Тампонажная смесь Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относися к составам там- понажных материалов, а именно к быстро- схватывающимся тампонажным смесям, содержащим полуводный гипс и предназначенным для крепления зон осложнения в скважине.

Цель изобретения - повышение начальной прочности в ранние сроки твердения при одновременном удешевлении тампо- нажной смеси

Тампонажнэя смесь содержит в качестве вяжущего портландцемент, полуводный гипс, намагниченный порошок гексаферри- та бария и шунгизит - продукт переработки апатитов, образующихся при измельчении шунгитовых спланцев при следующем содержании компонентов, мас.%.

Полуводный гипс10-40

Портландцемент15-30

Намагниченный порошок гексаферрита бария 0,01-3,00 Шуигизит29,974.99

Шунгизит характеризуется следующим химическим составом, мас.%: 5Ю2 51.3- 62,2; ТЮ2 1.13-1.78; А120з 13,4-16,5, РеО+Р2Оз 10.2-15.8; МдО 2,2-4-4, СаО 1,4- 2.3; NaaO 1,7-2,3; К20 0,8-2,2; п.п. 3,8-5,5. Введение шунгизита совместно с портландцементом при понижении содержания лол- уводного гипса позволяет получить тампонажную смесь, параметры которой сопоставимы с параметрами известной смеси (табл.1). При этом исключается применение

(X

ел VI

Os

со

дефицитного глиноземистого цемента. Содержание полуводного гипса и портландцемента в смеси меньше, чем содержание полуводного гипса и глиноземистого цемента в известной.

Как видно из табл. 1, разработанная там- понажная смесь способна твердеть и выбирать достаточную прочность в широком диапазоне содержания шунгизита, иметь высокую начальную прочность за минутные сроки схватывания.

В табл.2 приведены физико-механические свойства тампонажной смеси на основе глиноземистого цемента.

Данные табл.2 показывают, что в первые 2 или 4 ч не формируется прочность тампонажного камня и необходимо терять время на ОЗЦ.

Высокая стабильность тампонажного раствора и начальная прочность тампонажного камня на основе предлагаемой смеси обеспечиваются тем, что минералы высокой дисперсности при затворении водой поглощают ее без значительного разбухания. Это предотвращает возникновение внутренних напряжений и деструктивных процессов при твердении тампонажного камня.

Соотношения компонентов выбраны исходя из требований, которым должны отвечать состав быстросхватывающихся тампонажных смесей при бурении геологоразведочных скважин, а именно короткими сроками схватывания (от начала схватывания до конца не более 3 мин) и высокой начальной прочностью (не менее 1,5 МПа за 2ч).

П р и м е р 1. Наиболее дешевую тампо- нажную смесь получают при смешении до однородного состояния 74,99 мас.% шунгизита 15мае.% портландцемента, 0,01 мас.% гексаферрита бария и 10 мас.% полуводного гипса. Тампонажную смесь затворяют водой при водосмесевом отношении В/С 0,33. Плотность полученного тампонажного раствора 1840 кг/м3, растекаемость 0,12 м. Сроки схватывания тампонажного раствора при 20°С: начало 18 мин, конец 21 мин. Предел прочности тампонажного камня при сжатии через 2,4 и 24 ч составляет 1,5; 2,1 и 5,2 МПа соответственно.

П р и м е р 2. Тампонажная смесь, полученная при смешении 77,0 мас.% шунгизита, 10 мас.% портландцемента, 3 мас.% гексаферрита бария и 10 мае. % полуводного

гипса, затворяется при водосмесевом соотношении ,31. Плотность полученного тампонажного раствора 1850 кг/мг, растекаемость 0,11 с. Сроки схватывания тампонажного раствора при 20°С: начало 29 мин,

конец 34 мин. Предел прочности через 2,4 и 24 ч составляет 0,6: 0,9 и 2,5 МПа соответственно,

Таким образом, исходя из основных требований к быстросхватывающимся тампонирующим смесям, количества отхода производства шунгизита, введенного втам- понажную смесь, должно быть не менее 29,9 мас.%. Дальнейшее уменьшение количества отхода производства шунгизита

практически не дает удешевления тампонажной смеси. Кроме того, установлено, что количество отхода производства шунгизита, вводимого в смесь, не должно превышать 74.99 мас.% от массы сухих веществ,

так как при более высоком его содержании прочностные характеристики затвердевшего тампонажного камня ухудшаются.

Формула изобретения Тампонажная смесь, содержащая вяжущее, полуводный гипс и намагниченный порошок гексаферрита бария, отличающаяся тем, что, с целью повышения начальной прочности в ранние сроки тверде- ния при одновременном удешевлении смеси, она в качестве вяжущего содержит портландцемент и дополнительно шунгизит - продукт переработки апатитов, образующихся при измельчении шунгитовых сланцев, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Полу водный гипс10-40

Портландцемент15-30

Намагниченный порошок гексаферрита бария 0,01-3,00 Шунгизит - продукт переработки апатитов, образующихся при измельчении шунгитовых слан- цев29,90-74,99

Содержание гексаферрита бария берется от массы вяжущих.

Изобретение относится к составам там- понажных материалов, э именно к быстро- схватывающимся тампоизжным смесям, содержащим полуводный гипс и предназначенным для крепления зон осложнен в скважине. Цель изобретения - повышение начальной прочности в ранние сроки твердения при одновременном удешевлении 1 змпоиажной смеси. Она содержит в качестве вяжущего портландцемент, полуводный гипс, намагниченный порошок гексаферри- та бария и шунгиэит - продукт переработки апатитов, образующихся при измельчении шунгитоаых сланцев при следующем содержании компонентов, мвс.%. г.слуводный гипс 10-40; портландцемент 15-30: намагниченный порошок гексаферрита бария 0,01-3.0: шунгиэит 29,9-74.99. Шунгиэит характеризуется следующим химическим составом. мас.%: 51,3-622; ТЮз 1.13-1.78; А12Оз 13,4-16,5; РеО-Р2Оз 10.2- 15,8. MflO 2,2-4,4; СаО 1.4-2.3; NasO 1.7-2,3; К20 0.8-2,2; п.п. 3,8-5,5. Тампонажная смесь способна твердеть и набирать высокую начальную прочность за минутные сроки схватывания. 2 табл. Ё