RU2186942C1 - Method of preparation of grouting composition - Google Patents
Method of preparation of grouting composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2186942C1 RU2186942C1 RU2001117097/03A RU2001117097A RU2186942C1 RU 2186942 C1 RU2186942 C1 RU 2186942C1 RU 2001117097/03 A RU2001117097/03 A RU 2001117097/03A RU 2001117097 A RU2001117097 A RU 2001117097A RU 2186942 C1 RU2186942 C1 RU 2186942C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing
- grouting
- water
- cement
- portland cement
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims abstract description 4
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 9
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 31
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 12
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- MGDOJPNDRJNJBK-UHFFFAOYSA-N ethylaluminum Chemical compound [Al].C[CH2] MGDOJPNDRJNJBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- YLGXILFCIXHCMC-JHGZEJCSSA-N methyl cellulose Chemical compound COC1C(OC)C(OC)C(COC)O[C@H]1O[C@H]1C(OC)C(OC)C(OC)OC1COC YLGXILFCIXHCMC-JHGZEJCSSA-N 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к способам получения тампонажных составов, предназначенных для крепления обсадных колонн как низко-, так и высокопроницаемых пластов в различных термобарических условиях. The invention relates to the construction of oil and gas wells, in particular to methods for producing cement slabs intended for fastening casing strings of both low- and high-permeability formations in various thermobaric conditions.
Известен способ приготовления тампонажного раствора, согласно которому бентонитовый глинопорошок предварительно выдерживают не менее 4 ч в водном растворе натриевого жидкого стекла с последующим разбавлением в процессе перемешивания полученной пасты водным раствором хлорида натрия, после чего образовавшейся суспензией затворяют цемент, а ингредиенты берут в следующем соотношении, мас.ч.: цемент - 100; бентонитовый глинопорошок - 5-12; жидкое стекло - 0,4-0,8; хлорид натрия - 9,4-16,3 и вода - 51,8-63,2 (см. Авт. свид. СССР 1756537, кл. Е 21В 33/138, от 1990 г.). A known method of preparing a cement slurry, according to which bentonite clay powder is preliminarily held for at least 4 hours in an aqueous solution of sodium liquid glass, followed by dilution in the process of mixing the resulting paste with an aqueous solution of sodium chloride, after which the resulting suspension is shut cement, and the ingredients are taken in the following ratio, wt. .h.: cement - 100; bentonite clay powder - 5-12; water glass - 0.4-0.8; sodium chloride - 9.4-16.3 and water - 51.8-63.2 (see Auth. certificate. USSR 1756537, class E 21B 33/138, 1990).
Тампонажный раствор, полученный известным способом, обеспечивает получение низкопроницаемого камня с повышенной водосвязывающей способностью. The grouting mortar obtained in a known manner provides a low permeability stone with increased water binding capacity.
Однако известный способ не влияет на снижение усадки твердеющего тампонажного состава, что, в конечном итоге, в скважине приводит к образованию каналов для перетоков пластовых флюидов и снижению качества крепления. However, the known method does not affect the reduction of shrinkage of the hardening grouting composition, which, ultimately, in the well leads to the formation of channels for cross-flow of formation fluids and a decrease in the quality of fastening.
Также известен способ приготовления тампонажного раствора, включающий предварительное полное растворение в воде суперпластификатора С-3 и стабилизатора - водорастворимой гидроксиэтилцеллюлозы Сульфацелл и последующее затворение на полученном растворе портландцемента при определенном соотношении ингредиентов (см. Патент РФ 2136843, кл. Е 21В 33/138, от 1997 г.). Also known is a method of preparing a cement slurry, including preliminary complete dissolution in water of the C-3 superplasticizer and stabilizer Sulfacell, a water-soluble hydroxyethyl cellulose and subsequent mixing on the obtained Portland cement solution at a certain ratio of ingredients (see RF Patent 2136843, class E 21B 33/138, from 1997).
Достигаемый известным способом результат состоит в том, что одновременный ввод стабилизатора и пластификатора в тампонажный раствор позволяет снизить его водосодержание, водоотдачу, повысить прочность цементного камня и, тем самым, значительно улучшить качество крепления скважин. The result achieved in a known manner is that the simultaneous introduction of the stabilizer and plasticizer into the grout allows to reduce its water content, water loss, increase the strength of cement stone and, thereby, significantly improve the quality of the wells.
Недостатком этого известного способа является невозможность регулирования объемных изменений твердеющего тампонажного раствора, что приводит к усадке цементного камня. The disadvantage of this known method is the inability to control volumetric changes in the hardening grouting mortar, which leads to shrinkage of the cement stone.
Кроме того, пониженная, в сравнении с необработанными цементными растворами, водоотдача тампонажного раствора при использовании известного способа все-таки имеет высокие значения. Вследствие этого происходит отфильтровывание большого количества воды из расположенного в скважине тампонажного раствора, особенно в разрезе высокопроницаемых пород, что отрицательно влияет на коллекторские свойства пласта и приводит к недоподъему цемента на проектную высоту и усадочным деформациям цементного камня: образованию в нем трещин и каналов. In addition, the reduced, in comparison with untreated cement mortars, the loss of grouting mortar when using the known method still has high values. As a result of this, a large amount of water is filtered out from the cement slurry located in the well, especially in the context of highly permeable rocks, which negatively affects the reservoir properties of the formation and leads to under-rise of cement to the design height and shrinkage of the cement stone: the formation of cracks and channels in it.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению по совокупности признаков является способ приготовления цементного раствора для крепления скважин, согласно которому производится предварительное растворение в воде оксиэтилцеллюлозы (ОЭЦ) и ускорителя сроков схватывания - хлорида кальция, и последующее затворение на полученном растворе портландцемента, при этом все ингредиенты берут в следующем соотношении, мас.ч.: портландцемент - 100; ОЭЦ - 0,45-0,6; СаСl2 - 0,5-7,0 и вода - 75-85 (см. А.С. СССР 1361305, кл. Е 21В 33/138, от 1985 г.).The closest in technical essence to the proposed solution in terms of features is a method of preparing a cement mortar for fixing wells, according to which a preliminary dissolution of hydroxyethyl cellulose (OEC) and an accelerator of setting time - calcium chloride, and subsequent mixing on the resulting Portland cement solution are carried out, all the ingredients are taken in the following ratio, parts by weight: portland cement - 100; OEC - 0.45-0.6; CaCl 2 - 0.5-7.0 and water - 75-85 (see A.S. USSR 1361305, class E 21B 33/138, from 1985).
Цементный раствор, полученный указанным известным способом, предназначен для крепления обсадных колонн при разобщении горизонтов с низким пластовым давлением и характеризуется стабильными свойствами. The cement mortar obtained by the specified known method is intended for fastening casing strings when separating horizons with low reservoir pressure and is characterized by stable properties.
Однако приготовленный известным способом цементный раствор имеет ограничение и использование его невозможно при разобщении горизонтов с разнонапорными пластами и в условиях высоких пластовых давлений. However, the cement slurry prepared in a known manner has a limitation and it is impossible to use it when separating horizons with different-pressure reservoirs and under conditions of high reservoir pressures.
Применение его при других условиях вскрывает ряд недостатков:
- повышенное водосодержание (75-85 мас.ч.) цементного раствора, приготовленного известным способом, приведет к отфильтровыванию свободной (несвязанной) воды в процессе твердения и усадке цементного камня с образованием каналов для перетока пластовых флюидов и пониженной прочности формирующегося цементного камня;
- удлиненные сроки схватывания и время загустевания цементного раствора (начало - 4-18 ч; конец - 6-23 ч) увеличивают время начальной гидратации цемента, сопровождающееся выделением свободной воды, и, как следствие, обусловливают увеличение количества отфильтрованной жидкости с течением времени. Это приводит к значительным отрицательным объемным деформациям, что отразится, в первую очередь, на плотности контакта "цемент-порода".Using it under other conditions reveals a number of disadvantages:
- increased water content (75-85 parts by weight) of the cement mortar prepared in a known manner will lead to filtering of free (unbound) water during hardening and shrinkage of the cement stone with the formation of channels for the flow of formation fluids and reduced strength of the formed cement stone;
- extended setting time and thickening time of the cement mortar (start - 4-18 hours; end - 6-23 hours) increase the time of initial hydration of the cement, accompanied by the release of free water, and, as a result, increase the amount of filtered fluid over time. This leads to significant negative volumetric deformations, which will be reflected, first of all, on the cement-rock contact density.
Техническая задача, решаемая предлагаемым способом, состоит в снижении усадочных деформаций твердеющего в условиях скважины цементного камня и придания ему высокой прочности и низкой проницаемости при одновременном обеспечении стабильных и оптимальных технологических параметров тампонажного состава, приготовленного предлагаемым способом: высокой седиментационной устойчивости, хорошей прокачиваемости, низкой фильтратоотдачи, регулируемых сроков схватывания и времени загустевания перед закачкой состава в скважину и во время его продавки. The technical problem solved by the proposed method is to reduce the shrinkage deformation of the cement stone hardening in the well and give it high strength and low permeability while ensuring stable and optimal technological parameters of the grouting composition prepared by the proposed method: high sedimentation stability, good pumpability, low filtrate recovery , adjustable setting time and thickening time before injection of the composition into the well and during its births.
Эта задача решается предлагаемым способом приготовления тампонажного состава, предусматривающим перемешивание тампонажного портландцемента, полимера на основе эфира целлюлозы и воды затворения, в которой предварительно растворен ускоритель схватывания, при этом при перемешивании с водой затворения одновременно вводят портландцемент и указанный полимер в сухом или набухшем состоянии, осуществляют перемешивание в течение 1-1,5 часа, при этом в качестве ускорителя сроков схватывания используют хлорид кальция, или этилсиликат, или реагент на основе алюминия, а в качестве полимера на основе эфира целлюлозы используют гидроксиэтилцеллюлозу или оксиэтилцеллюлозу, при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Тампонажный портландцемент - 100
Оксиэтилцеллюлоза или гидроксиэтилцеллюлоза - 0,2-0,6
Хлорид кальция, или этилсиликат, или реагент на основе алюминия - 1-3
Вода - 45-50
С целью обеспечения оптимальных реологических свойств и растекаемости в тампонажный состав, приготавливаемый предлагаемым способом, вводят пластификатор - реагент на основе меламина или лигносульфонат.This problem is solved by the proposed method for the preparation of grouting composition, involving the mixing of grouting Portland cement, a polymer based on cellulose ether and mixing water, in which the setting agent is previously dissolved, while Portland cement is simultaneously introduced with mixing water and said polymer in a dry or swollen state, and mixing for 1-1.5 hours, while calcium chloride, or ethyl silicate, or a reaction is used as an accelerator of setting time NT based on aluminum, and as a polymer based on cellulose ether use hydroxyethyl cellulose or hydroxyethyl cellulose, in the following ratio of ingredients, parts by weight:
Grouting Portland cement - 100
Oxyethyl cellulose or hydroxyethyl cellulose - 0.2-0.6
Calcium chloride, or ethyl silicate, or aluminum-based reagent - 1-3
Water - 45-50
In order to ensure optimal rheological properties and spreadability, a plasticizer — a melamine-based reagent or lignosulfonate — is introduced into the grouting composition prepared by the proposed method.
Решение поставленной технической задачи обеспечивается, по-видимому, благодаря следующему. The solution of the technical problem is provided, apparently, due to the following.
Ввод понизителя фильтрации - полимера указанных марок, в затворенный на растворе ускорителя портландцемент с одновременным перемешиванием состава обеспечивает, в сравнении с известным способом, более быстрое и равномерное набухание полимера и достижение стабильности необходимых технологических параметров тампонажного состава, сохраняющихся в течение времени, необходимого для закачивания и размещения цементного раствора в скважине. Это позволит в промысловых условиях при низких скоростях прокачивания добиться более полного замещения бурового раствора тампонажным, а также добиться равномерности распределения цементного раствора за обсадной колонной и однородности по прочности формирующегося цементного камня и его устойчивости. The introduction of a filtration reducer — a polymer of the indicated grades — into portland cement mixed with an accelerator solution with simultaneous mixing of the composition ensures, in comparison with the known method, faster and more uniform polymer swelling and the achievement of stability of the necessary technological parameters of the grouting composition, which remain for the time required for pumping and placement of cement in the well. This will allow in field conditions at low pumping speeds to achieve a more complete replacement of the drilling fluid with grouting, as well as to achieve uniform distribution of the cement slurry behind the casing and uniformity in the strength of the formed cement stone and its stability.
Регулирование сроков схватывания с использованием предлагаемых ускорителей позволит сократить время твердения тампонажного состава в скважине, предотвратив, тем самым, отфильтровывание большого количества жидкости и снизив за счет этого усадочные деформации твердеющего цементного камня. Setting the setting time using the proposed accelerators will reduce the hardening time of the grouting composition in the well, thereby preventing the filtering out of a large amount of liquid and thereby reducing the shrinkage deformation of hardening cement stone.
Благодаря тому, что после затворения осуществляют перемешивание тампонажного состава в течение 1-1,5 ч, обеспечивается значительное сокращение периода начальной гидратации, что неожиданно привело к возможности исключения усадочных деформаций, сопровождающих этот контракционный период, при твердении тампонажного состава в скважине. Due to the fact that after mixing, the grouting composition is mixed for 1-1.5 hours, a significant reduction in the initial hydration period is provided, which unexpectedly led to the possibility of eliminating the shrinkage deformations accompanying this contraction period when the cementing composition hardens in the well.
Кроме того, при осуществлении предлагаемого способа и использовании указанных ингредиентов обеспечивается значительное снижение фильтратоотдачи и за счет этого появляется дополнительная возможность регулирования отрицательных объемных деформаций. In addition, the implementation of the proposed method and the use of these ingredients provides a significant reduction in filtrate recovery, and due to this there is an additional opportunity to control negative volumetric deformations.
Все вышеперечисленное, в конечном итоге, приведет к обеспечению плотности контакта цементного камня с горной породой и колонной и повышению надежности разобщения пластов таким составом. All of the above, ultimately, will ensure the density of contact of the cement stone with the rock and the column and increase the reliability of separation of formations with such a composition.
При осуществлении предлагаемого способа в лабораторных условиях были использованы следующие вещества и оборудование. When implementing the proposed method in laboratory conditions, the following substances and equipment were used.
Вещества:
1. Тампонажный портландцемент по ГОСТ 1581-96 Сухоложского цементного завода марок: ПЦТ П-50; ПЦТ 1-100; ПЦТ G-CC-1;
2. Понизитель фильтрации - полимер на основе эфира целлюлозы: Сульфацелл ТУ ТУ 6-55-221-1210-91; Tylose EHM (фирма Hoechst); Bermocoll CCA 178 (концерн AKZO NOBEL); ОЭЦ ТУ 6-05-221-565-83.Substances:
1. Grouting Portland cement in accordance with GOST 1581-96 of the Sukholozhsky cement plant of the grades: PTsT P-50; PCT 1-100; PCT G-CC-1;
2. Filtration reducer - cellulose ether polymer: Sulfacell TU TU 6-55-221-1210-91; Tylose EHM (Hoechst); Bermocoll CCA 178 (AKZO NOBEL concern); OEC TU 6-05-221-565-83.
3. Пластификатор: лигносульфонаты ЛСТ ТУ 13-0281036-05-89; реагент на основе меламина ЭКСЦЕМ СМФ ТУ 2223-019-53501222-2001. 3. Plasticizer: lignosulfonates LST TU 13-0281036-05-89; reagent based on melamine EXCEM SMF TU 2223-019-53501222-2001.
4. Ускоритель сроков схватывания: хлорид кальция ТУ 48-10-59-79; этилсиликат-40 ГОСТ 26371-84 или этилсиликат-конденсат ТУ 6-02-06-67-86; реагент на основе алюминия МРТУ 6-09-3200-66 или ЭКСЦЕМ СА ТУ 2123-020-53 5011222-2001. 4. Setting time accelerator: calcium chloride TU 48-10-59-79; ethyl silicate-40 GOST 26371-84 or ethyl silicate condensate TU 6-02-06-67-86; reagent based on aluminum MRTU 6-09-3200-66 or EXCEM SA TU 2123-020-53 5011222-2001.
5. Вода техническая с жесткостью 5 мг-экв/л (ГОСТ 2874-82);
Оборудование:
- мешалка лабораторная для перемешивания цементных растворов (ГОСТ 26798.1-96);
- конус АзНИИ с измерительной шкалой, представляющий собой концентрические окружности с минимальным диаметром 70 мм и максимальным не менее 250 мм. Измерительная шкала покрыта стеклом;
- консистометр КЦ-5;
- прибор ВИКА (ГОСТ 310.3-76);
- прибор для определения набухания грунтов (ПНГ);
- сито 09 (ГОСТ 6613) для просеивания цемента;
- стакан фарфоровый вместимостью 600 мл;
- стеклянный цилиндр вместимостью 250 мл;
- весы лабораторные.5. Technical water with a hardness of 5 mEq / l (GOST 2874-82);
Equipment:
- laboratory stirrer for mixing cement mortars (GOST 26798.1-96);
- AzNII cone with a measuring scale, which is a concentric circle with a minimum diameter of 70 mm and a maximum of at least 250 mm. The measuring scale is covered with glass;
- Consistometer KTs-5;
- VIKA device (GOST 310.3-76);
- a device for determining soil swelling (APG);
- sieve 09 (GOST 6613) for sifting cement;
- a porcelain glass with a capacity of 600 ml;
- glass cylinder with a capacity of 250 ml;
- laboratory scales.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером. The proposed method is illustrated by the following example.
Пример. Брали 10 г хлорида кальция, растворяли его в 250 мл воды. Далее на полученном растворе производили затворение 500 г тампонажного портландцемента марки ПЦТ П-50 путем постепенного ввода при постоянном перемешивании на лабораторной мешалке. Одновременно с вводом в раствор добавляли 1,5 г оксиэтилцеллюлозы марки Tylose EHM. При этом перемешивание осуществляли непрерывно в течение 1,5 ч со скоростью 100-120 об/мин. В результате получили тампонажный состав, приготовленный заявляемым способом и содержащий следующие ингредиенты, мас.ч.: портландцемент - 100; оксиэтилцеллюлоза Tylose EHM - 0,3; CaCl2 - 2,0 и вода - 50.Example. They took 10 g of calcium chloride, dissolved it in 250 ml of water. Then, on the resulting solution, 500 g of grouting portland cement of the ПЦТ П-50 grade were mixed by gradual introduction with constant stirring on a laboratory mixer. At the same time, 1.5 g of Tylose EHM brand hydroxyethyl cellulose was added to the solution. While mixing was carried out continuously for 1.5 hours at a speed of 100-120 rpm The result was a grouting composition prepared by the claimed method and containing the following ingredients, parts by weight: portland cement - 100; Tylose EHM hydroxyethyl cellulose 0.3; CaCl 2 - 2.0 and water - 50.
В процессе лабораторных исследований устанавливали следующие свойства тампонажных составов, приготовленных предлагаемым и известным способами: плотность, растекаемость, время загустевания до 30 УЕК; фильтратоотдача при ΔР= 0,7 МПа за 30 мин; сроки схватывания, водоотделение; предел прочности на изгиб при 2-х суточном хранении в пресной воде; усадку образующегося цементного камня. In the process of laboratory research, the following properties of grouting compositions prepared by the proposed and known methods were established: density, spreadability, thickening time up to 30 UEK; filtrate recovery at ΔР = 0.7 MPa in 30 min; setting time, water separation; bending strength at 2-day storage in fresh water; shrinkage of the resulting cement stone.
Исследования проводили при различных режимах приготовления, а именно перемешивания, - в течение 3 мин и 1,5 ч. The studies were carried out under various cooking modes, namely stirring, for 3 minutes and 1.5 hours.
Данные об ингредиентном содержании исследуемых тампонажных составов, приготовленных предлагаемым и известным способами, приведены в таблице 1. Data on the ingredient content of the studied grouting compositions prepared by the proposed and known methods are shown in table 1.
Данные о свойствах этих тампонажных составов, полученные в ходе исследований, приведены в таблице 2. Data on the properties of these grouting compositions obtained during the studies are shown in table 2.
Данные, приведенные в таблице, показывают, что безусадочный тампонажный камень в скважине способен образоваться лишь из тампонажных составов, приготовленных заявляемым способом (перемешивании в течение 1-1,5 ч при скорости вращения мешалок смесительно-осреднительной установки 1УСО-20 - 60-80 об/мин) и указанном соотношении ингредиентов. The data given in the table show that the non-shrinking cement stone in the well is able to form only from the cement compositions prepared by the claimed method (stirring for 1-1.5 hours at a speed of rotation of the mixers of the mixing and averaging unit 1УСО-20 - 60-80 rev / min) and the specified ratio of ingredients.
Отклонение от этих режимов, например сокращение времени перемешивания тампонажного состава менее 1 ч, не обеспечивает получения безусадочного тампонажного камня. Deviation from these modes, for example, reducing the mixing time of the grouting composition of less than 1 h, does not provide a non-shrinking grouting stone.
Кроме того, тампонажный состав, полученный предлагаемым способом, характеризуется оптимальными длительно сохраняющимися стабильными технологическими параметрами:
- плотность, кг/м3 - 1840-1860
- растекаемость, мм - 205-250
- время загустевания, ч-мин - 3-30 - 5-20
- фильтратоотдача, см3/30 мин при ΔР=0,7 МПа 22-35
- сроки схватывания, ч-мин: начало 6-20 - 10-20, конец 7-30 - 11-50
- предел прочности на изгиб при 2-х суточном хранении в пресной воде, МПа 3,2-4,2
- усадка цементного камня через 2 суток, % 0.In addition, the grouting composition obtained by the proposed method is characterized by optimal long-term stable technological parameters:
- density, kg / m 3 - 1840-1860
- spreadability, mm - 205-250
- thickening time, h-min - 3-30 - 5-20
- filtratootdacha, cm3 / 30 min at? P = 0.7 MPa 22-35
- setting time, h-min: beginning 6-20 - 10-20, end 7-30 - 11-50
- ultimate bending strength at 2-day storage in fresh water, MPa 3.2-4.2
- shrinkage of cement stone after 2 days,% 0.
Использование предлагаемого способа приготовления тампонажного состава обеспечивает по сравнению с существующими известными способами:
высокое качество крепления и исключение межпластовых перетоков за счет:
оптимальных технологических свойств тампонажного состава, приготовленного предлагаемым способом;
более полного замещения бурового раствора таким тампонажным составом при низких скоростях прокачивания и равномерности распределения цементного раствора за обсадной колонной;
формирования однородного по прочности безусадочного цементного камня,
кроме того, снижение возможного загрязнения продуктивных пластов агрессивным фильтратом цементного раствора, сокращение сроков освоения скважины и исключения обводненности продукции скважины.Using the proposed method for the preparation of cement composition provides, in comparison with existing known methods:
high quality fastening and elimination of inter-layer flows due to:
optimal technological properties of the grouting composition prepared by the proposed method;
more complete replacement of the drilling fluid with such a grouting composition at low pumping speeds and uniform distribution of the cement behind the casing;
the formation of a uniform in strength non-shrink cement stone,
in addition, the reduction of possible contamination of productive formations by aggressive filtrate of the cement slurry, the reduction of the well development time and the exclusion of water cut in the well production.
Claims (1)
Тампонажный портландцемент - 100
Оксиэтилцеллюлоза или гидроксиэтилцеллюлоза - 0,2-0,6
Хлорид кальция, или этилсиликат, или реагент на основе алюминия - 1-3
Вода - 45-50
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в тампонажный состав дополнительно вводят пластификатор - реагент на основе меламина или лигносульфонат.1. A method of preparing a grouting composition by mixing grouting Portland cement, a polymer based on cellulose ether and mixing water, in which a setting accelerator is previously dissolved, characterized in that when mixing with mixing water, Portland cement and said polymer are simultaneously introduced in a dry or swollen state, mixing is carried out within 1-1.5 hours, while calcium chloride, or ethyl silicate, or an aluminum-based reagent is used as an accelerator of the setting time, and as a floor cellulose ether-based measure use hydroxyethyl cellulose or hydroxyethyl cellulose in the following ratio of ingredients, parts by weight:
Grouting Portland cement - 100
Oxyethyl cellulose or hydroxyethyl cellulose - 0.2-0.6
Calcium chloride, or ethyl silicate, or aluminum-based reagent - 1-3
Water - 45-50
2. The method according to claim 1, characterized in that a plasticizer — a melamine-based reagent or lignosulfonate — is additionally introduced into the grouting composition.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001117097/03A RU2186942C1 (en) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | Method of preparation of grouting composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001117097/03A RU2186942C1 (en) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | Method of preparation of grouting composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2186942C1 true RU2186942C1 (en) | 2002-08-10 |
Family
ID=20250961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001117097/03A RU2186942C1 (en) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | Method of preparation of grouting composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2186942C1 (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2242584C2 (en) * | 2002-12-04 | 2004-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-ВНИИГАЗ" | Plasticizer accelerating setting and hardening of grouting mortar called "kemfor-pa" |
| RU2281309C2 (en) * | 2002-12-15 | 2006-08-10 | Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) | Fiber-reinforced grouting mortar |
| RU2471846C1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Grouting mortar |
| RU2497861C1 (en) * | 2012-05-04 | 2013-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Light-weight gasproof plugging material for cementing over-producing intervals (versions) |
| RU2545208C1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" ( ООО "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ") | Grouting composite for casing cementing jobs in conditions of normal and low temperature (versions) |
| US9802863B1 (en) | 2016-03-09 | 2017-10-31 | Flashfill Services, Llc | Accelerating set times of flowable fill compositions with dry calcium chloride, and methods of utilizing and producing the same |
| US10322971B1 (en) | 2016-04-21 | 2019-06-18 | MK1 Construction Services | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10589238B2 (en) | 2016-03-14 | 2020-03-17 | Schlumberger Technology Corporation | Mixing system for cement and fluids |
| US10851016B1 (en) | 2017-02-28 | 2020-12-01 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10919807B1 (en) | 2018-04-25 | 2021-02-16 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
| RU2763586C1 (en) * | 2021-04-07 | 2021-12-30 | Общество с ограниченной ответственностью «Ойл Энерджи» | Synthetic filtration reducer |
| US11434169B1 (en) | 2018-04-25 | 2022-09-06 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
| US12043585B1 (en) | 2019-07-29 | 2024-07-23 | Flashset, Llc | Rapid-setting cellular backfill with calcium sulfoaluminate cement and other powder-sized filler materials |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1361305A1 (en) * | 1985-05-23 | 1987-12-23 | Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Lightweight cement mortar for consolidating wells |
| US5128209A (en) * | 1990-06-25 | 1992-07-07 | Japan Gore-Tex, Inc. | Composite gasket material |
| US5776244A (en) * | 1996-09-10 | 1998-07-07 | Sandia Corporation | Ultrafine cementitious grout |
| US5972103A (en) * | 1997-04-14 | 1999-10-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Universal well cement additives and methods |
| RU2149981C1 (en) * | 1998-11-24 | 2000-05-27 | Открытое акционерное общество "ПермНИПИнефть" | Grouting mortar |
-
2001
- 2001-06-18 RU RU2001117097/03A patent/RU2186942C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1361305A1 (en) * | 1985-05-23 | 1987-12-23 | Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Lightweight cement mortar for consolidating wells |
| US5128209A (en) * | 1990-06-25 | 1992-07-07 | Japan Gore-Tex, Inc. | Composite gasket material |
| US5776244A (en) * | 1996-09-10 | 1998-07-07 | Sandia Corporation | Ultrafine cementitious grout |
| US5972103A (en) * | 1997-04-14 | 1999-10-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Universal well cement additives and methods |
| RU2149981C1 (en) * | 1998-11-24 | 2000-05-27 | Открытое акционерное общество "ПермНИПИнефть" | Grouting mortar |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2242584C2 (en) * | 2002-12-04 | 2004-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-ВНИИГАЗ" | Plasticizer accelerating setting and hardening of grouting mortar called "kemfor-pa" |
| RU2281309C2 (en) * | 2002-12-15 | 2006-08-10 | Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) | Fiber-reinforced grouting mortar |
| RU2471846C1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Grouting mortar |
| RU2497861C1 (en) * | 2012-05-04 | 2013-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Light-weight gasproof plugging material for cementing over-producing intervals (versions) |
| RU2545208C1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" ( ООО "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ") | Grouting composite for casing cementing jobs in conditions of normal and low temperature (versions) |
| US9802863B1 (en) | 2016-03-09 | 2017-10-31 | Flashfill Services, Llc | Accelerating set times of flowable fill compositions with dry calcium chloride, and methods of utilizing and producing the same |
| US10589238B2 (en) | 2016-03-14 | 2020-03-17 | Schlumberger Technology Corporation | Mixing system for cement and fluids |
| US11926568B1 (en) | 2016-04-21 | 2024-03-12 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10843968B1 (en) | 2016-04-21 | 2020-11-24 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US11247942B1 (en) | 2016-04-21 | 2022-02-15 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10322971B1 (en) | 2016-04-21 | 2019-06-18 | MK1 Construction Services | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US12398074B1 (en) | 2016-04-21 | 2025-08-26 | J&P Invesco Llc | Fast-setting flowable fill compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10851016B1 (en) | 2017-02-28 | 2020-12-01 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US11440841B1 (en) | 2017-02-28 | 2022-09-13 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US11987534B1 (en) | 2017-02-28 | 2024-05-21 | J&P Invesco Llc | Trona accelerated compositions, and methods of utilizing and producing the same |
| US10919807B1 (en) | 2018-04-25 | 2021-02-16 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
| US11434169B1 (en) | 2018-04-25 | 2022-09-06 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
| US12043578B1 (en) | 2018-04-25 | 2024-07-23 | J&P Invesco Llc | High-strength flowable fill compositions |
| US12043585B1 (en) | 2019-07-29 | 2024-07-23 | Flashset, Llc | Rapid-setting cellular backfill with calcium sulfoaluminate cement and other powder-sized filler materials |
| RU2763586C1 (en) * | 2021-04-07 | 2021-12-30 | Общество с ограниченной ответственностью «Ойл Энерджи» | Synthetic filtration reducer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69620173T2 (en) | STABLE HYDROCOLLOIDAL SUSPENSION | |
| DE60100377T2 (en) | Process for cementing underground formations | |
| RU2186942C1 (en) | Method of preparation of grouting composition | |
| RU2586517C2 (en) | Slowly solidifying cement compositions containing pumice and related methods | |
| JPH11507002A (en) | Stable suspension system of hydrocolloid and superplasticizer | |
| RU2337124C1 (en) | Grouting mortar base foundation for well cementing | |
| RU2385894C1 (en) | METHOD OF PREPARATION OF LIGHT GROUTING MORTAR OF DENSITY 1450-1500 kg/m3 | |
| EP1213270A1 (en) | Well cement fluid loss control additive | |
| RU2434923C1 (en) | Backfilling composition for installation of kick-off support bridges | |
| RU2625408C2 (en) | Use of methylhydroxyethylcellulose as additive to cement | |
| RU2149981C1 (en) | Grouting mortar | |
| CA2635925C (en) | Cement blend | |
| CA1084683A (en) | Method of making lightweight cement slurries and their uses | |
| RU2215124C1 (en) | Method of preparation of light-weight grouting mortar | |
| RU2151267C1 (en) | Light grouting mortar | |
| EP0755992B1 (en) | Injectable composition and suspensions prepared during the injection | |
| RU2726754C1 (en) | Cementing slurry | |
| RU2255204C1 (en) | Lightened cementing solution, cementing solution for productive zone of well and method for cementing wells | |
| CN105036628B (en) | Slurry with time-variable viscosity and preparation method thereof | |
| RU2726695C1 (en) | Grouting mixture | |
| RU2172812C2 (en) | Method of preparing light-weight grouting mortar | |
| RU2194149C1 (en) | Complex reagent for plugging mortars | |
| RU2707837C1 (en) | Grouting mortar | |
| JP2008088040A (en) | Bolt fixing cement composition and its continuous construction method | |
| RU2807721C1 (en) | Cementing mixture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 22-2002 |
|
| QZ4A | Changes in the licence of a patent |
Effective date: 20031210 |
|
| QZ4A | Changes in the licence of a patent |
Effective date: 20031210 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20111031 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190418 Effective date: 20190418 |