Бесклинкерное утяжеленное вяжущее Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к тампонаж- ным материалам, преимущественно к специальным вяжущим веществам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин.

Известны составы вяжущих, обладающие термостойкостью, например шлако- песчаные цементы , шлако-кремне- земистые вяжущие 2J.

Недостатком известных составов является недостаточная их термостойкость.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, содержащее шлаковый, щелочной и кремнеземный компоненты, твердеющие при

повышенных температурах и давлениях 3.

Недостатком известного изобретения является высокая водопотребность, большой водоотстой, низкая плотность, что ведет к образованию цементного камня с недостаточной прочностью иг в результате чего не удается получить качественную изоляцию пластов в условиях повышенных температур и пластовых давлений. Кроме того, прочностные характеристики прототипа существенно ниже, чем предлагаемого.

Целью изобретения является повышение плотности раствора на основе вяжущего и обеспечение высоких прочностных характеристик цементного

Ч|

NJ

XI

Ы

камня в интервале температур 75- 200°С.

Это достигается тем, что вяжущее, включающее шлаковый и кремнеземсодер жащий компоненты, содержит в качестве шлакового компонента отвальный шлак шахтовых печей шахтной плавки окисленных никелевых руд, а в качестве кремнеземсодержащего компонента - хвосты обогащения фосфоритных руд (ХОФР), при следующем соотношении компонентов, мас.%: Отвальный шлак шахтной плавки окисленных никелевых руд90-95 Хвосты обогащения фосфоритных руд 5-Ю Наличие отличительных признаков по сравнению с прототипом подтверждают новизну заявляемого способа.

Благодаря тому, что вяжущее содержит отвальный шлак шахтной плавки окисленных никелевых руд и хвосты обогащения фосфоритных руд, достигаются такие новые свойства цементного камня на основе этого вяжущего, как термостойкость, высокая прочност

Таким образом выявлено, что рассматриваемый объект проявляет свойства, которые не проявляются в прототипе. Заявляемое решение соответствует критериюI существенные отличия.

Других решений,(содержащих признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не выявлено.

Исходные компоненты и материалы: отвальный шлак шахтных печей шахтной плавки окисленных никелевых руд и хвосты обогащения фосфоритных оуд, вода затворения - питьевая вода.

Хвосты обогащения фосфоритных руд являются отходами руд Чилисайского месторождения и представляют собой мелкий порошок.

Химический состав: Si02

ра% Fe2(b

A12°3 СО 2

.

72,7

М

2,6

,91

3,4

15,7

Отвальный шлак шахтной плавки окисленных никелевых руд представляет собой малотоксичные, невзрывоопасные, нерадиоактивные гранулы крупR20

-

ь

10

15

20

25

Ю

35

40

45

50

55

ностью 1-2 мм, влажностью 1-15%, на- .сыпной плотностью 1 120-1570 кг/м3.

Минералогический состав: окислы железа, окислы кремния, магния, кальция.

Химический состав:

Ni0,16-0,7

СО 0,025-0,П26

Si02kb-kj

FeO10-20

СаОЙ-16

MgO8-9

А120Э3-Zf

ппп 3,,815

Тампонажную смесь на основе заявленного вяжущего готовят путем смешения и активации шлака и хофра в заявленных соотношениях в дезинтеграторе Полученную смесь затворяют во- дои и подвергают испытаниям.

Пример, В чашу для затворения вносили 900 г шлака и 100 г хофра, во .вторую чашу вносили 950 г шлака и 50 г хофра,в третью чашу вносили 970 г шлака и 30 г хофра,Р четвертую чашу вносили 870 г шлака и 130 г хофра,перемешивали г течение 3 мин „Смесь пропускали через лабораторный дезинтегратор,где проводит- ся одновременно смешение и механическая активация тампонажной смеси Затем об 1работанные составы затворяли водой, перемешивали и испытывали по ГОСТ 1581-85 и ЗЮ.6-86. Аналогичным образом исследовали состав по прототипу

В таблице приведены составы и технологические параметры предлагаемого вяжущего и известного.

Как видно из данных таблицы, прочностные характеристики предлагаемого состава высокие в широком температурном интервале 75-200°С, что позволяет применять этот состав в данном интервале. Наилучшие результаты получаются при заявленном соотношении компоненте В о

Плотность и реологические характеристики также имеют наилучшие значения в заявляемом интервале. Так, даже при запредельных значениях предлагаемого состава прочностные характеристики выше, чем в известном.

Предлагаемый состав вяжущего предполагает применение промышленных отходов, он прост, позволяет экономить материалы, химические добавки, повышающие термостойкость, что значительно удешевляет технологию приготовления.

517

Формула и з,о бретения

Бесклинкерное утяжеленное вяжущее, включающее шлаковый и кремнезем- содержащий компоненты, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения плотности раствора на основе вяжущего и обеспечения высоких прочностных характеристик цементного кам- ня в интервале температур 75 200°С, оно содержит в качестве шлакового компонента отвальный шлак шахтной

76

плавки окисленных никелевых руд, а качестве кремнеземсодержащего компонента - хвосты обогащения фосфори ных руд при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отвальный шлак шахтной плавки окисленных никелевых руд90-95 Хвосты обогащения фосфоритных руд 5-Ю

Использование: цементирование нефтяных, и газовых скважин. Сущность: смесь 1(мас.%) отвального шлака шахтной плавки окисленных никелевых руд. 90-95 и хвостов обогащения фосфоритных руд обрабатывают в дезинтег- раторе. 1 табл.

Известный