Способ получения облегчающей добавки для тампонажных растворов Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 C04B7/52 

Изобретение относится к области производства легких пористых заполнителей из вспученного перлита, в частности для получения облегчающей добавки, для там- понажных 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 кг/м3с размером частиц 0,1- 2,5 мм первой ступени осаждения и вспученный перлит второй ступени осаждения с размером частиц 0,1-0,25 мм.

В измельчителе производят измельчение частиц 0,1-2,5 мм первой ступени осаждения при следующих параметрах предварительного измельчения: частота вращения подвижного диска измельчителя 1500 об/мин; разрежение в разгрузочной части измельчителя 1500 Па. Показатели вспученного перлита после предварительного измельчения: плотность 80 кг/м3; остаток на сите с диаметром отверстий 0,14 мм в количестве 25 %, 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

О 00

ю ел со

о

вращения мелющих органов 2000 об/мин; размер между жалюзи 3 мм. Полученная облегчающая добавка хгфактеризуется следующими параметрами: размер частиц 0,060 мм; доля всплывающих частиц 7% и осевших частиц 9%, объемная насыпная масса 130 кг/м ; достигнутая производительность 4,0 .

Пример 2. Е1 качестве исходного материала использован вспученный перлит плотностью1 65 кг/м3 с размером частиц 0,1-2,5 мм первой ступени осаждения, и вспученный перлит второй ступени осаждения с размером частиц 0.1-0,25 мм.

Приготавливают сухую смесь предварительно молотого вспученного 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/м3; остаток на сите 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 U,1-u, мм. полученную сухую смесь подвергают окончательному измельчению в последовательно установленных мельницах-вентиляторах со следующими параметрами: частота 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%, осевших частиц 8%; насыпная масса 150 кг/м3. Достигнутая пр- изводительность 3-3,5 м/ч.

Для крепления глубоких разведочных скважин на нефть к 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 МПа. С применением

облегчающей добавки было зацементировано 9 колонн.

Введение добавки позволяет получить тампонажные составы плотностью 1,30- 1.40 г/см3, имеющие хорошие технологические показатели в интервале температур от 20 до 100°С: термостойкость цементного камня, способность тампонажного раствора сохранять подвижность во время закачки в заколонное пространство, растекаемость

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

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

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

колонн с низким градиентом пластового давления (в поглощающих горизонтах), обеспечив высокую герметичность затруб- ного пространства.

Результаты испытаний представлены в

таблице.

Формула изобретения Способ получения облегчающей добавки для тампонажных растворов путем механического измельчения вспученного

перлита, отличающийся тем, что, с целью снижения плотности и повышения прочности, сначала измельчают вспученный перлит фракции 0,1-2,5 мм в количестве 60- 75% до размера частиц 0,14-0,2 мм, а затем

его совместно измельчают с вспученным перлитом фракции 0,1-0,25 мм в количестве 25-40% до размера частиц 0,055-0,060 мм при скорости вращения измельчающих органов 1500-3300 об/мин.

Примечание. Режим твердения - температура 75°С.

Раствор предварительно обраЯотан давлением 10 НПа, первона- ж

чальные параметры: растекаемость 0,26 м, плотность 1180 кг/м .

По изобретению использовали фракции: 1. Фракцит 0,1-2,5 чм 602 Скорость измельчения

0,1-0,25 мм 40%/ 1500 об/мин

2.Фракция 0,1-2,5 км 752 ) Скорость измельчения 0,2-0,25 мм 251 ( 3300 ов/мин

3.Фракция 0,1-2,5 мм 70Z Скорость измельчения 0,1-0,25 мм 30Z/ 2500 об/мчн

4.Фракция 0,1-2,5 мм 602 Скорость измельчения 0,1-0,25 мм 40ZJ 2000 об/мин

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.