RU2172812C2 - Method of preparing light-weight grouting mortar - Google Patents
Method of preparing light-weight grouting mortar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172812C2 RU2172812C2 RU2000101910/03A RU2000101910A RU2172812C2 RU 2172812 C2 RU2172812 C2 RU 2172812C2 RU 2000101910/03 A RU2000101910/03 A RU 2000101910/03A RU 2000101910 A RU2000101910 A RU 2000101910A RU 2172812 C2 RU2172812 C2 RU 2172812C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- superplasticizer
- grouting
- sulfacell
- microspheres
- Prior art date
Links
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 53
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 23
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 19
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 2
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 241000243251 Hydra Species 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N isoniazide Chemical compound NNC(=O)C1=CC=NC=C1 QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для приготовления облегченных тампонажных растворов при цементировании обсадных колонн в условиях аномально низких пластовых давлений и наличия агрессивных сред. The invention relates to the fastening of oil and gas wells and can be used for the preparation of lightweight cement slurries for cementing casing strings under conditions of abnormally low reservoir pressures and the presence of aggressive media.
Известен способ приготовления тампонажного раствора путем перемешивания цемента, добавки, наполнителя и воды, причем предварительно готовят суспензию асбеста на водном растворе нитрилотриметилфосфоновой кислоты, после чего ее перемешивают с цементом /1/. A known method of preparing a cement slurry by mixing cement, additives, filler and water, and pre-prepare a suspension of asbestos in an aqueous solution of nitrilotrimethylphosphonic acid, after which it is mixed with cement / 1 /.
Для приготовления тампонажного раствора по указанному способу в качестве облегчающей добавки используется асбест, который является экологически небезопасным продуктом. Данный раствор не обеспечивает достаточную прочность формируемого цементного камня и его безусадочность. For the preparation of cement slurry according to the specified method, asbestos, which is an environmentally unsafe product, is used as a facilitating additive. This solution does not provide sufficient strength of the formed cement stone and its non-shrinkage.
Известен также способ приготовления облегченного тампонажного раствора, при котором предварительно готовят смесь кремнегеля и фосфогипса в соотношении, близком 1:1, затем эту смесь добавляют к портландцементу и затворяют необходимым количеством воды, причем количество смеси и воды берут в зависимости от требуемой плотности раствора /2/. There is also known a method of preparing a lightweight grouting mortar, in which a mixture of silica gel and phosphogypsum is prepared in a ratio close to 1: 1, then this mixture is added to Portland cement and shut with the required amount of water, the amount of mixture and water taken depending on the required density of the solution / 2 /.
Недостатками способа являются сложность приготовления сухой тампонажной смеси, повышенное водосодержание тампонажного раствора и как следствие низкая прочность цементного камня. The disadvantages of the method are the difficulty of preparing a dry cement mixture, the increased water content of the cement slurry and, as a consequence, the low strength of the cement stone.
Наиболее близким к заявляемому по назначению и совокупности существенных признаков является способ получения облегченного тампонажного раствора путем смешения тампонажного портландцемента, сульфата натрия, добавки на основе модифицированного кремнезема с жидкостью затворения, при котором перед смешением компонентов сульфат натрия и добавку на основе модифицированного кремнезема диспергируют в жидкости затворения в количестве 10-15% от массы цемента, при этом в качестве добавки на основе модифицированного кремнезема используют гидросил в количестве 7-12% от массы цемента, а сульфат натрия - в количестве 1 мас.ч. к 1-4 мас.ч. гидросила /3/. Closest to the claimed purpose and combination of essential features is a method for producing a lightweight cement slurry by mixing cement Portland cement, sodium sulfate, an additive based on modified silica with a mixing liquid, in which, before mixing the components, sodium sulfate and an additive based on modified silica are dispersed in the mixing liquid in the amount of 10-15% by weight of cement, while hydra is used as an additive based on modified silica Forces in an amount of 7-12% by weight of cement, and sodium sulfate - in an amount of 1 part by weight to 1-4 parts by weight hydrosil / 3 /.
В известном изобретении приготовление качественной жидкости затворения (устойчивой суспензии гидросила) при указанном составе ингредиентов и технологии диспергирования в промысловых условиях затруднительно. Тампонажный раствор, приготовленный по данному способу, не стабилен по плотности и имеет высокую водоотдачу, а формируемый цементный камень обладает недостаточной прочностью и повышенной удельной газопроницаемостью. In the known invention, the preparation of high-quality mixing fluid (stable suspension of hydrosil) with the specified composition of the ingredients and dispersion technology in the field is difficult. The cement slurry prepared by this method is not stable in density and has high water loss, and the formed cement stone has insufficient strength and increased specific gas permeability.
Заявляемое изобретение решает задачу повышения качества крепления скважин за счет обеспечения седиментационно-суффозионной устойчивости облегченного цементного раствора, высокой прочности и низкой удельной газопроницаемости цементного камня. The claimed invention solves the problem of improving the quality of the fastening of wells by providing sedimentation-suffusion stability of lightweight cement mortar, high strength and low specific gas permeability of cement stone.
Для решения поставленной задачи согласно предлагаемому способу приготовления облегченного тампонажного раствора путем смешивания тампонажного портландцемента и жидкости затворения, в качестве которой используют суспензию, включающую компоненты при их соотношении к цементу, мас.ч.:
Сульфацелл - 0,3 - 0,5
Хлорид кальция - 2,0 - 5,0
Суперпластификатор С-3 - 0,3 - 0,4
Микросфера - 5,0 - 7,0
Вода - 54,0 - 68,0
при этом предварительно готовят водный раствор сульфацелла, хлорида кальция и суперпластификатора С-3, в который добавляют микросферы, после чего на полученной суспензии затворяют тампонажный портландцемент.To solve the problem according to the proposed method for preparing a lightweight grouting mortar by mixing grouting Portland cement and a mixing fluid, which is used as a suspension, including components in their ratio to cement, parts by weight:
Sulfacell - 0.3 - 0.5
Calcium Chloride - 2.0 - 5.0
Superplasticizer S-3 - 0.3 - 0.4
Microsphere - 5.0 - 7.0
Water - 54.0 - 68.0
in this case, an aqueous solution of sulfacell, calcium chloride and C-3 superplasticizer is preliminarily prepared, to which microspheres are added, after which cement Portland cement is closed on the resulting suspension.
Достигаемый технический результат состоит в том, что при использовании в составе жидкости затворения микросфер, введенных в водный раствор сульфацелла, хлорида кальция и суперпластификатора С-3, они в течение длительного времени (более 1 сут) находятся во взвешенном состоянии, а приготовленный тампонажный раствор имеет ограниченную водоотдачу, что обеспечивает седиментационно-суффозионную устойчивость тампонажного раствора и его стабильность по плотности. Пониженное водосодержание раствора обеспечивает получение цементного камня повышенной прочности и низкой удельной газопроницаемости при твердении в условиях нормальных и умеренных температур, что в конечном итоге позволяет повысить качество крепления скважин. The technical result achieved is that when microspheres introduced into an aqueous solution of sulfacell, calcium chloride and C-3 superplasticizer are used in the mixing fluid, they are in suspension for a long time (more than 1 day), and the prepared cement slurry has limited water loss, which ensures sedimentation-suffusion stability of the cement slurry and its stability in density. The reduced water content of the solution provides a cement stone with increased strength and low specific gas permeability during hardening under normal and moderate temperatures, which ultimately improves the quality of the wells.
Известно применение стеклянных микросфер в качестве облегчающей добавки в тампонажные растворы /4/. It is known the use of glass microspheres as a facilitating additive in cement slurries / 4 /.
В заявляемом техническом решении применение в качестве жидкости затворения суспензии, включающей сульфацелл 0,3 - 0,5 мас.ч., хлорид кальция 2,0 - 5,0 мас.ч., суперпластификатор С-3 0,3 - 0,4 мас.ч., микросферы 5,0 - 7,0 мас. ч. и вода 54 - 68 мас.ч., добавку микросфер производят в предварительно приготовленный водный раствор сульфацелла, хлорида кальция и суперпластификатора С-3, после чего на полученной суспензии затворяют цемент, обеспечивает решение новой технической задачи: повышение качества крепления скважин за счет обеспечения седиментационно-суффозионной устойчивости цементного раствора, высокой прочности и низкой удельной газопроницаемости цементного камня, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". In the claimed technical solution, the use of a suspension fluid as a mixing fluid, including sulfacellum 0.3-0.5 parts by weight, calcium chloride 2.0-5.0 parts by weight, C-3 superplasticizer 0.3-0.4 parts by weight, microspheres 5.0 - 7.0 wt. hours and water 54 - 68 parts by weight, the microspheres are added to a pre-prepared aqueous solution of sulfacell, calcium chloride and C-3 superplasticizer, after which cement is closed on the suspension obtained, which provides a solution to a new technical problem: improving the quality of well attachment due to ensuring sedimentation-suffusion stability of the cement mortar, high strength and low specific gas permeability of the cement stone, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "isob etatelsky level. "
Предлагаемый способ приготовления облегченного тампонажного раствора осуществляют следующим образом. The proposed method for the preparation of lightweight grouting mortar is as follows.
Предварительно готовят жидкость затворения, в качестве которой используют водную суспензию реагентов. В промысловых условиях для ее приготовления используют гидромешалку, входящую в комплект буровой установки. В лабораторных условиях при проведении опытов использовали лабораторную мешалку. Pre-prepared mixing liquid, which is used as an aqueous suspension of reagents. In field conditions, a water mixer, which is included in the rig kit, is used for its preparation. In the laboratory, when conducting experiments used a laboratory stirrer.
В лабораторной мешалке предварительно готовят водный раствор сульфацелла, в который добавляют хлорид натрия и суперпластификатор С-3 и перемешивают до получения однородного раствора. В полученный раствор добавляют микросферы и тщательно перемешивают до получения устойчивой суспензии с равномерно распределенными по всему объему частицами микросфер. In a laboratory stirrer, an aqueous solution of sulfacell is preliminarily prepared, to which sodium chloride and C-3 superplasticizer are added and mixed until a homogeneous solution is obtained. Microspheres are added to the resulting solution and mixed thoroughly until a stable suspension is obtained with particles of microspheres uniformly distributed throughout the volume.
Приготовление жидкости затворения в промысловых условиях осуществляют в гидромешалке аналогичным образом. The preparation of the mixing fluid in the field is carried out in a water mixer in a similar way.
На приготовленной суспензии осуществляют затворение тампонажного портландцемента по общепринятой технологии. On the prepared suspension carry out the mixing of cement Portland cement by conventional technology.
При проведении лабораторных исследований были использованы:
- водопроводная вода;
- сульфацелл (водорастворимая гидроксиэтилцеллюлоза) по ТУ 6-55-221-1210-91;
- хлорид кальция по ГОСТ 450-77*;
- суперпластификатор С-3 (добавка на основе натриевых солей продуктов конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида) по ТУ 6-14-625-80;
- тампонажный портландцемент по ГОСТ 1581-96;
- микросферы стеклянные МС-А9 по ТУ 6-48-108-94, представляющие собой легкий сыпучий порошок белого цвета, состоящий из отдельных полых частиц сферической формы размером в пределах 15-200 мкм.When conducting laboratory tests were used:
- tap water;
- sulfacell (water-soluble hydroxyethyl cellulose) according to TU 6-55-221-1210-91;
- calcium chloride according to GOST 450-77 * ;
- С-3 superplasticizer (additive based on sodium salts of condensation products of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde) according to TU 6-14-625-80;
- grouting Portland cement in accordance with GOST 1581-96;
- glass microspheres MS-A9 according to TU 6-48-108-94, which is a light free-flowing white powder, consisting of individual hollow particles of a spherical shape with a size in the range of 15-200 microns.
Для проведения лабораторных исследований были приготовлены тампонажные растворы с компонентными составами, приведенными в таблице. For laboratory studies, cement slurries were prepared with the component compositions shown in the table.
ПРИМЕР
Для приготовления тампонажного раствора взяли 59 г водопроводной воды, растворили в ней 0,4 г сульфацелла, 3,3 г хлорида кальция и 0,3 г суперпластификатора С-3. После полного растворения реагентов и получения однородного раствора, добавили 6 г микросфер и интенсивно перемешивали до получения однородной устойчивой суспензии. Затем на полученной суспензии затворили 100 г тампонажного портландцемента (опыт 5).EXAMPLE
To prepare the grouting mortar, 59 g of tap water were taken, 0.4 g of sulfacell, 3.3 g of calcium chloride and 0.3 g of C-3 superplasticizer were dissolved in it. After complete dissolution of the reagents and obtaining a homogeneous solution, 6 g of microspheres were added and intensively mixed until a homogeneous stable suspension was obtained. Then, 100 g of grouting Portland cement were mixed on the resulting suspension (experiment 5).
Приготовление тампонажного раствора производили согласно ГОСТ 26798.0-85. Технические параметры тампонажного раствора: плотность, растекаемость и сроки схватывания определяли по ГОСТ 26798.1-85. Предел прочности цементного камня определяли по ГОСТ 26798.2-85. Водоотдачу тампонажного раствора определяли на приборе ВМ-6. Удельную газопроницаемость, характеризующую состояние пористой среды (цементного камня), определяли экспериментальным путем на специальной установке, описанной в работе (5), с использованием образцов цилиндрической формы диаметром 18 мм, высотой 18 мм. The preparation of cement slurry was carried out according to GOST 26798.0-85. Technical parameters of the grouting mortar: density, spreadability and setting time were determined according to GOST 26798.1-85. The tensile strength of cement stone was determined according to GOST 26798.2-85. The loss of grouting fluid was determined on a BM-6 device. The specific gas permeability characterizing the state of the porous medium (cement stone) was determined experimentally on a special installation described in (5) using cylindrical samples with a diameter of 18 mm and a height of 18 mm.
Аналогичным образом были исследованы составы различной концентрации ингредиентов по заявляемому способу и по прототипу, а результаты представлены в таблице. Similarly, the compositions of different concentrations of the ingredients were investigated by the present method and the prototype, and the results are presented in the table.
Анализ данных таблицы показывает, что тампонажный раствор, приготовленный по известному способу (опыты 1-3), имеет высокую водоотдачу, достигающую 300 см3 за 30 мин. При твердении в условиях нормальных и умеренных температур цементный камень имеет низкую прочность, а его удельная газопроницаемость составляет 2,5 - 3,1 м3 • 10-3/ч•МПа. Водотвердое отношение тампонажных растворов находится в пределах 0,70 - 0,72.Analysis of the data in the table shows that the grouting mortar prepared by the known method (experiments 1-3) has a high water yield reaching 300 cm 3 in 30 minutes. When hardening under normal and moderate temperatures, cement stone has low strength, and its specific gas permeability is 2.5 - 3.1 m 3 • 10 -3 / h • MPa. The water-solid ratio of cement slurries is in the range of 0.70 - 0.72.
Тампонажный раствор, приготовленный по заявляемому способу, с содержанием компонентов в заявляемых пределах (опыты 4-10) при водотвердом отношении в пределах 0,50 - 0,60 имеет технологические параметры, аналогичные с известным, однако водоотдача тампонажного раствора значительно ниже и находится в пределах от 40 до 95 см3 за 30 мин. При твердении тампонажного раствора в условиях нормальных температур цементный камень приобретает прочность при изгибе от 1,8 до 2,7 МПа, а в условиях умеренных температур от 5,0 до 5,7 МПа, что в 1,5-2 раза превышает показатели прочности по прототипу. Удельная газопроницаемость цементных образцов значительно ниже и составляет от 0 до 0,35 м3•10-3 /ч•МПа.A grouting mortar prepared according to the claimed method with a content of components in the claimed range (experiments 4-10) with a water-solid ratio in the range 0.50 - 0.60 has technological parameters similar to the known ones, but the fluid loss of the grouting mortar is much lower and is within from 40 to 95 cm 3 in 30 minutes When hardening cement slurry at normal temperatures, the cement stone acquires bending strength from 1.8 to 2.7 MPa, and at moderate temperatures from 5.0 to 5.7 MPa, which is 1.5-2 times higher than the strength according to the prototype. The specific gas permeability of cement samples is much lower and ranges from 0 to 0.35 m 3 • 10 -3 / h • MPa.
При содержании микросфер в растворе менее 5 мас.ч. (опыт 11) тампонажный раствор имеет плотность 1,66 г/см3. Облегченные тампонажные растворы имеют плотность 1,40 - 1,65 г/см3, т.е. данный раствор уже выходит за категорию облегченных растворов и переходит в разряд нормальных растворов. При содержании микросфер более 7 мас.ч. (опыт 12) тампонажный раствор при твердении в условиях нормальных температур приобретает прочность камня 1,0 МПа, а при твердении в условиях умеренных температур - 3,6 МПа, т.е. наблюдается снижение прочности камня.When the content of microspheres in the solution is less than 5 parts by weight (experiment 11) the cement slurry has a density of 1.66 g / cm 3 . Lightweight cement slurries have a density of 1.40 - 1.65 g / cm 3 , i.e. this solution already goes beyond the category of lightweight solutions and goes into the category of normal solutions. When the content of microspheres is more than 7 parts by weight (experiment 12) cement slurry during hardening at normal temperatures acquires a stone strength of 1.0 MPa, and when hardening at moderate temperatures - 3.6 MPa, i.e. a decrease in the strength of the stone is observed.
При содержании сульфацелла в тампонажном растворе менее 0,3 мас.ч. (опыт 13) водоотдача составляет 120 см3 за 30 мин, цементный камень имеет повышенную удельную газопроницаемость, достигающую 1,20 м3•10-3 /ч•МПа. При содержании сульфацелла более 0,5 мас.ч. (опыт 14) тампонажный раствор имеет малую водоотдачу 50 см3 за 30 мин, удлиненные сроки схватывания от 12 до 20 ч, а цементный камень имеет низкую прочность 1,0 - 2,3 МПа и повышенную удельную газопроницаемость 0,95 м3•10-3 /ч•МПа.When the content of sulfacell in cement slurry is less than 0.3 wt.h. (experiment 13) the water loss is 120 cm 3 in 30 minutes, the cement stone has an increased specific gas permeability, reaching 1.20 m 3 • 10 -3 / h • MPa. When the content of sulfacell more than 0.5 wt.h. (experiment 14) cement slurry has a low water loss of 50 cm 3 in 30 minutes, extended setting time from 12 to 20 hours, and cement stone has a low strength of 1.0 - 2.3 MPa and increased specific gas permeability of 0.95 m 3 • 10 -3 / h • MPa.
Содержание хлористого кальция менее 2 мас.ч. (опыт 15) удлиняет сроки схватывания от 12 до 20 ч, цементный камень имеет низкую прочность 0,7 - 1,5 МПа и высокую удельную газопроницаемость 2,0 м3•10-3 /ч•МПа. При содержании хлористого кальция более 5 мас. ч. (опыт 16) тампонажный раствор имеет плотность 1,65 г/см3, высокую водоотдачу, достигающую 100 см3 за 30 мин, а удельная газопроницаемость цементного камня составляет 0,75 м3 • 10-3 /ч•МПа.The content of calcium chloride is less than 2 wt.h. (experiment 15) lengthens the setting time from 12 to 20 hours, the cement stone has a low strength of 0.7 - 1.5 MPa and a high specific gas permeability of 2.0 m 3 • 10 -3 / h • MPa. When the content of calcium chloride is more than 5 wt. hours (experiment 16), the cement slurry has a density of 1.65 g / cm 3 , high water yield reaching 100 cm 3 in 30 minutes, and the specific gas permeability of cement stone is 0.75 m 3 • 10 -3 / h • MPa.
При содержании суперпластификатора С-3 менее 0,3 мас.ч. (опыт 17) при среднем содержании других компонентов растекаемость раствора составляет 16 см, что делает его непригодным для закачивания в скважину в процессе цементирования. При содержании суперпластификатора С-3 более 0,4 мас.ч. (опыт 18) тампонажный раствор имеет удлиненные сроки схватывания 12-22 ч, низкую прочность цементного камня 1,3 - 2,1 МПа и повышенное значение удельной газопроницаемости 0,85 м3•10-3 /ч•МПа.When the content of superplasticizer C-3 is less than 0.3 wt.h. (experiment 17) with an average content of other components, the spreadability of the solution is 16 cm, which makes it unsuitable for pumping into the well during cementing. When the content of superplasticizer C-3 is more than 0.4 wt.h. (experiment 18), the grouting mortar has an extended setting time of 12-22 hours, a low strength of cement stone of 1.3 - 2.1 MPa and an increased value of specific gas permeability of 0.85 m 3 • 10 -3 / h • MPa.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает при цементировании обсадных колонн в условиях аномально низких пластовых давлений и подъеме цементного раствора на значительную высоту в одну ступень создание в заколонном пространстве скважины надежного изолирующего материала за счет использования облегченного седиментационно-суффозионноустойчивого тампонажного раствора, при твердении которого формируется высокопрочный цементный камень с низкой удельной газопроницаемостью, что обеспечивает высокое качество крепления скважин. The proposed technical solution provides for cementing casing strings under conditions of abnormally low formation pressures and raising the cement slurry to a significant height by one step to create a reliable insulating material in the annulus of the well through the use of lightweight sedimentation-suffusion-resistant cement slurry, during curing of which a high-strength cement stone is formed with low specific gas permeability that provides high quality of fastening of wells.
Источники информации
1. Авт. свидетельство СССР N 939729, МКИ E 21 B 33/138, Б.И. N 24, 1982 г.Sources of information
1. Auth. USSR certificate N 939729, MKI E 21 B 33/138, B.I. N 24, 1982
2. Авт. свидетельство СССР N 1465544, МКИ E 21 B 33/138, Б.И. N 10, 1989 г. 2. Auth. USSR certificate N 1465544, MKI E 21 B 33/138, B.I.
3. Авт. свидетельство СССР N 1818462, МПК E 21 B 33/138, Б.И. N 20, 1993 г. (прототип). 3. Auth. USSR certificate N 1818462, IPC E 21 B 33/138, B.I.
4. В. И.Вяхирев и др. "Облегчающая добавка к тампонажным растворам", Ж. Газовая промышленность, N 6, 1997 г., с.21-24. 4. V. I. Vyakhirev et al. "Facilitating additive to cement slurries", J. Gas industry,
5. В. С. Данюшевский и др. "Справочное руководство по тампонажным материалам", М., Недра, 1973 г., с. 261 - 276. 5. V. S. Danyushevsky and others. "Reference guide to cementing materials", M., Nedra, 1973, p. 261 - 276.
Claims (1)
Сульфацелл - 0,3 - 0,5
Хлорид кальция - 2,0 - 5,0
Суперпластификатор С-3 - 0,3 - 0,4
Микросферы - 5,0 - 7,0
Вода - 54,0 - 68,0
при этом предварительно готовят водный раствор сульфацелла, хлорида кальция и суперпластификатора С-3, в который добавляют микросферы, после чего на полученной суспензии затворяют тампонажный цемент.A method of preparing a lightweight grouting mortar by mixing grouting Portland cement and a mixing fluid, characterized in that the suspension fluid is used as a mixing fluid, including components in their ratio to the mass of cement, parts by weight:
Sulfacell - 0.3 - 0.5
Calcium Chloride - 2.0 - 5.0
Superplasticizer S-3 - 0.3 - 0.4
Microspheres - 5.0 - 7.0
Water - 54.0 - 68.0
in this case, an aqueous solution of sulfacell, calcium chloride and C-3 superplasticizer is preliminarily prepared, to which microspheres are added, after which cement slurry is mixed on the resulting suspension.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101910/03A RU2172812C2 (en) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Method of preparing light-weight grouting mortar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101910/03A RU2172812C2 (en) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Method of preparing light-weight grouting mortar |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000101910A RU2000101910A (en) | 2000-06-10 |
| RU2172812C2 true RU2172812C2 (en) | 2001-08-27 |
Family
ID=48228298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000101910/03A RU2172812C2 (en) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Method of preparing light-weight grouting mortar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2172812C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2209931C2 (en) * | 2001-09-05 | 2003-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" | Dry light-weight plugging mixture |
| RU2213844C1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-10 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" | Method of grouting mortar-preparation |
| RU2385894C1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | METHOD OF PREPARATION OF LIGHT GROUTING MORTAR OF DENSITY 1450-1500 kg/m3 |
| RU2434119C1 (en) * | 2010-04-26 | 2011-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТОВ" (ООО "ИНТОВ") | Equipment for preparation of backfilling solution at cementing oil and gas wells |
| RU2827325C1 (en) * | 2024-04-25 | 2024-09-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" | Grouting mortar for cementing horizontal sections of wells |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3782985A (en) * | 1971-11-26 | 1974-01-01 | Cadcom Inc | Lightweight,high strength concrete and method for manufacturing the same |
| US4305758A (en) * | 1979-06-11 | 1981-12-15 | Standard Oil Company (Indiana) | Low density cement slurry and its use |
| RU2013525C1 (en) * | 1991-07-22 | 1994-05-30 | Украинский научно-исследовательский институт природных газов | Plugging composition |
| RU2026959C1 (en) * | 1992-08-19 | 1995-01-20 | Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов | Grouting mortar for cementing oil and gas wells |
-
2000
- 2000-01-25 RU RU2000101910/03A patent/RU2172812C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3782985A (en) * | 1971-11-26 | 1974-01-01 | Cadcom Inc | Lightweight,high strength concrete and method for manufacturing the same |
| US4305758A (en) * | 1979-06-11 | 1981-12-15 | Standard Oil Company (Indiana) | Low density cement slurry and its use |
| RU2013525C1 (en) * | 1991-07-22 | 1994-05-30 | Украинский научно-исследовательский институт природных газов | Plugging composition |
| RU2026959C1 (en) * | 1992-08-19 | 1995-01-20 | Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов | Grouting mortar for cementing oil and gas wells |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2209931C2 (en) * | 2001-09-05 | 2003-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" | Dry light-weight plugging mixture |
| RU2213844C1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-10 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" | Method of grouting mortar-preparation |
| RU2385894C1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | METHOD OF PREPARATION OF LIGHT GROUTING MORTAR OF DENSITY 1450-1500 kg/m3 |
| RU2434119C1 (en) * | 2010-04-26 | 2011-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТОВ" (ООО "ИНТОВ") | Equipment for preparation of backfilling solution at cementing oil and gas wells |
| RU2827325C1 (en) * | 2024-04-25 | 2024-09-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" | Grouting mortar for cementing horizontal sections of wells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1213270B1 (en) | Well cement fluid loss control additive | |
| CA2525817C (en) | Cement compositions with improved fluid loss characteristics and methods of cementing in subterranean formations | |
| EP1051368B1 (en) | Universal well cement additives and methods | |
| US5972103A (en) | Universal well cement additives and methods | |
| US4450009A (en) | Method of preparing a light weight cement composition from sea water | |
| US4941536A (en) | Set retarded cement compositions and methods for well cementing | |
| US5049288A (en) | Set retarded cement compositions and methods for well cementing | |
| EP1341734B1 (en) | Foamed well cement slurries | |
| RU2586517C2 (en) | Slowly solidifying cement compositions containing pumice and related methods | |
| US5158613A (en) | Cement slurry | |
| US5340860A (en) | Low fluid loss cement compositions, fluid loss reducing additives and methods | |
| US6610140B2 (en) | Delayed thixotropic cement compositions and methods | |
| EP1081112A1 (en) | Dispersant and fluid loss control additive for well cement | |
| RU2151271C1 (en) | Light grouting mortar | |
| US4461644A (en) | Light weight composition and a method of sealing a subterranean formation | |
| US3928052A (en) | Methods and compositions for sealing subterranean earth formations | |
| RU2186942C1 (en) | Method of preparation of grouting composition | |
| RU2172812C2 (en) | Method of preparing light-weight grouting mortar | |
| RU2149981C1 (en) | Grouting mortar | |
| RU2270328C1 (en) | Method of preparing grouting mortar | |
| RU2151267C1 (en) | Light grouting mortar | |
| RU2215124C1 (en) | Method of preparation of light-weight grouting mortar | |
| RU2808959C1 (en) | Backfill compound | |
| RU2205269C2 (en) | Composition for shutoff of water inflows to well | |
| RU2781004C1 (en) | Grouting mixture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070126 |