SU1278444A1

SU1278444A1 - Lightweight plugging material

Info

Publication number: SU1278444A1
Application number: SU853878800A
Authority: SU
Inventors: Наум Акимович Мариампольский; Валерий Юрьевич Комнатный; Сергей Борисович Трусов; Анатолий Петрович Руденко; Владимир Иванович Судаков
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам
Priority date: 1985-04-08
Filing date: 1985-04-08
Publication date: 1986-12-23

Abstract

ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ , состо щий из в жущего,фильтровального перлита и облегчающе-стабилизирующей добавки, отличающийс тем, что, с целью повышени прочности и термостойкости тампонажного камн , снижени его проницаемости , он в качестве облегчающестабилизирующей добавки содержит глинистый минерал слоисто-ленточного типа при следующем соотношении компонентов,мае.% В жущее74-93 Перлит фильтровальный5-20 Глинистый минерал слоисто-ленточного типа 2-6 (ЛLIGHTWHEELED AMPLIFIED MATERIAL, consisting of a permeable filtering perlite and a facilitating stabilizing additive, characterized in that, in order to increase the strength and heat resistance of the cement stone, to reduce its permeability, it contains a mineral mineral, a laminated layer, which facilitates the stabilizing additive, a layered mineral and a transparent ribbon, as a lightweight stabilizing additive, contains a mineral layer and a laminated layer, which has a permeability, it has a mineral mineral and a laminated adhesive, as a facilitating stabilizer, contains a mineral layer and a laminated layer, which has a permeability, it has a mineral layer and a laminated membrane, which facilitates the stabilizing additive, contains a mineral layer and a laminated layer, which has a permeability, it has a mineral mineral and a laminated adhesive, as a lightweight stabilizer, contains a mineral layer and a laminated layer, which has a permeability, contains a mineral layer and a laminated adhesive, as a lightweight stabilizer, contains a layered mineral, a laminated layer, and a permeability; the ratio of components, may.% V zhidchee74-93 Perlite filtering 5-20 Clay mineral of the layer-tape type 2-6 (L

Description

ЮYU

0000

4 four

4;: I Изобретение относитс к облегченным тампонажным материалeiM, примен емым дл цементировани парогидротер мальных, нефт ных, газовых и прочих скважин при геостатических температу рах до 300 С. Цель изобретени повышение проч ности и термостойкости тампонажного камн и снижение его проницаемости. Дл приготовлени тампонажного ма териала используютс следующие продукты . Фильтровальный перлит характеризуетс следующим химическим составом мас.%: SiOj 71 - 76; 12 - U; 0,7 - 1,5; TiO 0,1 - 0,75; CaO 0,82 - 1,0; KgO 0,1 - 0,25; SO, 0,09 - 0,12; 3,1 - 3,9; - 4,6; П.П.П. 1,0 - 1,8. Плотность 1900- 2100 КГ/М , влажность .не более 12%, гранулометрический состав: полный остаток на сите 0,075 мм не должен превышать 20%. Глинистые минералы слоисто-ленточ ного структурного типа палыгорскит или сепислит. Палыгорскитовый глинопорошок характеризуетс следующим средним химическим составом,%: SiO 50,65; 11,97; 7,45; MgO 8,75; TiO 0,20; KjO 0,56; CaO 0,14; п.п.п. 20,28. Средний химический состав сепиолита следующий,%: SiOg 50,70; Al-O 4,19; 1,59; MgO 20,90; КО +Na,.,0 2,72; п.п.п, 19,90. В качестве в жущего примен ютс шлакопесчаные цементы типа ШПЦС или юлакопортландцементыо Б таблице представленъ данные5ха рактеризующие физико-механические свойства раствора и камн из предла гаемого облегченного тампонажного материала, состо щего из в жущего, фильтрованного перлита и глинистого минерала слоисто-ленточного типа,а также известного материала. Как видно из табличных данных,об легченный тампонажный материал способен твердеть и набир ть достаточную прочность в широком диапазоне температур, имеет высокую начальную прочность, термостойкость и низкую газопроницаемость тампонажного камн Высока стабильность тампонажног раствора и начальна прочность камн из предлагаемого материгша обеспечи ваютс тем, что минералы .слоисто44а ленточного типа при затворении водой поглощают ее без значительного разбухани . Это не приводит к возникновению внутренних напр жений и деструктивных процессов при твердении тампонажного камн . Кроме того,термостойкость и -сйижеиие величины газопроницаемости камн обеспечиваютс тем, что в жущее совместно с фильтровальным Перлитом при введении палыгорскита при температурах выше 150 С образовывают А -замещенный тоберморит и гидрогранат типа плазолита, а при использовании сепИолита - мерлинит . Все эти фазы и структура тампонажного камн стабильно существуют во времени при высоких температурах . Пример 1. Облегченный тампонажный материал получают при смешении до однородного состо ни 74мас.%(740 г) шлакопесчаного цемента марки ШПЦС200 , 20 мас.% (200 г) фильтроперлита и 6 мас.% (60 г) сепиолита.Смесьзатвор ют водой при водосмесевом отношении В/С 1,45 (1450 см). Плотность полученного тампонажного раствора 1300 кг/м, растекаемость 0,21 м. Водоотделение тампонажного раствора в цилиндре объемом 250 см и высотой 25 см через 2 ч составл ет 1,1%.Сроки схватывани тампонажного раствора при и давлении 60 ИПа (соответственно начало и конец) 3 ч 10 мин и 3 ч 35 м:ин. Предел прочности тампонажного камн при изгибе-сжатии через 48 ч твердени при тех же услови х составл ет 1,68/2,9 МПа, через 3 мес твердени - 1,95/4,3 МПа. Газопроницаемость через 48 ч / 3 мес твердени составл ет 10,8 -10 /9,2 у. Ю мкм. Приме р 2, Облегченный тампонажный материал получают при смешеНИИ 84 мас,% шлакопортландцемента, 12 мас.% фильтроперлита и 4 мас.% палыгорскита. .Смесь затвор ют водой при В/С 1,15, Плотность полученното тампонажного раствора 1440 кг/м , растекаемость 0,20 м, водоотделение через 2 ч составл ет 1,0%. Сроки схватывани тампонажного раствора при 200°С и давл€ нии 60 МПа (начало и конец) соответственно 2 ч 25 мин и 2 ч 50 мин. Предел прочности тампонажного камн через 48 ч твердени в автоклаве при этом режиме составл ет 2,51/6,8 МПа, через 3 мес 3. 1 твердени 3,71/12,1 МПа. Газопроницаемость камн при этом составл ет соответственно 5,0-10 /3,8-10 мк№. П р и м е р 3. Облегченный тампонажный раствор получают смешением 93 мас.% шлакопесчаного цемента марки 11ШЦС-120, 5 мас.% фильтроперлита и 2.мас.% палыгорскита. Смесь затвор ют , водой при В/С 0,90. Плотность полученного тампонажногс раствора 1540 кг/м, растекаемость 0,20 м. 27 5 10 444 водоотделение через 2 ч 1,5%. Начало схватывани тампонажного раствора при и давлении 60 МПа 2 ч 25 мин, конец - 2 ч 55 мин. Предел прочности тампонажного камн при изгибе-сжатии через 48 ч твердени при этом режиме составл ет 2,35/7,5 МПа, через 3 мес твердени 3,35/11,8 МПа. Газопроницаемость камн при этом составл ет соответственно 7,3-10 / 4,5-10 мкм.4 ;: I The invention relates to lightweight cement materials that are used for cementing steam hydrothermal, oil, gas and other wells at geostatic temperatures up to 300 C. The purpose of the invention is to increase the strength and heat resistance of the cement stone and reduce its permeability. The following products are used to prepare the cementing material. Perlite filter is characterized by the following chemical composition wt.%: SiOj 71 - 76; 12 - U; 0.7 - 1.5; TiO 0.1 - 0.75; CaO 0.82 - 1.0; KgO 0.1 - 0.25; SO, 0.09 - 0.12; 3.1 - 3.9; - 4.6; P.P.P. 1.0 - 1.8. Density 1900-2100 KG / M, humidity. Not more than 12%, particle size distribution: the total residue on the sieve 0.075 mm should not exceed 20%. Clay minerals of a layered structural type palygorskite or sepislit. Palygorskite clay powder is characterized by the following average chemical composition,%: SiO 50.65; 11.97; 7.45; MgO 8.75; TiO 0.20; KjO 0.56; CaO 0.14; ppt 20.28. The average chemical composition of a sepiolite is as follows:% SiOg 50.70; Al-O 4.19; 1.59; MgO 20.90; KO + Na,., 0 2.72; ppp, 19.90. Slab-and-sand cements of the ShPTsS type or yulakoportlandtsementy are used as a binder. The table below presents data characterizing the physicomechanical properties of the solution and stone from the proposed lightweight grouting material consisting of the milled, filtered perlite and clay mineral of the stitched type, and has a single-layer type material. As can be seen from the tabular data, the lightweight cement material is able to harden and gain sufficient strength in a wide temperature range, has high initial strength, heat resistance and low gas permeability of the cement stone High stability of the cement slurry and the initial stone strength from the proposed material are provided by the fact that minerals .laminoid tape type when mixed with water absorb it without significant swelling. This does not lead to the emergence of internal stresses and destructive processes during the hardening of the cement stone. In addition, the heat resistance and the fractional gas permeability values of the stone are ensured by the fact that, together with filtering Perlite, sticking together with palygorskite at temperatures above 150 ° C, they form A -substituted tobermorite and hydrogranate like plasolite, and when using sepolyte, merlinit. All these phases and the structure of the cement stone stably exist over time at high temperatures. Example 1. Lightweight cement material is obtained by mixing 74 wt.% (740 g) of slag sand sand ShPTSS200, 20 wt.% (200 g) filter perperit and 6 wt.% (60 g) sepiolite by mixing until homogeneous. Mixed water with water mixture B / C ratio 1.45 (1450 cm). The density of the obtained cement slurry is 1300 kg / m, the flowability is 0.21 m. The water separation of the cement slurry in a cylinder of 250 cm and a height of 25 cm after 2 hours is 1.1%. The setting time of the cement slurry at and a pressure of 60 IPa (respectively start and end) 3 h 10 min and 3 h 35 m: in. The strength of the cement stone during bending-compression after 48 h of hardening under the same conditions is 1.68 / 2.9 MPa, after 3 months of hardening - 1.95 / 4.3 MPa. Gas permeability after 48 h / 3 months of hardening is 10.8 -10 / 9.2 y. Um. Example 2, Lightweight grouting material is obtained at a mixture of 84 wt.% Slag Portland cement, 12 wt.% Filtroperlita and 4 wt.% Palygorskite. .The mixture is shuttered with water at B / C 1.15, the density of the obtained cement slurry is 1440 kg / m, the flow is 0.20 m, the water separation after 2 hours is 1.0%. The setting time of the cement slurry at 200 ° C and a pressure of 60 MPa (beginning and end) are respectively 2 h 25 min and 2 h 50 min. The strength of the cement stone after 48 hours of hardening in the autoclave in this mode is 2.51 / 6.8 MPa, after 3 months 3. 1 hardening 3.71 / 12.1 MPa. The gas permeability of the stone is accordingly 5.0-10 / 3.8-10 microns. PRI me R 3. Lightweight cement slurry is obtained by mixing 93 wt.% Of slag-sand cement grade 11ShTsS-120, 5 wt.% Of filter perperit and 2. wt.% Of palygorskite. Mix the shutter with water at B / C 0.90. The density of the resulting cement slurry is 1540 kg / m, the flowability of 0.20 m. 27 5 10 444 water separation after 2 h 1.5%. The beginning of the setting of the cement slurry at a pressure of 60 MPa and 2 hours and 25 minutes, the end - 2 hours and 55 minutes. The tensile strength of the cement stone during bending-compression after 48 hours of hardening in this mode is 2.35 / 7.5 MPa, after 3 months of hardening 3.35 / 11.8 MPa. The gas permeability of the stone is, respectively, 7.3-10 / 4.5-10 µm.

« ш"W

вat

VOVO

сwith

« "

«п ю “P y

во л «71 «- о«in l "71" - about "

rt оrt o

«п"P

оabout

СЧMF

гg

. 4Ь. 4b

АBUT

лl

«Ч"H

ff

ОABOUT

су.su.

tt

VV

1Л1L

пP

осоOso

оabout

J«J "

«"

мm

оabout

го О 1ЛGo About 1L

- -

. г. g

соNвчcoNvch

fc fc

ftft

ff

ss

гч о 00 - г оhh about 00 - about

--

АBUT

смcm

« "

1Л1L

о оoh oh

(П (P

a fx смa fx cm

tntn

mm

toto

лl

8eight

оabout

(«1("one

смcm

о ю смoh see

оabout

о смo see

r. чг - or. chg - o

- tj - tj

« "

- -0-1 - -0-1

О ABOUT

о о о о oh oh oh

о оoh oh

о л about l

см о см т mcm about cm t m

ш -sh -

пP

СП о ON о Г.1 - смSP o ON o D.1 - cm

Г4г 00г1Л VI{Л G4g 00g1L VI {L

Claims

LIGHTED TUMPLING MATERIAL, consisting of a binder, filter perlite and a lightening-stabilizing additive, characterized in that, in order to increase the strength and heat resistance of the grouting stone, reduce its permeability, it contains a clay mineral of a layered type as an easy-stabilizing additive in the following ratio components, May.%

Astringent 74-93

Perlite filter 5-20

Clay mineral of layered tape type 2-6

KO

4*

4b

1/278444