Тампонажное вяжущее Советский патент 1980 года по МПК C04B7/14 

1

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

Известен цемент, включающий портландцемент, гипс, гидравлическое белитово-сульфоалюминатное вяжущее If ,

.Данный цемент является быстросхватывающимся , что приводит к потере транспортабельности смеси в короткие сроки и делает его непригодным для тампонирования скважин.

Известен также расширяющийся цемент, включающий портландцементный клинкер 8-18, гидравлическую минеральную добавку 33-36, шлак алюмотермического производства ферротитана 40-55, гипс 3-7 2 .

Недостатками этого цемента является высокая плотность, низкая прочность в ранние сроки твердения, короткре сроки схватывания.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, а именно снижение плотности вяжущего, повышение прочности в ранние сроки.

Указанная цель достигается тем, что вяжущее, включающее цемент, шлак

алюмотермического производства ферротитана, гипсосодержащий компонент и добавку,содержит в качестве гипсосодержащего компонента сульфатный шлам производства борной кислоты, а в качестве добавки - кремнегель при следующем соотношении указанных компонентов, вес.%:

Шлак алюмотермического

10 производства ферротитана 4-6 Сульфатный шлам производства борной кислоты4-6

Кремнегель2-8

Цемент Остальное

15

Расширяющие свойства в предлагаемом материале достигаются в результате образования в процессе гидратации сульфоалюминатов каипьция

2CaO-Al Oj 3 CaSOv,- 31 или

20

3CaO-Al-j Oj- CaSOv--12 , т. е. трехсульфатной или односульфатной ной формы, которые образуются при наличии в водном растворе ионов Са, А, достаточно высоком

25 содержании рН среды. Эти условия создаются в предлагаемом материале за счет наличия ферротитанового шлака с высоким содержанием А 1203(6630 70%), сульфатного шлама производства борной кислоты, содержащего CaSO, и цементосодержащего компонента с высоким рН (12.,3-12,4) . Предлагаемый тампонажный материал в своем составе содержит цемент, который отличается высоким содержанием алита ( CjS до 60%). Это обуславливает набор прочности в ранние сроки при относительно низких положительных температурах. Кроме того, совместное присутствие в предлагаемом материале ферротитанового шлака с высоким содер жанием алюминатов (до 70%) и гипса в составе сульфатного шлама также обуславливает набор прочности в ранние сроки твердения. Присутствие в тампонажном материа ле кремнегеля позволяет сохранить необходимую подвижность смеси на более длительные сроки и получить сроки схватывания в пределах, необхоСоставЦемент Шлак алюмотермического производства ферротитана Сульфатный шлам производства борной кислоты Кремнегель - отход суперфосфатного производстваИсходные компоненты: цемент, щлак алюмотермического производства ферро титана, сульфатный щлам производства борной кислоты и отходы суперфосфатного производства в заданных соотношениях подвергают измельчению в дезинтеграторе в режиме 6-12 тыс.об/ми димых для закачивания смеси в скважину. Такое влияние незначительного количества кремнегеля на сроки схватывания материала можно объяснить следующим: кремнегель имеет большую удельную поверхность, а отсюда - большая адсорбционная способность. Адсорбируя на своей поверхности частицы быстро реагирующих компонентов, он создает условия сохранения подвижности смеси на более длительные сроки. Дпя получения тампонажного материала, исходя из технологических требований, проверяют конкретные составы с соотношением компонентов, входящих в предложенное вяжущее, причем в качестве кремнегеля берут отходы суперфосфатного, производства (см. табл. 1) . Таблица 1держание, вес. % 8590 52 при скорости соударения частиц 80120 м/с. Готовую смесь затворяют водой и доставляют на скважину. Полученные тампонажные материалы имеют .следукяцие характеристики, представленные в табл. 2. Таблица 2

1,63 1,65 1,67 2,3

2

24 23 27 21

59 55 68 45

62 65 87 47

157 162 172 112 Из табл.2 видно, что предлагает и облегченный расширяющийся тампонажный материал обладает прочностью в пределах стандартных цементов, имею щих плотность 1,6-1,7 г/см. У него низкая водопотребность за счет содержания шлака алюмотермического про изводства ферротитана. Введение дополнительно в компози цию кремнегеля - гидравлически актив ного компонента - обеспечивает повышение скорости гидратации, что обуславливает создание прочности цементного камня, При дезынтеграторной обработке достигается эффект гомогенизации см и ее активация, Формула изобретения Тампонажное вяжущее, включающее цемент, шлак алюмотермического производства ферротитана, гипсосодержащий компонент и добавку, отличающееся тем, что, с целью снижения плотности, повышения прочности в ранние сроки,оно содержит в качестве гипсосодержащего компонента сульфатный шлам производства . борной кислоты, а в качестве добавки - кремнегель при следующем соотношении компонентов, вес%: Шлак алюмотермического производства ферротитана 4-6 Сульфатный шлам производства борной кислоты 4-6 Кремнегель2-8 ЦементОотешьное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 504722, кл. С 04 В 7/35, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 455927, кл. С 04 В 7/14,.1975 (прототип).