. | Compressive strength and shrinkage of mortar containing various amounts of mineral additions | |
Poon et al. | A study on high strength concrete prepared with large volumes of low calcium fly ash | |
RU2014146124A (ru) | Геополимерная композиция с устойчивыми размерами и способ | |
RU2329987C1 (ru) | Сырьевая смесь для приготовления кислотостойкого золошлакового бетона | |
RU2338723C2 (ru) | Сырьевая смесь для приготовления ячеистого бетона | |
KR101305546B1 (ko) | 경소백운석의 수화특성을 활용한 이산화탄소 저감형 포틀랜드 시멘트의 제조방법 | |
AU2019324581B2 (en) | High strength Class C fly ash cementitious compositions with controllable setting | |
Özodabaş et al. | Improvement of the performance of alkali activated blast furnace slag mortars with very finely ground pumice | |
RU2470979C1 (ru) | Облегченная тампонажная смесь | |
Li et al. | Effect of polyether-type SRA on the drying shrinkage, pore structure and properties of blended mortar incorporating limestone powder | |
RU2369720C1 (ru) | Облегченная тампонажная смесь | |
Santamaria et al. | Ladle furnace slag as cement replacement in mortar mixes | |
RU2705114C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
CN114656224B (zh) | 一种低胶凝材料自密实混凝土及其制备方法 | |
RU2642897C1 (ru) | Облегченная тампонажная смесь | |
RU2399643C1 (ru) | Цементная тампонажная облегченная смесь | |
Gu et al. | Research on the preparation and properties of GBFS-based mud solidification materials | |
KR20140100810A (ko) | Hvma 콘크리트 조성물 | |
RU2322471C1 (ru) | Тампонажный раствор | |
Hwang et al. | Investigation on the use of fly ash and residual rice husk ash for producing unfired building bricks | |
RU2678285C2 (ru) | Связующий материал на основе активированного измельченного гранулированного доменного шлака, пригодного для образования материала бетонного типа |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20180716 |