Тампонажный цемент Советский патент 1982 года по МПК C04B7/14 

(54) ТАМПОНАЖНЫЙ ЦЕМЕНТ

Изобретение относится к области химии, а более конкретно к шлакощелочным вяжущим, и может быть использовано при выполнении тампонажных работ. Известны вяжущие, включающие молотые щлаки и добавки соединений щелочных металлов при следующем соотношении компонентов, вес.%: Молотый фосфорный шлак97-98 Хлористый кальций0,5-2,0 Сернокислый натрий1-2 Щ. Наиболее близким по технической сущност и достигаемому результату к изобретению явля Тся тампонажный цемент, включающий гранули рованный свинцовый шлак и карбонат натрия при рледующем соотношении компонентов, мас.% 12 Гранулированный-свинцовый щлак97-98 Карбонат натрия2-3 Недостатком известных цементов являются низкие прочность при изгибе и газонепроницаемость при температуре 120-140°С. Цель изобретения - повышение прочности при изгибе и газонепроницаемости при температуре 120-140°С. Цель достигается тем, что тампонаЯснь й цемент, включающий гранулированный свинцовый шлак и карбонат натрия дополнительно содержит бикарбонат натрия при следующем соотнощении компонентов, мас%: Гранулированный свинцовый щлак85-95 Карбонат натрия4 -10 Бикарбонат натрия0,5-5 Приготовление вяжущего осуществляют следующим способом. Предварительно высушенные до влажности не более 1 мас.% гранулированный свинцовый шлак и смеО) карбоната и бикарбоната натрия подвергают совместному помолу до тонины, соответствующей удельной поверхности 290 - 310 по прибору ПСХ-2. После этого смесь затворяют водой до получения тампонаж ного раствора, имеющего растекаемость по конусу АзНИИ в пределах 19-24 см. Для приготовления тампонажного цемента были использованы гранулированные свинцовые шлаки, включающие в свой состав, мас.%: SiOj 27,9-31,4; AljO, 4,5-7,1; CaO 18,720,1; MgO 3,1-5,2; FejOj 7,6-8,9; FeO 25,430,2; N82 0 + KjO 0,5-0,9. B, качестве карбоната натриа используют технический продукт, отвечающий ГОСТ 5100-64 Сода синтетическая кальцинированная или ГОСТ 10689-70 Сода кальцинированная техническая из нефелинового сырья, бикарбонат вводят в виде х.ч. NaHCOj. Твердение тампонажного цемента происходит по схеме, характерной для твердения шлакощелочных цементов, но имеет некоторые особеннести. Положительный эффект уплотнения тампонажного камня и повьпления его физико-механических характеристик от применения смеси карбоната и бикарбоната натрия достигается за счет разложения при повышенных температурах бикарбоната натрия с выделением С02, усиливающего, как известно, реакцию гидролиза солей. растворы которых, в частности карбоната натрия, имеют щелочную реакцию. Интенсификация процессов гидратации приводит к формированию плотного тампонажного камня и повышению его газонепроницаемости. Пример. Шлак гранулированный свинцовый Чимкентского свинцового завода с Мо - 0,75 и химическим составом, мас.%; SiO2 28,14; МгОз 6,45; 8,20; CaO 19,17; MgO 4,54; NajO + КгО 0,73; FeO остальное

Физике-механические свойства тампокажных цементов

По изобретению

3-306-002280

2- 05-302240

3-005-402250

1-503-402210

4-107-202230

Прототип

3-007-302220

1,6 1,4 1,5 1,1 1,0

1,1 и смесь карбоната и бикарбоната натрия, предварительно высушенные до остаточной влажности 1%, подвергают совместному помолу в шаровой мельнице в различных соотношениях до удельной поверхности 310 м/кг по ПСХ-2. Затворение цемента проводят водой при водоцемён- тном отношении 0,5. Изготовление и испытание образцов проводят в соответствии с ГОСТ 1581-78 на тампонажный цемент. Шлакошелочной раствор имел растекаемость по конусу АзНИИнефть в пределах 19-24 см. Плотность тампонажных шлакощелочных растворов определяют на пикнометре емкостью 100 см. Параллельно с загустеванием определяют сроки схватывания при высоких температурах и давлениях в автоклаве, снабженном устройством для определения этой величины по метоДУ погружения иглы в образец тампонажного раствора. Для определения газопроницаемости готовят образцы цилиндрической формы из шлакощелочного тампонажного раствора диаметром 25 мм и высотой 30 мм; газонепроницаемость определяют на приборе ГК-5. Результаты испытаний тампонажных цементов при Т 120-140°С и Р 600-650 ати приведены в таблице. Для сравнения приведены результаты испытаний образцов, изготовленных из противопоставляемого тампонажного цемента. S97 Техническая эффективность изобретения состоит в получении тампонажного цемента повышенной плотности, прочности и газонепроницаемости. Тампонажный цемент может быть использован для увеличения устойчивости обсадной колонны, повышения допустимых сминающих давлений на трубы в зоне цементирования на значительной глубине и позволяет повысить надежность изоляции пластов на протяжении длительного периода эксплуатации скважинь в сложных гидрогеологических и температурных условиях. Формула изобретения Тампонажный цемент, в1слючающий гранулиро ванный свинцовый шлак и карбонат натрия, отличающийся тем, что, с целью повыщения прочности при изгибе и газонепроницаемосга при температуре 120-140 С, он дополнительно содержит бикарбонат натрия при ;д едующем соотношении компонентов, мас.%: Гранулированный свинцовый Карбонат натрия Бикарбонат натрия Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство N 592780, кл. С 04 В 7/14, 1978. 2.Баш С. М. Утяжеленный Тампонажный цемент из свинцового шлака. - Цемент, 1969, № 1, с. 12-13 (прототип).