Облегченный тампонажный материал Советский патент 1986 года по МПК E21B33/138 

I1

Изобретение относится к облегченным тампонажным материалeiM, применяемым для цементирования парогидротер- мальных, нефтяных, газовых и прочих скважин при геостатических температурах до 300 С.

Цель изобретения повышение прочности и термостойкости тампонажного камня и снижение его проницаемости.

Для приготовления тампонажного материала используются следующие продукты.

Фильтровальный перлит характеризуется следующим химическим составом

мас.%: SiOj 71 - 76; 12 - U; 0,7 - 1,5; TiO 0,1 - 0,75; CaO 0,82 - 1,0; KgO 0,1 - 0,25; SO, 0,09 - 0,12; 3,1 - 3,9; - 4,6; П.П.П. 1,0 - 1,8. Плотность 1900- 2100 КГ/М , влажность .не более 12%, гранулометрический состав: полный остаток на сите 0,075 мм не должен превышать 20%.

Глинистые минералы слоисто-ленточного структурного типа палыгорскит или сепислит.

Палыгорскитовый глинопорошок ха- рактеризуется следующим средним химическим составом,%: SiO 50,65; 11,97; 7,45; MgO 8,75; TiO 0,20; KjO 0,56; CaO 0,14; п.п.п. 20,28.

Средний химический состав сепио- лита следующий,%: SiOg 50,70; Al-O 4,19; 1,59; MgO 20,90; КО +Na,.,0 2,72; п.п.п, 19,90.

В качестве вяжущего применяются шлакопесчаные цементы типа ШПЦС или юлакопортландцементыо

Б таблице представленъ данные5ха рактеризующие физико-механические свойства раствора и камня из предлагаемого облегченного тампонажного материала, состоящего из вяжущего, фильтрованного перлита и глинистого минерала слоисто-ленточного типа,а также известного материала.

Как видно из табличных данных,облегченный тампонажный материал способен твердеть и набир ть достаточную прочность в широком диапазоне температур, имеет высокую начальную прочность, термостойкость и низкую газопроницаемость тампонажного камня

Высокая стабильность тампонажного раствора и начальная прочность камня из предлагаемого материгша обеспечиваются тем, что минералы .слоисто8444а

ленточного типа при затворении водой поглощают ее без значительного разбухания. Это не приводит к возникновению внутренних напряжений и деструктивных процессов при твердении тампонажного камня. Кроме того,термостойкость и -сйижеиие величины газопроницаемости камня обеспечиваются тем, что вяжущее совместно с фильт- ровальным Перлитом при введении палы- горскита при температурах выше 150 С образовывают А -замещенный тобермо- рит и гидрогранат типа плазолита, а при использовании сепИолита - мер3 линит. Все эти фазы и структура тампонажного камня стабильно существуют во времени при высоких температурах.

Пример 1. Облегченный тампо0 нажный материал получают при смешении до однородного состояния 74мас.%(740 г) шлакопесчаного цемента марки ШПЦС- 200, 20 мас.% (200 г) фильтроперли- та и 6 мас.% (60 г) сепиолита.Смесь5 затворяют водой при водосмесевом отношении В/С 1,45 (1450 см). Плотность полученного тампонажного раствора 1300 кг/м, растекаемость 0,21 м. Водоотделение тампонажного раствора в

0 цилиндре объемом 250 см и высотой 25 см через 2 ч составляет 1,1%.Сроки схватывания тампонажного раствора при и давлении 60 ИПа (соответственно начало и конец) 3 ч 10 мин

, и 3 ч 35 м:ин. Предел прочности тампо- нажного камня при изгибе-сжатии через 48 ч твердения при тех же условиях составляет 1,68/2,9 МПа, через 3 мес твердения - 1,95/4,3 МПа. Га0 зопроницаемость через 48 ч / 3 мес твердения составляет 10,8 -10 /9,2 у. Ю мкм .

Приме р 2, Облегченный тампонажный материал получают при смеше 5 НИИ 84 мас,% шлакопортландцемента, 12 мас.% фильтроперлита и 4 мас.% палыгорскита. .Смесь затворяют водой при В/С 1,15, Плотность полученно- то тампонажного раствора 1440 кг/м ,

50 растекаемость 0,20 м, водоотделение через 2 ч составляет 1,0%. Сроки схватывания тампонажного раствора при 200°С и давл€ нии 60 МПа (начало и конец) соответственно 2 ч 25 мин

55 и 2 ч 50 мин. Предел прочности тампонажного камня через 48 ч твердения в автоклаве при этом режиме составляет 2,51/6,8 МПа, через 3 мес

3. 1

твердения 3,71/12,1 МПа. Газопроницаемость камня при этом составляет соответственно 5,0-10 /3,8-10 мк№. П р и м е р 3. Облегченный тампо- нажный раствор получают смешением 93 мас.% шлакопесчаного цемента марки 11ШЦС-120, 5 мас.% фильтроперлита и 2.мас.% палыгорскита. Смесь затворяют, водой при В/С 0,90. Плотность полученного тампонажногс раствора 1540 кг/м, растекаемость 0,20 м.

2784444

водоотделение через 2 ч 1,5%. Начало схватывания тампонажного раствора при и давлении 60 МПа 2 ч 25 мин, конец - 2 ч 55 мин. Предел 5 прочности тампонажного камня при изгибе-сжатии через 48 ч твердения при этом режиме составляет 2,35/7,5 МПа, через 3 мес твердения 3,35/11,8 МПа. Газопроницаемость камня при этом со- 10 ставляет соответственно 7,3-10 / 4,5-10 мкм .

г

t

1Л

J«

о

- г

л

с

« «71

СЧ

л

су.

V

о

1Л

VO

во л

А

О

в

«п ю «- о«

о

. 4Ь

«Ч

«п

f

осо

«

.соNвч

fc

ш

rt о

п

м

го О

ft

f

«

-

А

см

гч о 00 - г о

о о

(П fx см

s

1Л

a

л

о

(«1

см

tn

m

to

8

о

о см

о ю см

- tj «

О

r. чг - o

- -0-1

о л

о о

п

о о о о см ш -

см о т m

СП о ON о Г.1 - см

1Л VIГ4г 00г{Л

О

(VJ

CN оо -

сч

-я- оо

, -3- .

о Гч|ПО

ON ОО г г

; CS

- «м