Облегченный тампонажный раствор Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

(54) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНМШЫЙ РАСТВОР

Изобретение относится к креплени скважин, в частности, к обработке цементных растворов, предназначенны для крепления скважин путем введени добавок, с целью улучшения тех или иных свойств цементных .растворов. Известны облегченные тампонажные растворы для кренления скважин, содержащих цемент, воду затворения и различные облегченные добавки (бентонит, вермикулит, асбозурит, трепел, диатомит, каменный уголь, опок и др.) I . Недостатком тампонажных растворо является их низкая прочность. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является облегченный тампонажный раствор, содержащий портландцемент, воду затворения, хлористый кальций и в качестве облег-чающей добавки тор при спедующем соотношении компонентов. вес.%: 20-22,3 Цемент 0,5-2,7 Хлористый 2-7,3 кальций 23-30,0 Недостатком данного раствора явля ется то, что прочность на изгиб тампонажного камня, получаемого при твердении этого раствора, низка и в ряде случаев ниже требований ТУ 2-1-6-67 на облегченные тампонажные растворы для горячих скважин, причем начало схватьшания данного тампонажного раствора довольно длительное (8-16 ч) , а многокомпояентность его состава усложняет и удорожает технологию получения кам-ня из данного раствора. Цель изобретения - повышение прочности цементного камня и сокращение сроков схватывания при цементировании холодных и горячих скважин. Поставленная цель достигается тем, что раствор Б качестве облегчающей

3883338

добавки содержит скоп при следукнцем соотношении компонентов, вес.%:

64,0-6А,2

2,5-3,5 Остальное

Скоп представляет собой отходы целл}олозно бумажноро производства, Эти отходы не имеют ни ГОСТа, ни ТУ До настоящего времени мелкодисперсные осадки, образующиеся на очистных сооружениях целлюлозно-бумажных комбинатов (скоп) не используготся и идут в отвалы, занимаемые десятки гектар земли.

Скоп это сгусток улавливаемого массной ловушкой мелкого волокна, иногда с наполнителем из отработанных вод целлюлозно-бумажного производства.

По данным среднее содержание (в процентах от заданной композиции), волокна и других веществ в скопе при выработке бумаги составляем: Компоненты , / Скоп

5,7-5,9

Волокно 5 100 21-55 Каолин, i 00 33-45 Клей, 100 Крахмал, 100 50-89 Квасцы, 100

Стопроцентное содержание компонетов не означает их количественное равенство, а определяет только композиционность состава. Количество . их зависит от сорта бумаги.

По составу скоп является многокомпонентным веществом. Кроме мелковолокнистой целлюлозы он содержит следующие добавки, которые вводятся при производстве бумаги: канифольны клей, основной состав которого - канифольная кислота (Ц{§Н| р) каолин который имеет примеси окиси кальция (СаО), окись железа (), окись гитана (TiOj) J сернокислый глинозем (квасцы) (А1|,0ц) , имеющий примеси окиси алюминия () и экиси железа (); крахмал

().

Лабораторный анализ сточных вод Добрушского ЦБК (Гомельская обл.) следующий:

26 2, Взвешенные частицы при т-ре С 195, мг/л

518 (после прокаливания) 414

а)минеральное287,5

б)органическое230.5

Применение скопа в качестве облегчающей добавки позволяет сократить сроки схватывания тампонажного камня (согласно установленному стандарту на облегченные тампонажные раствоpbiS, повысить его прочность и, сократив количество исход1а х компонентов, снизить его себестоимость.

Технология получения тампонажног раствора проста и заключается в следующем.

Скоп измельчается, просеивается через сито №0,08 и сушится при температуре 80-100С в течение 4-6 ч. Портландцемент также просеивается через сито № 0,Р8.. Затем цемент и скоп смешиваются в необходимом соотношении и производится затворение водой вручную в течение 3 мин.

О,

При температуре и атмосферном давлении измеряют удельный вес и растекаемость полученного тампонажного раствора. При и давлении 500-600 атм определяется время загустевания тампонажного раствора на КЦ-3, при температуре 75 С и атмосферном давлении определяют прочность затвердевшего цементного камня на изгиб через 2 сут твердения согласно ГОСТ 1581-63.

Состав испытывающихся тампонажiftix растворов приведен в табл. 1.

Физико-механические свойства тампонажных растворов указанных составов и цементного камня из них приведены в табл. 2.

На основании экспериментальных данных, в качестве оптимального состава можно предложить следующий состав, вес.%:

Портландцемент 64,0-64,2 Скоп2,5-3,5

ВодаОстальное

Сравнение физико-механических свойств данного облегченного -тампонажного раствора и известного раствора показано в табл. 3.

Как видно из таблицы, предлагаемый облегченный тампонажный раствор обладает значительно улучшенными прочностньи и свойствами, сокращенными сроками схватывания и соответствует техническим требованиям на облегченные тампонажные растворы. Портландцемент 64,8-65,2 1,8-2,3 Плотность, г/см 1,66-1,68 1,5-1,5 Растекаемость, см 19-20 20-22 Предел прочности при изгибе, кг/см при температуре испытания 22-25 С 10,0-10,55 18,9 при температуре испытания 75-78с 12,5-13 28,9-32,0 Сроки схватывания при температуре 7578 С, ч-мин

Предел прочности при из-, гибе, через 2 сут, кг/см

при температуре испытания 22-25 С

Таблица 1

18,9-21,6 64,2-64,5 64,0-64,2 64,0-64,2 62,5-63,5 2,5-2,8 2,8-3,0 3,2-3,5 3,6-4,5 Остальное 1,48-1,50 1,45-1,47 1,60 20-21 19-21 17-18 20,5-21,6 19,2-19,8 8,0-9,1 38,9-42 36,8-39,2 13,6-15,3

при температуре испытания 75-78 С

Сроки схватывания при температуре испытания 75-78С, ч-мин Формула изобретения Облегченный танпонажный раствор, содержащий портландцемент, облегчаю щую добавку и воду затворения, от личающийся тем, что, с целью повышения прочности цементного камня и сокращения сроков схватывани -, -Л15С1 IJtJJJiJcl НИ тт при цементировании холодных и го„ ,, ,, рячих скважин, раствор в качестве , ,jjjv K о i ci4t;cibs облегчающей доб51вки содержит скоп при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Продолжение табл. 3

..

36,8-42

9-10 Портландцемент 64,0-64,2 2,5-3,5 Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Луценко Н.А. и Образцов О.И. Тампонажные растворы пониженной плот,„. -1. ijjwfD1 нипиженнои nj (,IfПГ Т- rln ности. М., Недра, 1972, с. 5-13. 2. Авторское свидетельство СССР №613083, кл. Е 21 В 33/138, 1973 (прототип).