Облегченный тампонажный раствор Советский патент 1989 года по МПК E21B33/138 

(21)4255539/23-03

(22)03.06,87

(46) 23.05.89. Еюл. Р 19

(71)Научная часть Сибирского научно-исследовательского и проектного института цементной промышленности

(72)Р.П.Иванова, Л.А.Вертопрахова, Т.Я.Гальперина, П.Я.Зельцер

и В.И.Смола

(53) 622.245.42 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 835982, кл. С 04 В 7/14, 1981.

СНиП 1В2 - 69. (54) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ 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 оско1

Изобретение 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 20- 100°С.

Тампонажный раствор, содержащий (Портландцемент, пыль электрофильтров,

ве в интервале температур 20-100(1. Для этого облегченный тампонажный раствор, содержащий портландцемент, пыль электрофильтров, воду и добавку 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 9-13; вода-остальное, Причем КП, уловленная скрубберами, имеет следующий химический состав, мас.%: 0,05-0,70; Fe703 0,15-7,0; CaO 0,50- 1,50; MgO 0,30-1,50; SO, 0,10-1,50; Na70 + К20 0,60-1,30; углерод в виде графита 1,50-10,00; Si02 аморфный 50,0-70,00; SiO кристаллический - остальное. Тампонажный раствор плотностью 1370-1500 кг/м3 образует цементный камень с прочностью при изгибе 0,9-4,5 МПа, что позволяет цементировать в одну ступень глубокие скважины. 1 табл.

воду и добавку, в качестве последней содержат отход производства кремния кремниевую пыль, уловленную скрубберами при следующем содержании компонентов, мас.%:

i

(/

4

00

оо

00

Портландцемент Пыль электрофильтров

Отход производства кремния - кремниевая пыль, уловленная скрубберами Вода

31-44

6-8

9-13 Остальное

31

Отход производства кремния имеет следующий химический состав, мас.%: 0,05-0,70 0,15-7,00 0,50-1,50 0,30-1,50 0,10-1,50

А1гОэ

РегОэ

СаО

MgO

S03

NajO +

+

Углерод в виде графита

0,60-1,30

1,50-10,00, SiO аммор- фный 50,00-70,00 Si02 кристаллический Остальное Значительное снижение плотности тампонажного раствора данного состава и его способность к твердению при 20-100С С обеспечиваются физическими свойствами и особенностями взаимодействия отхода производства кремния с остальными компонентами тампонажного раствора.

Отход производства кремния - крениевая пыль, уловленная скрубберами представляет собой высокодисперсную добавку (3 4500-5000 ), содержащую в своем составе указанные компоненты, обладающие большой внутренней поверхностью и химической актиностью, а также легкий материал - углерод в виде графита, что позволет значительно снизить плотность тампонажного раствора (до 1370 кг/м

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 взаимодейсвие компонентов в раствор протекает при преобладающей концентрации в не 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 изги чем высокоосновные гидросиликаты, преобладающие в рядовом тампонаж- ном цементе.

С повышением температуры растворимость кремнезема возрастает, и это обеспечивает твердение облегчен

5

0

5

0

5

5

0

5

0

ного тампонажного раствора в интервале температур 20 - 100°С.

Облегченный тампонажный раствор 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 г портландцемента, 60 г пыли электрофильтров и 90 г отходов производства кремния - кремниевой пыли, уловленной скрубберами, после перемешивания затворяют 410 г воды и определяют свойства раствора и цементного камня на его основе.

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

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/мэ, образующие цементный камень с прочностью на изгиб 0,9-4,5 МПа против известной величины 0,7 МПа.

Фор м-у ла изобретения

Облегченный тампонажный раствор, содержащий портландцемент, пыль электрофильтров, воду и добавку, Отличающийся тем, что, с целью снижения его плотности при одновременном увеличении прочности при изгибе цементного камня на его основе в интервале температур 20- 100, С , он в качестве добавки содержит отход производства кремния - кремниевую пыль, уловленную скрубберами, при следующем соотношении

Портландцемент Пыль электрофильтров Отход производства кремния - кремниевая пыль, уловленная скрубберами Вода

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.%: AL₂O₃ 0,05-0,70

FE₂O₃ 0,15-7,0

CAO 0,50-1,50

MGO 0,30-1,50

SO₃ 0,10-1,50

NA₂O+K₂O 0,60-1,30

углерод в виде графита 1,50-10,00

SIO₂ аморфный 50,0-70,00

SIO₂ кристаллический - остальное. Тампонажный раствор плотностью 1370-1500 кг/м³ образует цементный камень с прочностью при изгибе 0,9-4,5 МПа, что позволяет цементировать в одну ступень глубокие скважины. 1 табл.