Тампонажный материал

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИН 21 В 33/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСИ МАТЕ РИАП,и молотогощийс япечения устойамня к темпери 80-250 С,отый шамот с2300-2700 смнии компоненвв оват важи 0 теплофи ой обоояние в о", У 2 0 тво СССР0 (прототорск е 92 В 33 свидет 4046/03 38, 31УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесский инсти буровым(56) 1. Аэическихлочки наскважине,1983.2. Авпо заявккл, Е 21тип),49 7/2 2-036.831.84. Бюл, В 43Абрамов, В.А,Антонов, Д.Ф.Новохатскив и С.Б,Трусовоюзный научно-исслитут по креплениюрастворам245.42(088,8)брамов С,А. Влиянипараметров цементее напряженное сос"Нефтяное хозяйст 54) (57) ТАИПОНАЖНЫЙ остоящий из вяжущего амота, о т л и ч а ю ем, что, с целью обе ивости цементного к атурным колебаниям п материал содержит мол дельной поверхностью ри следующем соотнош овмас .Х:ВяжущееКолотый шамот с.удельной поверхностью 2300- 2700 см/г. 10 120 112Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин.Известны тампонажные материалы, ПЦГ, ШПЦС, ШПЦС, широко используемые при цементировании нефтяных и газовых скважин, однако камень из этих материалов обладает повышен ным термическим коэффициентом линейного расширения, следовательно, и большей деформативной способностью. Переменное воздействие повышенной и пониженной температур на цементную оболочку из материалов создает опасные разрывные напряжения, и как следствие, приводит к нарушению герметичности затрубного пространства 1 .Известен тампонажный материал на . основе вяжущего портландцемента и активной минеральной добавки, барита, шамотного песка, тонкомолотого шамота и суперпластификатора С2,Данный тампонажный материал обладает повышенной жаростойкостью 700-1000 С), но не обладает стой 0костью к температурным колебаниям. 2 Введение в материал одновременно двух видов добавок шамота с различными удельными поверхностями шамотного пес- ка с 54= 1900 см /г и тонкомолото-. го шамота с 6 = 3000 см/г снижа ет усталостную прочность тампонажного камня и усложняет технологию приготовления тампонажного материала. 100тв80 20щщ35 0 35 20 5357 2Целью изобретения является обеспечение устойчивости цементного камня к температурным колебаниям при 80-250 С.Указанная цель достигается тем, что тампонажный.материал, состоящий из вяжущего и молотого шамота, содер" жит молотый шамот, который имеет удельную поверхность 2300-2700 см/г при следующем соотношении компонентов, в мас.Ж):Вяжущее 60-80Молотый шамотс удельной поверхностью 23002700 смф/г 20-40 Добавка молотого шамота сб 25001200 смф /г понижает термический коэффициент линейного расширения, уменьшая тем самым величину внутренних напряжений, возникающих вследствие термоусталости тампонажного кам" ня. Шамот, измельченный до удельной поверхности 5 ьщ 25001 200 см 1 /г, повышает теплопроводность материала, что позволяет тампонажному камню быстро нагреваться и охлаждаться при температурных колебаниях и обеспечивает устойчивость к температурным колебаниям (таблица). Шамот - обожженная до спеканйяглина плотностью 3,0-3,2 г/см . Химн1125 40-45 б 02, 0,5-1,2 СаО ГОСТУ 20956 ческий состав шамота, Х:30"35 А 60, 8-11 е,О,2-3 И 0. П.п.п. 10,5 Х (по75) . 5П р и м е р 1. Для приготовления 1 кг тампонажного материала (опыт 5) необходимо смешать 600 г портландцемента и 400 г молотого шамота, Приготовленный таким образом материал 1 О затворяют водой при В/Ц=.0,4, Данный тамнонажный раствор обладает плотностью1,8 г/смз, растекаемостью Д щ 20,5 см. Тампонажный камень из данного раствора обладает следующи- . 1 ма физико-химическими свойствами: при постоянной температуреб, 4,4 ИПа бсящ 10,1 ИПа, В 0,21 мд, нри воздействии температурных колебаний после четырех циклов 3 4,2 ИПа;б,20 10,0 Ийа; Ю0,34 ид.И р и м е. р 2, Для приготовления 1 кг тампонажного материала (опыт 8) .необходимо смешать 700 г портланд" цемента и 300 г молотого шамота Там"25 понажный раствор иа основе приготовленного тампоиажного материала (при Вфщб,4) имеет плотиость Ф 1,81 г/ему и растекаемость Д 20,5 см. Тампоиакный камень из данного раствора обладает следующими Физико-механичес кими свойствами: при постоянной температуреяк 48 ИПаФса 11 ф 4 ИПа, ,Ф 0,38 вщ, при воздействии темПредел прочности камня через 48 ч вердення, ИПа оницаемость камчереэ 48 ч тверния Иц Ри циклически ме яющейся темпера- туре При постоянной тем ературе н Давлениее уИйа и цикческиняюйсямпераи постоной темратуре Изгиб згиб Сжатие жатиетее Ф 80 55 4,9 3,4 5 4,6 0 55 5,9 3 7,3 3 12 4 10 4 120 85 120 85 1,8 4 5,6,0,4 0 ЭДавление и режим цикли ческого изменения темопературы, С 357 4пературных колебаний после четырехцикловая4,4, ИПа 6 , = 11,0 ИПа,р 0,41 мд,П р и м е р 3. Для приготовления1 кг тампонажного материала (опыт 11).необходимо, смешать 800 г тампонажного цемента ЙЩСс 200 гмолотого шамота. Тампонажный растворна основе приготовленного тампонажного материала (при В/Ц щ 0,37) имеет плотность1,84 г/смз и растекаемость Д21 см. Тампонажный камень из данного раствора обладаетследующими физико-механическими свой 1 стваии: при постоянной температуре6,Р 5,7 ИПа,б, 18,2 ИПа; ц 0,04 ьщ.пви воздействии температурных колесбаний после четырех цикловб,. 0,5 ИПа,,укаэанных составов (таблица) заливают и специальную цилиндрическуюформу и помещают в специальную ав.токлавную установку для исследования тампонажного камня под действием температурных колебаний. Далеепосле испытания тампонажного камняна термоусталость и визуального осмотра, определяют усталостную прочность по ОСТУ 39-051-77 (таблица),которая характеризует запас устойчивости к температурным колебаниям,-25 го 10 4 250 70 4г 5 о 7 о 5"5 35" 3 о-го вердениеыре цикла остоянной температу мпературе: охлаждение и имеч бав Как видно из таблицы ние молотого шамота обес запас устойчивости предл тампонажного материала к температурным колебаже позволяе прочность т повысить усталости чи ак у известн аем тернала снижае цикличесиям, а такскую) прочнос ким,37 1 79 2 0,35 1,97 1 ечение 24 ч при о 6 ч ) изменени ного камня, того тампонажного маталостную (циклиампонажного ка8Продолжение таблицы125357 давление и ренин Никпияйреден прочности каине черен 48 ч роницаемость .кам"я, через 48 ч тверения, 31 ц ри циклически меяющейся темпера"уре Давле- При постоянной те ие, пературе Т Тнач ри постолиной тем ературе и ати г 5, 200 50 50 60 5,8 60 5,7 8 0,4 5 8,1 60 200 О 10,6,10 5 9 р 1 р е 4 18 70 6,16,1 8 5,2, 10 б,Тра)р в остальные 24 ч твеобразцов до Т 2 ч) и подъе я осуществляют чео Т мперат того шамота при цементировании сква жин с высоким температурным градиен том значительно увеличит межремонтный периодобеспечивая его стойкослическим температурным кое ти к цилебаниямИспол ование предлагаемого тамматериала с добавкой молоажног Составитель Е,ТангалычевРедактор Л.Гратилло Техред А.Бабинец ректор О,Билак; Подписное Заказ 8455/24 Тираж 564ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набер д. 4/ Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, у оектн ческого изменения тем- твердения, ИПаопературы, С и цикческиняюйсямпераре