Тампонажная смесь
Изобретение относится к составам тампонажных материалов, э именно к быстросхватывающимся тампоизжным смесям, содержащим полуводный гипс и предназначенным для крепления зон осложнен в скважине. Цель изобретения - повышение начальной прочности в ранние сроки твердения при одновременном удешевлении 1 змпоиажной смеси. Она содержит в качестве вяжущего портландцемент, полуводный гипс, намагниченный порошок гексаферрита бария и шунгиэит - продукт переработки апатитов, образующихся при измельчении шунгитоаых сланцев при следующем содержании компонентов, мвс.%. г.слуводный гипс 10-40; портландцемент 15-30: намагниченный порошок гексаферрита бария 0,01-3.0: шунгиэит 29,9-74.99. Шунгиэит характеризуется следующим химическим составом . мас.%: 51,3-622; ТЮз 1.13-1.78; А12Оз 13,4-16,5; РеО-Р2Оз 10.2- 15,8. MflO 2,2-4,4; СаО 1.4-2.3; NasO 1.7-2,3; К20 0.8-2,2; п.п. 3,8-5,5. Тампонажная смесь способна твердеть и набирать высокую начальную прочность за минутные сроки схватывания. 2 табл. Ё
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
П9) (! 3) (я)л Е 21 В 33/1 8
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0.01-3,00
29,9» (. (21) 4672245/03 (22) 26.01.89 (46) 23.06.91. Бюл. ЬЬ 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки (72) А.П, Руденко. Н,B.Рогальский, Л,A.Òåðâщенко и Е,М.Апарин (53) 622.245.42(088.8) (56} Авторское свидетельство СССР
М 1183474, кл. Е 21 В 33/138.
Авторское свидетельство СССР ! в 874979, кл. Е 21 В 33/138. (54) ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к составам тампонажных материалов, а именно к быстросхватывающимся тампонажным смесям, содержащим полуводный ги! с и предназначенным для нрепиемия зон осложнения в скважине. Цель изобретен ия — повы швнив
Изобретение относися к составам тампонажных материалов, а именно к быстросхватывающимся тампонажным смесям, содержащим полуводный гипс и предназначенным для крепления зон осложнения в скважине.
Цель изобретения — повышение начальной прочности в ранние сроки твердения при одновременном удешевлении тампонажной смеси
Тампонажная смесь содержит в качестве вяжущего портландцемент, полуводный гипс, намагниченный порошок гексаферрита бария и шунгизит — продукт переработки апатитов, образующихся при измельчении шунгитовых спланцев при следующем содержании компонентов, мас.7;: начальной прочности в ранние сроки твердения при одновременном удешевлении тампонажной смеси. Она содержит в качестве вяжущего портландцемент. полуводный гипс, намагниченный порошок гексаферрита бария и шунгизит — продукт переработки апатитов, образу!!ощихся при измельчении шунгитовых слвнцвв при следующем содержании компонентов, мвс.ф,: г,слуводный гипс 10-40; портландцемент 15-30, намагниченный порошок гексаферрита бария
0,01-3,0: шунгизит 29,9 — 74,99. Шунгизит хара ктвризувтся следующим химичес к им составом, мас.g: 510z 51,3-62.2: TIOz
1,13-1.78: А120з 13,4-16,5; Fe0-РгОз 10.215,8, М90 2,2-4,4; СаО 1,4-2,3; йагО 1,7 — 2,3;
Кзб 0,8-2,2; n.n. 3,8 — 5,5. Тампонажная смесь способна твердеть и набирать высокую начальную прочность за минутные сроки схватывания. 2 табл.
Полуводный гипс
Портландцемвнт
Намагниченный порошок гексафвррита бария
Шунгизит
74,99
Шунгизит характеризуется следующим химическим составом, мас.ф: SiOz 51,362,2; Ti0z 1.13-1,7&; А120з 13,4 — 16,5;
FeO+Pz0a 10,2-15,8; М90 2,2-4-4; СаО 1,42.3; Na20 1,7-2,3: Kz0 0,8-2,2; n,ï. 3,8-5,5.
Введение шунгизита совместно с портландцементом при понижении содержания полуводного гипса позволяет получить тампонажную смесь, параметры которой сопоставимы с параметрами изаестной смеси (табл.1). При этом исключается применение
1657613
29,90 — 74,99 дефицитного глиноэемистого цемента. Содержание полуводного гипса и портландцемента в смеси меньше, чем содержание полуводного гипса и глиноземистого цемента в известной.
Как видно из табл,1, разработанная тампонажная смесь способна твердеть и выбирать достаточную прочность в широком диапазоне содержания шунгиэита, иметь высокую начальную прочность эа минутные сроки схватывания.
В табл.2 приведены физико-механические свойства тампонажной смеси на основе глиноземистого цемента.
Данные табл,2 показывают, что в первые 2 или 4 ч не формируется прочность тампонажного камня и необходимо терять время на 03Ц, Высокая стабильность тампонажного раствора и начальная прочность тампонажного камня на основе предлагаемой смеси обеспечиваются тем, что минералы высокой дисперсности при затворении водой поглощают ев без значительного разбухания. Это предотвращает возникновение внутренних напряжений и деструктивных процессов при твердении тампонажного камня.
Соотношения компонентов выбраны исходя из требований, которым должны отвечать состав быстросхватывающихся тампонажных смесей при бурении геологоразведочных скважин. а именно короткими сроками схватывания (от начала схватывания до конца не более 3 мин) и высокой начальной прочностью(не менее 1,5 МПа эа
2 ч).
Пример 1. Наиболее дешевую тампонажную смесь получают при смешении до однородного состояния 74,99 мас. шунгиэита 15 мас. портландцемента, 0,01 мас. гексаферрита бария и 10 мас, полуводного гипса. Тампонажную смесь затворяют водой при водосмесевом отношении В/С=
-0,33. Плотность полученного тампонажного раствора 1840 кг/м, растекаемость 0,12 м. Сроки схватывания тампонажного раствора при 20 С: начало 18 мин, конец 21 мин. Предел прочности тампонажного камня при сжатии через 2,4 и 24 ч составляет
1,5; 2,1 и 5,2 МПа соответственно.
ЗО
Пример 2, Тампонажная смесь, полученная при смешении 77,0 мас. $ шунгизита, 10 мас,7, портландцемента. 3 мас. гексаферрита бария и 10 мас.% полуводного гипса, затворяется при водосмесевом соотношении В/С=0,31. Плотность полученного тампонажного раствора 1850 кгlм . растекаемость 0,11 с, Сроки схватывания тампонажного раствора при 20 С; начало 29 мин, конец 34 мин. Предел прочности через 2,4 и
24 ч составляет 0,6; 0,9 и 2,5 МПа соответственно, Таким образом, исходя из основных требований к быстросхватывающимся тампонирующим смесям, количества отхода производства шунгизита, введенного в тампонажную смесь, должно быть не менее
29,9 мас. . Дальнейшее уменьшение количества отхода производства шунгизита практически не дает удешевления тампонажной смеси, Кроме того, установлено, что количество отхода производства шунгизита, вводимого в смесь. не должно превышать 74,99 мас. от массы сухих веществ. так как при более высоком его содержании прочностные характеристики затвердевшего тампонажного камня ухудшаются.
Формула изобретения
Тампонажная смесь, содержащая вяжущее, полуводный гипс и намагниченный порошок гексаферрита бария, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения начальной прочности в ранние сроки твердения при одновременном удешевлении смеси, она в качестве вяжущего содержит портландцемент и дополнительно шунгизит— продукт переработки апатитов, образующихся при измельчении шунгитовых сланцев, при следующем содержании компонентов, мас.%:
Полуводный гипс 10-40
Портландцемент 15-30
Намагниченный порошок гексаферрита бария 0,01 — 3,00
Шунгизит — продукт переработки апатитов, образующихся при измельчении шунгитовых сланцев
1657613
1 I !
1 I I I
1 1 I 1 I
t и й
1 1 1 1 1 I
И N C N И В ф Л Ф а а a a В В а а
Сч И МЪ М \ М Л Ф Л Ф Л
Е Ф il\ CO
° «В ° ф л ф л ф л и чс л в w м со в а а «В В
O N N N В «t
° Ф Ф О МЪ СЧ Л О Vl О М В МЪ Ф СЪ а а «В «a a а а в а в а а
Ф С Ъ В .В М В Ф Ю М С Ъ «М N СЧ
0 МЪ Со Л О О Ф N ОЪ О МЪ СЧ е а а а a a «в а В в а
О е «»» M M М СЧ С"Ъ М M
OI
В В
N M
В е» Ф а» М М ° а а в ° в а в
М М СЧ СЧ СЧ «» В»
Ф Ф ОЪ О И Л W ЧС С Ъ Ф M И Ф М - N
М СЧ ° N N» ° N «»
Ф СЧ О ЧС Ф
ch ф 10 л
СЧ
О ч 4"Ъ
° ф\ ««
О О О О О О О О О О О О О
N СЧ N СЧ N СЧ N СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ N
О О О 0 0 О О 0
N IN СЧ «Ч N СЧ СЧ IN
О О И О О О И О О О И Î 00 O О О О О И ф ф ф Ф Ф ф Я ф Ф ф Ф Ф Ф Ф Ф л л л л
О О
И Ф ф со
С Ъ» с И И МЪ Ф Ф Ф Ф О
° ч « ° С С
В a a aа в а в а a °
О С О О О О 0 О О О О
СЧ N
О О 0 0 О О О О О О
М МЪ М М О Ф Ф IO Л Л Ci Л е Ф CCI Ch СЧ СЧ N СЧ
° «1 ЕЪ С Ъ (Ъ M 4 Ъ М М С Ъ С Ъ М С Ъ С Ъ М СЪ М М В Ф
a * е а а в а а а а а a a а а в а в а а «
O O O О O 0 О О О О О О О О О О О О О О О
Ф О О О Ф Ol
Ф Ф И И Оъ С!С О О Ol Ch О
В В В б В а е В В
N СЧ» «С М N N Eh Ch ОЪ
МЪ МЪ ac»СВ «t «В N СЧ N
Ф OII
О CCI б» О 0 б» 0 О О
a a a a a a aa
Л «Ф N Ol OC»
Л Л Л Л Л Vl Ml М Ъ И
О а л
О
И О О 0 О
° N СЧ СЧ N
И МЪ И МЪ
В В a a
С 4 СЧ N N МЪ
N СЧ СЧ СЧ N
О МЪ И И мЪ МЪ И О
N СЧ N М
О О О
М М СЪ т %
О - 0 О О е В а В «
0 О «ССЪ О
О 0 В- О О а а а В В с Ъ О О «М
О О О
В а «
М О О
О О О
В а «
О » С Ъ О
О О в
О С Ъ
О О О О О О О с Ъ М М Ф Ф
О О
1
И Ф л CO Ф О 1
Сч СЧ 1!
О» СЧ
° N С 3 W И %O Л CO al
СС
О
Се
cI 4 и й д о
N u N M Ф O M M О СЧ O O ° Ъ
С !» Э » «»» ° Ю» «%», «» о о 0 о о о о и и и и о
N N N N N СЧ N СЧ М
3I
Ъ! й!
tI 3!
5 I и
Я = Д
1657613
О сЪ О л е л ф ф сч л а ьО л сч о
О1 ьCV а Л О Oo C» О
Сч л а а а л а ф л ф Ф с1
° ь л а мЪ л
В В Е ф О О Ch
A а а A л а A л
O O сЧ с! сч л о о сч о л ф о ф СО Ch iО iО t Ch
СЧ С Ъ ф О - СЧ Сс! ф
Ul СЧ СЧ СЧ СЧ
О О сч сч ь0 Фь
Н X
Ц W а о О ссЪ
С0 ф о0
О О ссЪ ССЪ ф СО
О О О О
Э ф ф ф CO и а а а сс) с Ъ с Ъ с"Ъ ф ф ф ф а СЪ сЪ
Ю ссЪ Ф ф ф О0 ф ф ф Ch л л
I ф
СО Ф Ф О
° е» т Сч
00- ф л с О О
° м» ° СЧ
1
О
Э
С Ъ СьЪ С Ъ сьЪ сьЪ с Ъ
° ь а а
О О О
СсЪ С Ъ С"Ъ С Ъ
С Ъ с Ъ С 1 с Ъ с Ъ а а а а л
О О O О О ссЪ Ф Ф
СьЪ С Ъ С Ъ а а а а
О О О О
О
Ц с! Ф э л а а а
О О О О
О
О О О О сО О О О
О О с
О О л л л О О ф ф ф
О О О
Ch О ф
О О
00 СО л
Ю! л а
О О
Э ф
Ц
О О
04 Ф
О
Х
cd
М
Оь й(О (.Э
О л а
О О
О - О л а л
О О
О О л а а с Ъ О О
О О а а
° С 1
О О а л
° сьЪ
О О а A СьЪ о cg g
О О
О O O О О
СЧ С Ъ СьЪ С"Ъ СьЪ
О О О О О
cV сч сЧ
О О
I Д
Ф cd О
$ (Ь Ф и 5
1 О
1 Ф
I сЧ
cd 1
tf 1
Ц ф I
Нс и
1 х
1 ! р и
СЧ л
К 1
Э 1
Р I
Ж 3 ф I
СЧ СЧ W СЧ Л В О0 О О СЪ л л л а л а а а а а а
I - O
О О oo O
3 Л СЧ О1 Ch O СьЪ Yl Л СсЪ Л
СЧ СЧ СЧ С CV CV Л Л Со Ch СЧ СЧ СЧ С!
О О О О О О О О О О О О О О
СЧ СЧ СЧ С4 СЧ СЧ CV CV СЧ СЧ СЧ CV CV СЧ
