Вяжущее для тампонажных растворов Советский патент 1977 года по МПК C04B7/14 

1

IfsoGpereHHe относится к производству строительных материалов, в частности, к составам вяжущего для цементирования нефтяных и газовых скважин.

Известен целый ряд вяжущих для строительных целей, но не пригодных для строительства подземных сооружений, в частности, нефтяных и газовых скважин, так как они включают в свой состав водорастворимые компоненты, не стойкие при высоких температурах l .

Наиболее к предлагаемому является вяжущее, которое включает молотый вт оричный гранулированный шлак цветной металлургии, отходы обогащения металлургических руд и дополнительно щелочной возбудитель - известь или портландцемент до 20% 2,

Недостатком этого вяжущего является высокая плотность раствора, обусловлен ная удельным весом отходов (не менее 3,5 г/см ), что неприемлемо при создании тампонажного раствора для цементирования зон с аномашьно низкими пластовыми давлениями.

Недостатком вяжущего является также

,СаО

его высокоосновность

1,2) ° sio

это отрицательно сказывается на термосолестойкости . Кроме того, вяжущее

2

имеет недостаточно удовлетворительные геологические свойства, добавление извести или портландцемента улучшает их очень незначительно, а портланд1.1ементдефицитное дорогостоящее сырье.

Цель изобретения - снижение плотности раствора, повышение термостойкости вяжущего.

Это достигается тем, что вяжущее, включающее шлак, щелочной возбудитель схватывания и добавку, содержит шлак рафинированного феррохрома и в качестве добавки-хвосты обогащения медно-молибденовых руд при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Шлак рафинированного

феррохрома45-47,5

Щелочной возбудитель

схватывания5-10

Хвосты обогащения медномолибденовых руд 45-47,5.

Смесь шлака и добавки имеет следующ состав, вес.%:

50-52 AEjOj 11 ,5-12, 5 25-26 FCjO, 0,38-0,44

СаО 4,5-5,5 2-2,5

Те Остальное

В качестве щелочного возбудителя MIJжет быть использовано жидкое стекло.

Исходный продукт - шлак рафинированного феррохрома, который является саморассыпающимся, так как содержит модификаЦикУ двухкальциевого силиката, по своей природе относится i основным кристаллическим шлакам с уд.вес 2,9-3,0 г/см.

При добавлении к этому шлаку равного количества отходов обогащения

(ХВОСТОВ) МеДНО-молибденовых руд,

имеющих уд.вес 2,9-2,95 г/см , получается смесь, которая при водосмесевом отношении 0,55 обеспечивает создание облегченного тампонажного раствора плотностью 1,70-1,75 г/см.

При смешивании саморассыпающегося шлака и хвостов происходит оптимизация состава вяжущего, (вес.%): , 50-52; СаО 25-26; ,5-12,5, что обеспечивает при взаимодействии с водой образование низкоосновных гидросиликатов и гидрогранатов кальция позволяющих получать плотный термосолестойкий камень.

В исходном шлаке содержание извести в 2 раза больше, чем кремнезема. Добавление к нему кремнеземсодержащей добавки меняет соотношение извести и

кремнезема так, что извести становится в два раза меньше, чем кремнезема.

Получение высокоосновных гидросиликатов кальция, не стойких при высоких температурах (свыше 100) исключается и обеспечивается получение низкоосновных тоберморитоподобных гидросиликатов кальция, устойчивых в широком интервале температур (20-200 0).

Введение жидкого стекла в качестве щелочного возбудителя способствует активизации шлака в кремнеземсодержашей добавке, а также улучшает реологические свойства вяжущего.

Пример. Сухую смесь шлака рафинированного феррохрома и хвостов обогащения медно-молибденовых руд затворяют водой, в которую предварительно добавляют жидкое стекло. Полученная таким обрааом смесь пригодна для применения при тампонировании скважин.

Испытания свойств вяжущего проводят на трех смесях, соотношения компонентов которых находятся в пределах, соответствующих формуле изобретения.

Результаты испытаний представлены в таблице (водосмесевое отношение О,-55).

o о m

о о ст о

(N ГО

r cr

VD

a

tN

1Л

4in

(N

CO ix

N (N

1Л Ч

V я- rr

Как следует из таблицы, прочностные характеристики вяжущего, имеющего уд. вес 1,662 г/см, в два раза выше, чем требование технических условый ТУ-21-1-6-67 на облегченные цементы при

vs-c.

с повышением температуры прочностные характеристики значительно увели чиваются.

Таким образом, предлагаемое вяжущее имеет более низкую плотность, что обуславливается характеристиками испольйуёмого сырья: шлака рафинированного феррохрома (2,9-3,0 г/см) и хвостов обогащения медно-молибденовых руд (2,9-2,95 г/см), а также повышенным водосмесевым отношением.

Предлагаемый облегченный раствор предназначается для производства тампонажных работ, позволяет снизить усилия для подъема цемента в скважине

Вследствие абразивности сырья происходит лучшая очистка обсадных труб и стенок сквгикины от глинистой корки, что обеспечивает надежную герметизацию контактных зон заколонного пр&странства за счет улучшения сцепления цементного камня с трубами и со стенками скважины.

Особенно эффективно применение облегченного тампонажного раствора для

цементировочных работ в зонах с малопрочньми породами. Кроме того, этот раствор легче поднимать на большую высоту.

Формула изобретения

ВяжущееДЛЯ тампонажных растворов, включающее шлак, щелочной возбудитель схватывания и добавку, отличающееся тем, что, с целью снижения плотности рйствора, повышения термостойкости, оно содержит шлак рафинированного феррохрома и в качестве добавки-хвосты обогащения медно-молибденовых руд при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Шлак рафинированного

феррохрома45-47,5

Щелочной возбудитель

схватыванияi5-10

3(восты обогащения

медно-молибденовых руд 45-47,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Авторское свидетельство СССР, № 316665, кл. С 04 В 7/14,1971.