Тампонажная смесь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (11 4(51) Е 21 В 33/138 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ топливной золы и саморассыпающегося шлака феррохромового производства, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности цементного камня, а также улучшения реологических характеристик и уменьшения плотности тампонажного раствора на ее основе в температурных условиях . "холодных" скважин, она содержит укаэанные компоненты в следующих количествах, мас.ХПортландцемент 10-50Пылевидная рс, аев Казахсого еолог титутВ.С, и др.о тампонадн дра", 1973,аРу ал топливнзола 25 вторское свид 1, кл. Е 21 В ) ТАМПОН АЖНАЯпортландцемен Саморассыпающийся шлакферрохромовогопроизводства тельство СССР 33/38, 1977, СМЕСЬ, состоя- а, пылевидной 5-50 М(2) 36 (22) 21 (46) 07 (72) Н. Н.В.Тре и Н.А,Г (71) Ак кого на вочное матери с. 782, Ф 8402Изобретение относится к бурениюнефтяных и газовых скважин, в частности к цементированию,Известны тампонажные смеси, содержащие кремнеземистые компоненты 5н тонкодисперсной форме - диатомит,трепел, опока, пылевая зола, получающиеся при сжигании форсуночноготвердого топлива - каменного угля,торфа, горючих сланцев 1 . ОНедостатком данных смесей является низкая прочность, полученногона их основе цементного камня,Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности является 15тампонажная смесь с облегчающими добавками из промышленных отходов,1 которая содержит, мас, Е:Портландцемент 50-65Пылевая 20топливная17-25эолагСаморассыпающийся шлакпроизводства 25феррохрома 18-25Тнердение тампонажного камня из этой смеси происходит при повышенной температуре г,50 - 20 С 2,Недостатком известной тампонажной смеси является повышенная температура твердения камня, что позволяет использовать ее только в условиях "горячих" скважин, т.е. притемпературе не ниже 50 С, В услойвиях же холодных скважин известнаятампонажйая смесь имеет низкие проч.ностные показатели, Кроме того, известной смеси присуще незначительное уменьшение плбтности растворав виду малого до 503 содержания40отходов производства облегчающихдобавок.Известен способ приготовлениятампонажного раствора по ГОСТ 1581-78путем смешивания тампонажной смеси 45с жидкостью затнорения в сферическойчашке и перемешивания полученногораствора в течение 3 мин вручнуюс момента вливания воды,Недостатком способа является незначительная гомогенизация раствора,что ведет к неполной гидратации вяжущих компонентон и незначительнойранней прочности камня.55Цель изобретения - повьппение проч" ности цементного камня, а также снижение плотности и улучшение реологических характеристик раствора на основе известной тампонажной смеси в температурных условиях "холодных" скважин.Указанная цель достигается тем, что тампонажная смесь, состоящая из портландцемента, пылевидной топливной золы и саморассыпающегося шлака феррохромоного производства, содержит эти компоненты н следующих количествах, мас. 7:Портландцемент 10-50 Пылевая топлинная зола 25-40.Саморассыпающийся шлакферрохромового производства 25-50Пылевая топливная зола, входящаяв состав предлагаемой тампонажнойсмеси - тонкодисперсный порошок, образуется при сжигании каменного угляКарагандинского бассейна, и является производственным отходом. Золаможет быть отнесена к снерхкислымэолам и характеризуется следующимхимическим составом, Х: Бх 02 55,А 1026,7, ГеО 4,58, СаО 3,64,МяО 1,44, БО 2,52,.п.п.п. 6,12.Плотность золы 2, 6 - 2, 3 г/см ,. Саморассыпающийся шлак - промьппленный отход Актюбинского заводаферросплава производства рафинированного флюсового феррохрома, такжетонкодисперсный порошок. Минералогический состав саморассыпающегосяшлака характеризуется высоким содержанием (до 85 Х) двухкальциевого силиката, причем на 65-807 последнийпредставлен в ниде малоактивной-модификации и до 5 Х В Виде=С 2 БеПлотность шлака 2,76 г/см , Химический состав, мас.Ж; СаР 50,5,МяО 11,1, А 10 5,1, РеО 0,66, БхО26,6, Сг О5,2, п,п,п, 1,26,Данные отходы производств содержат в своем составе фазы, способныереагировать с водой, образуя гидратные соединения, нерастворимые в воде, образующие камень с,практическинизкой прочностью.Деэинтеграторный способ приготовления тампонажной смеси заключаетсяв следующем,После затворения тампонажный раствор обрабатывается в дезинтерграторе при режимах, обеспечивающих379 4Согласно ТУ-20-36-78 раствороблегченной тампонажной смесидолжен иметь растекаемость не менее18,0 см.Тампонажные смеси 35 - 39 по своимреологическим характеристикам.несоответствует ТУ-20-236-78, послеобработки раствора растекаемостьего равна 15,0 см, т.е. ниже допус- .10 "гимого значения.Дезинтеграторная обработка, обеспечивающая окружную скорость частицраствора от 35 до 140 м/с, ведет кактивной гомогенизации и активизации составляющих компонентов, эначительно повышает гидратационнуюактивность шлака и золы. В результате этого образуется дополнительноеколичество новообразований, повышающих прочность цементного камня.Прочностные. показатели камней,полученных из обработанных растворов тампонажных смесей, увеличиваются, так, например, дпя смесей 25 в : 29увеличение достигает пяти раз,Причем наибольшее увеличение проч"ности, наилучшая реология растворапо сравнению с образцами, полученными без применения дезинтеграторной обработки, наблюдается при определенном режиме обработки, а именно35 - 140 м/с окружной скорости частиц.После обработки раствора в режимах, обеспечивающих окружную скоростьчастиц 30 м/с и 145 м/с, происходитзначительное снижение его растекаемости до значений, которые не соответствуют ТУ-20-36-78, т.е. снижается ниже 18,0 ам.40 3 1133окружную скорость частиц 35-140 м/с,Такая механическая обработка раствора из тампонажной смеси ведетк значительному повышению гидратационной активности шлака и золы,В результате чего образуется дополнительное количество новообразованийповышающих прочность тампонажногокамця. Использование дезинтеграторной технологии приготовления смесипозволяет значительно улучшить реологические характеристики тампонажного раствора,Исходные компоненты; цемент Новотроицкого завода, пылевая зола исаморассыпающийся шлак производстваферрохрома, водоцементное отношениегюстоянное .и равно 0,55, вода затворенная водопроводная.П р и м е р. Берут 2,0 кг портлендцемента, 4,0 кг золы, 4,0 кгсаморассыпающегося.шлака и перемешивают, Из смеси приготавливают раствор (согласно ГОСТ 1581-78) и затем.обрабатывают в дезинтеграторе причисле оборотов и =9000 об/мин, чтообеспечивает окружную скорость части 105 м/с. Из обработанного раствора формуют образцы-баночки размером4 ф 416 см и ставят на двухсуточное .хранение при 222 С в водную среду.В таблице даны результаты исследований прочности тампонажных смесей,входящих в предельные значения ивыходящих эа них.Введение в смесь 50 -903 отходовпроизводств в виде золы и саморассыпающегося шлака позволяет значитель"но снизить плотность т 3 ампонажногораствора до 1,54 г/см . Тампонажнаясмесь 1 см.таблицу,1. имеет соответствующую плотность 11,65 - 1,54 г/см5что соответствует ТУ-20-36-78.Смеси 1 - 4 не входят в облегченные тампонажные смеси ТУ-20.-36-78,так как плотность этой смеси равна1,70 г/см.Использование дезинтеграторнойобработки растворов, полученных изтампонажных смесей позволяет значительно улучшить его реологическиесвойства. Таким образом, предлагаемая тампонажная смесь испособ ее приготовления позволяют значительно повысить реологические характеристики раствора и прочность камня на его основе.Предлагаемая тампонажная смесьвысокоэкоиомична, так как значительно сокращает затраты цемента за счет введения в смесь до 90 Х отходов .50 производств, не требующих предварительной обработки.о о оо СЧ СЧ СЧ СЧ о и оо о дЕ о ф ф 0 И ИВ Ф о ф ф И1 ВИ В Ф С 0 ф о оеЛ е о о М М о О е х о О О О О О М М М СЧ СЧ о М ф СЧ СЧ СЧ Ф . Л СЧ СЧ х х Й 1 о о Е е й х О х СфС ЬЮОЕ Оа х Е е 0 Хойххереоахои 3 доа,и оо о и и о о и и о о и 1МОСЪ СЧ О ОО И И И311.И И И И И И И И 0 Ю Ф о и о о о о о и о о о о оОМ - О ОМ М СЧ СЧ И б б И И ИИ И И О О. О ОО ИИ. И М М М М М М М МХЕ Х Ф ОХаХ оХ Ф ХЯ аа ОООЭ Э Э 0 Ю О 4 ОРч С Е бц О Ю О, Ю ЕСй О О Э Ф Э 8 Е абак щ о 0 Ф О Х Х Э О, ЕХХЭОХХ о о В 3 йоа,Ф Ф О О а ц 1 О О О,Оц 1 Л СЧ О" Ф с 4Л Л О О д а д Г О О ц 1 ц 1 О О З ОО Ю О ц"1 ц 1)х а ф Е о х сб Р о о хвоа юая хЧЭ А Ю МхЭ ЦЯ ИД о о Ф сб х х М Ц о оЕаО сбИ О 1 о сб,б х о Э х о