Тампонажная смесь Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению, в частности к составам, пригодным для цементирования глубоких нефтяных и газовых скважин. Известны термостойкие тампонажные цементы, состоящие из портландцемента и кремнеземистой добавки, например кварцевого песка, взятых в таком соот ношении, которое обеспечивает образов ние в процессе твердения низкоосновны гидросиликатов кальция (СаО/5 0„ 1,5) 1. Недостатком таких та1мпонажных цементов является пониженная седимента.ционная устойчивость и невозможность приготовления из них растворов пониженной плотности. Известны также термостойкие облегченные цементы, содержащие кремнеземистый компонент в тонкодисперсной форме, например диатомит, трепел, опо ка, пылевые топливные золы, получающи ся при сжигании форсуночного твердого топлива - каменного угля, торф, горючих сланцев. Эти цементы содержат кремнеземистый компонент в таком коли честве, что обеспечивается образование низкоосновных гидросиликатов каль ция, а следовательно,- термостойкость Цементного камня необходимость введения большого количества облегчающей добавки, не являквдейся вяжущим веществом, приводит к тому, что прочность цементного камня понижена, особенно в раиние сроки при 50-120 С. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является тампонажная смесь с,облегчающилш добавками из прокклиленных отходов, которая содержит в вес.% портландцемент 20-66 и пылевую топливную золу 34-80 3. Недостатке этой облегченной, тампонажной смеси также является пониженная прочность в ранние сроки. Цель изобретения - повышение прочности цементного камня: в ранние сроки твердения при 50-120С. Указанная цель достигается тем, что известная тампонажная смесь, включающая портландцемент и пылевую топливную золу, содержит дополнительно; 9аморас0Ыпающийся шлак производства феррохрома следующего химического состава, вес.%: СаО47-52 МдО9-11 SiOa25-28 AfaO .4-7

FeO0,5-2,0

,2-7

при следующем соотношении указанных кo шoнeнтoв, вес.%:

Портландцемент 50-65

Пылевая топливная

зола17-25

Саморассыпакхцийся шлак производства феррохрома 18-25

В предлагаемом изобретении часть пылевой топливной золы, .замещается тонкодисперсной добавкой - самор.ассыпакядимся шлаком производства феррохрома.

В температурнсйл интервале 50-120с под влиянием присутствующего в смеси портландцемента зацчительно повышается гидратационная активность шлака. В результате этого образуется дополнительное количество новообразований повышающих прочность цементного камня.

И табл. 1 приведены соотношения предлагаемых составов тампонажной смеси; в табл. 2 - прочностные характеристики тампонажных смесей, входящих в предлагаемле значения, а также выходящих за иХ пределы.

Тс1мпонажная смесь готовится смешением известными методами портландцемента, пылевойотопливной золы и саморассыпающегося шлака производства феррохрома. После смешения компонентов в указанных соотношениях сухую смесь затворяют известным способом водой.

Тампонажная смесь, содержгицая в вес.%: портландцемент 40; пылевую топливную золу 30; саморассыпеиощийся шлак производства феррохрома 30, имеет низкие прочностные характеристики в условиях холодных скважин, а тампонажная смесь, содержащая те же компоненты, соответственно, вес.%: 70, 15 и 15, снижает свои прочностные качества в условиях горячих скважин, т.е. при , тогда как в пределах

5 предлагаемых значений цементный камень стоек при этой температуре.

Таким образом, предлагаемая тампона кная смесь имеет хорошие прочностные характеристики в пределах предла.0 .гаег.дых значений. Кроме того, она высок оэкономичн а, так как в своем составе содержит 35-50% отходов производства, не требующих предварительной обработки.

5 При соблюдений соотношения компонентов в указанных пределах обеспечивается термостойкость цементного камня за счет образования низкоосновных гидросиликатов кальция и алюминиевых гидрогранатов.

Таблица 1

25 20 17

50 60 65

25 20 18

«

(N

о

VD

H

ts

in

VO

о го

о го

о

Ч

I-

со

г го гч

t СМ

in

.п

о

fO (S чч

Ч

N

о

-1

fM

со

CN1

тЧ

Ч

оо 1

t

г

1Л

ff

п

1Л 1Л

41

г

го

гГ-in

1М

Tt

r

VO VO

in v.

in

о

VO VO

in

c-

VO VO

VO

VO

VO

VO

VO

N «N

fM {N

CN|

H CM

CM

T-l

M

(N СЧ CN

(N

сч

N

s

OO

О VO

in in

00 in

in

тЧ VO

in in

О VO

in

VO

VO

о

о

о

.

CM

oo

о

00

о го

in

о

ш см

in

CM

f.

тН

CM

-гН

t

о

о

in

о

in in

го

CM

гЧ

CM

тН CM

CM

о r

in

о

о in

in

о in

о

VO

VO

VO

Формула изобретения

Тампонажная смесь, содержащая порландцемент и пылевую топливную золу, о Т-лишающаяся тем, что, с целью повьвиения прочностных свойств тампонажного камня в ранние сроки твердения при 50-12ОС, смесь дополнительно содержит саморассыпающийся шлак производства феррохрома следующего химического состава, вес.%: СаО47-52

НдО9-11

510,2.25-28

Al-xOj . 4-7 FeO . .

0,5-2,0 2-7

Cr.0.,.

причем соотношение компонентов следующее , вес,%:

Портландцемент 50-65 Пылевая топливная зола17-25

Саморассыпающийся шлак производства феррохрома18-25

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Каримов Н.Х. и др. Тампонажные смеси для скважин с аномальными пластовыми давлениями. М., Недра, 1977, с. 48.