Облегченный тампонажный цемент и способ его получения. Цемент облегченный


Облегченный цемент - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Облегченный цемент

Cтраница 1

Облегченный цемент для горячих скважин типа ОЦГ предназначен для цементирования нефтяных и газовых скважин с аномально низкими пластовыми давлениями.  [1]

Облегченные цементы на основе кокса меньше подвержены слеживанию, дольше сохраняют свои свойства.  [2]

Применением облегченных цементов типа ОЦГ была в основном решена проблема цементирования скважин в объединении Мангышлакнефть на месторождении Узень и ряде других месторождений.  [3]

Вводится в облегченный цемент.  [4]

Для получения облегченных цементов в качестве модифицирующих компонентов используются специальные добавки, а чаще промышленные отходы. Последние имеют определенные преимущества, однако технология их получения трудоемка и требует больших материальных и энергетических затрат, что вызывает необходимость разработки новых подходов энергосберегающей технологии подготовки модифицирующих добавок, позволяющей более просто получать облегченные цементы с легкорегулируемыми свойствами.  [5]

При приготовлении облегченных цементов на основе облегчающих добавок с низкой плотностью ( р 1000 кг / м3) возникает другая проблема - их всплытие.  [6]

Во ВНИИКРнефти разработан облегченный цемент для горячих скважин ОЦГ и реагенты ММЦ-БТР и ПВС-ТР - понизители водоотдачи тампонажных растворов, применение которых обеспечивает заданную высоту подъема тампонажного раствора.  [7]

Разработанный во ВНЙИКРнефти облегченный цемент ОЦГ, представляющий собой смесь совместно измельченных трепела и шлака с портландцементом, дает раствор плотностью 1 45 г / см3 и менее, является эффективным материалом для крепления скважин в осложненных условиях.  [8]

С целью разработки облегченных цементов для температурных условий от 25 до 125 С было исследовано влияние добавок кварцевого песка и шлака на свойства цементного раствора и камня на основе портландцемента и трепела.  [9]

Образцы камня из облегченных цементов, затворенных раствором хлористого магния, от 2 до 270 - 360 суток непрерывно увеличивали прочность ( рис. 23, а), хотя в 2-суточном возрасте прочности почти не имели и представляли собой пластичную массу. Пористость насыщения и количество связанной воды ( рис. 23, б, г) изменяются по S-образным зависимостям, причем па графиках минимумам пористости насыщения отвечают максимумы количества связанной воды. К 180 суткам завершается кристаллизация новообразований, а после 180 суток происходит перекристаллизация продуктов гидратации с возникновением новой фазы, содержащей повышенное количество воды.  [10]

Образцы камня из облегченных цементов, затворенных раствором хлорида магния, от 2 до 270 - 360 сут непрерывно увеличивали прочность ( рис. 13.27 а), хотя в 2-суточном возрасте прочности почти не имели и представляли собой пластичную массу, Пористость насыщения и количество связанной воды ( рис. 13.27 6 г) изменяются по S-образным зависимостям, причем на графиках минимумам пористости насыщения отвечают максимумы количества связанной воды. К 180 сут завершается кристаллизация продуктов гидратации с возникновением новой фазы, содержащей повышенное количество воды.  [11]

При определении свойств тампонажного облегченного цемента применяется цементная пульпа с таким водоцементным отношением, при котором растекаемость пульны не менее 180 мм.  [12]

Анализ применяемой технологии получения облегченных цементов показал, что в промысловых условиях не обеспечивается необходимая равномерность перемешивания компонентов. В конечном итоге это приводит к ухудшению качества крепления скважин. Работы, проведенные в АО КазНИГРИ, МИНХ и ГП ( ныне РГУНГ) им И.М.Губкина, УГНТУ, показали, что в определенной степени задача может решаться применением облегченных цементов, изготовленных по дезинтеграторной технологии.  [13]

Цементирование этих скважин производилось облегченным цементом Вольского завода и обычным портланд-цементом.  [14]

Подтверждена повышенная чувствительность процессов расширения облегченных цементов к гидравлическому давлению поровой жидкости, которое значительно снижает величину расширения.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Марка CemFrost Lite (цемент облегченный для низких положительных и отрицательных температур)

ТУ 5734-001-95807705-2011 
НАЗНАЧЕНИЕ

Предназначен  для цементирования скважин с забойными температурами от -8 до +200С, в основном, для цементирования зон многолетнемерзлых пород (ММП). Допускается применение CemFrost при цементировании скважин с забойными температурами до +300С.

СОСТАВ

Цемент тампонажный CemFrost изготавливают на основе вяжущего вещества, активных полидисперсных кремнеземистых добавок, высокопрочного гипса, и химических реагентов, регулирующих температуру замерзания, прокачиваемость и сроки загустевания тампонажного раствора.

СВОЙСТВА

В настоящее время, в связи с ростом объемов буровых работ в северных районах все большую актуальность приобретает вопрос качественного крепления интервалов многолетнемерзлых пород (ММП).

Промысловый опыт крепления интервалов ММП показывает, что обычные тампонажные портландцементы малопригодны для применения в данных интервалах, так как они не схватываются, а замерзают при температурах ниже нуля, даже с добавками хлористого кальция, а скорость гидратации при температурах ниже 4°С незначительна.

Наименование показателя

CemFrost Lite-4

CemFrost Lite-5

 Плотность тампонажного раствора , г/см3

1,42-1,45

1,52-1,56

 Растекаемость, мм, не менее

180

180

 Водоотделение при температуре +50С, %, не более

2,0

2,0

 Сроки схватывания при температуре +5±20С и атмосферном давлении 0,1 МПа,

 ч-мин

 - начало, не ранее

 - конец, не позднее

 

 

2 – 00

12 – 00

 

 Предел прочности цементного камня при сжатии:

 через 48 часа при температуре +5 ±20С и атмосферном давлении 0,1 МПа, не менее

 

1,0

 

1,5

 Коэффициент морозостойкости цементного камня, не менее

0,85

0,85

 

ПРЕИМУЩЕСТВА

Материалы для отрицательных и низких положительных температур  CemFrost и CemFrost Lite обеспечивают следующие преимущества над базовыми портландцементами при цементировании интервалов многолетнемерзлых пород:

- технологически приемлемые сроки загустевания и схватывания при отрицательных и низких положительных температурах, которые легко регулируются путем изменения дозировки замедлителя схватывания;

-    быстрый набор прочности цементного камня при низких температурах;

-    низкое тепловыделение при гидратации;

-    высокая морозстойкость и водостойкость цементного камня;

-    высокая седиментационная устойчивость тампонжных растворов.

ПРОМЫСЛОВЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ

Промышленное применение цементной тампонажной смеси CemFrost осуществляется с 2011 г на месторождениях полуострова Ямал.

С технологией крепления скважин в интервалах залегания ММП можно ознакомиться подробнее, перейдя по данной ссылке в раздел Технологии

spec-cement.ru

Облегченный тампонажный цемент и способ его получения

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может найти применение при изготовлении облегченных тампонажных цементов для цементирования глубоких нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин в сложных геологических условиях и на месторождениях в поздней стадии разработки, в геологическом разрезе которых имеются поглощающие пласты и пласты, склонные к гидроразрыву. Технический результат - сокращение сроков схватывания и структурообразования раствора при умеренных температурах, повышение прочности камня в ранние сроки твердения, сокращение энергозатрат на предварительную сушку облегчающих добавок. Облегченный тампонажный цемент, включающий клинкер, природный гипс двуводный, облегчающую добавку, содержит в качестве облегчающей добавки трепел или диатомит, или глиеж и дополнительно силикагель, имеет удельную поверхность 700-900 м2/кг и грансостав, характеризующийся остатком на ситах: 0,315-0,1%; 0,25-0,1%; 0,16-0,2%; 0,1-1,5%; 0,08-2,1% и проходом через сито 0,08 - остальное, при следующем соотношении компонентов, мас.%: клинкер - 55-63, указанный гипс - 5,5, облегчающая добавка - 30-38, силикагель - 1-1,5. Способ получения указанного облегченного цемента включает совместный помол клинкера с температурой 300-350°С, гипса двуводного с влажностью 10-12%, облегчающей добавки с влажностью 15-18% и силикагеля до указанной поверхности и получения указанного грансостава. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к тампонажным материалам, и может быть использовано при цементировании глубоких скважин на месторождениях, имеющих поглощающие пласты и пласты, склонные к гидроразрыву.

В настоящее время для крепления скважин в указанных условиях используют облегченные тампонажные цементы. Технологическая практика показывает, что наилучший результат при креплении скважин достигается при использовании цементов, содержащих облегчающие добавки. Наиболее перспективным является применение облегчающих добавок на базе неорганического сырья, в частности высокодисперсных кремнийсодержащих веществ.

Известен облегченный тампонажный цемент [1, 2, 3], получаемый совместным помолом портландцемента с облегчающими добавками. При данном способе получения цемента облегчающие добавки требуют предварительной сушки. Кроме того, происходит двойное измельчение портландцемента, повышающее энергозатраты при получении цемента. Кроме того, сроки их хранения не превышают 3 месяцев.

Известна тампонажная композиция и способ ее получения [4]. Способ получения заключается в том, что облегчающую добавку, в качестве которой используется резиновая крошка, предварительно замачивают в жидком стекле, затем смешивают с цементом с последующей выдержкой в течение 3-24 часов при 80-90°С и полученный продукт измельчают в дезинтеграторе до крупности портландцемента.

Данный способ требует дополнительного оборудования и длительного времени (до 24 часов) для выдерживания указанной массы при температуре 80-90°С, что приводит к удорожанию стоимости цемента.

Известен способ приготовления дисперсно-армированного тампонажного материала [5], отличающийся тем, что с целью повышения прочности, ударной стойкости камня смешение ингредиентов портландцемента, лигносульфоната и асбеста производят при одновременном измельчении их в шаровой мельнице в течение 25-45 мин. Недостатком этого способа является необходимость предварительной сушки асбеста и повторный помол портландцемента.

Известен способ получения тампонажных цементов [6, 7]. По этому способу совместный помол охлажденного клинкера (с влажностью 1,0-1,5%), воздушно-сухого гипса (с влажностью не более 10-12%) и добавок не более 5-7% (с влажностью 6-10%) до 10% и шлака (с влажностью 12-15%) до удельной поверхности 280-300 кв.м/кг. Недостатком способа является дополнительная сушка материалов перед помолом.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является облегченный тампонажный цемент, включающий, мас.%: природный двуводный гипс 3-8%, облегчающую добавку - трепел, диатомит, опоку 5-20, цементный клинкер - остальное. Цемент получают совместным помолом указанных компонентов до остатка на сите 008 5-10% [8].

Недостатком способа является дополнительная сушка материалов перед помолом, увеличение выброса твердой пыли в атмосферу, недостаточно низкая плотность раствора и низкая прочность получаемого цементного камня, а также и низкий срок хранения цемента.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что облегченный тампонажный цемент, включающий клинкер, природный гипс двуводный, облегчающую добавку, отличается тем, что он содержит в качестве облегчающей добавки трепел или диатомит, или глиеж и дополнительно силикагель, имеет удельную поверхность 700-900 кв.м/кг и гранулометрический состав, характеризующийся остатком на ситах: 0,315-0,1%; 0,25-0,1%; 0,16-0,2%; 0,1-1,5%; 0,08-2,1% и прошедших через сито 0,08 - остальное, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: клинкер 55,0-63,0; гипс 5,5; облегчающая добавка 30,0-38,0; силикагель 1,0-1,5.

Способ получения облегченного тампонажного цемента по пункту 1, включающий совместный помол клинкера с температурой 300-350°С, двуводного гипса с влажностью 10-12%, облегчающие добавки с влажностью 15-18% и силикагеля до удельной поверхности 700-900 кв.м/кг и гранулометрического состава, характеризующегося остатком на ситах: 0,315-0,1%; 0,25-0,1%; 0,16-0,2%; 0,1-1,5%; 0,08-2,1% и проходом через сито 0,08 - остальное.

Таким образом, в предлагаемом изобретении используется новый ингредиент и новая технология, что дает основание утверждать о соответствии предлагаемого решения критерию «новизна».

В научно-технической и патентной литературе ранее не приводились сведения об использовании комплексной технологии получения облегченных цементов, включающей в качестве облегчающей добавки силикагель, и помол ингредиентов с горячим клинкером. Применение силикагеля обеспечивает повышение сроков хранения цемента за счет снижения естественной влажности цемента и уменьшения его комкования.

Использование при помоле цемента горячего клинкера позволяет получить неизвестный ранее эффект выгорания органических остатков, содержащихся в добавках. Это приводит к увеличению активного аморфного кремнезема, что в свою очередь способствует сокращению времени структурообразования и повышению прочности камня в ранние сроки твердения. Кроме того, наблюдается высушивание облегчающих добавок в процессе помола и, как следствие, повышение удельной поверхности получаемого цемента, что обеспечит требуемый результат - понижение плотности цементного раствора при сохранении высокой прочности получаемого камня.

Таким образом, сказанное выше указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».

В предлагаемом изобретении использовались:

Клинкер Стерлитамакского ОАО «Сода»;

Трепел Брянского месторождения;

Диатомит Инзенского месторождения;

Глиеж (глина естественная жженая) Кумертауского угольного разреза;

Силикагель технический.

Пример реализации изобретения.

Клинкер с температурой 300-350°С подается в шаровую мельницу, в которую через дозаторы в необходимых количествах подаются ингредиенты: облегчающие добавки с влажностью по мас.% 15-18, двуводный гипс с влажностью 10-12% и силикагель. В шаровой мельнице происходит измельчение компонентов до удельной поверхности 700-900 кв.м/кг и получение цемента с заданным гранулометрическим составом.

В качестве примера рассмотрим технологию приготовления облегченного тампонажного цемента, состав 2 таблицы.

Для приготовления облегченного цемента было взято 5500 г цементного клинкера с температурой 330°С, 550 г природного двуводного гипса с влажностью 12%, 3800 г трепела с влажностью 17% и 150 г силикагеля. Смесь размалывалась в лабораторной шаровой мельнице со специально подобранными размерами шаров до удельной поверхности 850 кв.м/кг. При этом гранулометрический состав смеси характеризовался остатком на ситах: 0,315-0,1%; 0,25-0,1%; 0,16-0,2%; 0,1-1,5%; 0,08-2,1%, проход через сито 0,08 - 96%.

Из полученного облегченного цемента готовился раствор с водоцементным отношением 0,9, у которого определялись растекаемость, плотность. Из раствора готовились образцы для испытания на изгиб и сжатие. Испытания полученного облегченного цемента проводились согласно ГОСТ 1581-96. Результаты испытаний данной пробы приведены в таблице.

В этой же таблице даны технологические параметры облегченного тампонажного цемента, полученного по предлагаемому способу с другими облегчающими добавками. В этой же таблице приведены результаты испытаний прототипов.

Таким образом, приведенный пример реализации изобретения показывает его соответствие критерию «практическая применимость». На буровой из данного облегченного тампонажного цемента по общепринятой технологии готовят тампонажный раствор.

Из таблицы видно, что цементы, полученные по предлагаемому способу, имеют достаточную прочность уже в первые сутки твердения, а на вторые сутки прочность камня увеличивается до 1,1 МПа, против 0,4 МПа у прототипа. Сроки структурообразования сокращаются до 2 ч 15 мин, против 6-7 часов у прототипа. Сроки сохранности технологических свойств увеличиваются до 6 месяцев. Технологические параметры облегченного цемента удовлетворяют требованиям ГОСТ 1581-96.

Применения клинкера с температурой 300-350°С приводит к экономии энергозатрат, т.е. экономия тепла составляет 1100-1240 ккал/кг влаги.

Состав облегченного цемента, %Удельн. поверх., кв.м/кгВодо-смесевоеотношениеРастекаемость,ммПлотность, кг/м3Сроки схватывания при 20°С, ч-минВремя структурообразования, ч-минПрочность на изгиб при 20°С ч/з суткиВремя сохранности,мес.
клинкергипссиликагельОблегчающие добавки
диатомиттрепелглиежначалоконец12
1555,51,538--900122014807-309-452-150,30,85
2555,51,5-38-8500,921515105-458-052-200,41,16
3635,51,5--307000,8522515807-4510-302-450,30,755
Прототип
4555-2% хлорид кальция28% зола-унос---1510---0,43
5555-2% хлорид кальция2018% зола-унос--2001620----1,63

Источники информации

1. Каримов Н.Х. Хахаев Б.Н., Запорожец Л.С., Липсон Т.А., Губкин Н.А., Рахматуллин Т.С. Тампонажные смеси с аномальными пластовыми давлениями. М.: Недра, 1977, 190 с.

2. Данюшевский B.C. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов. М.: Недра, 1979, 281 с.

3. Луценко Н.А., Образцов О.Н. Тампонажные растворы пониженной плотности. - М.: Недра, 1972, 141 с.

4. Данюшевский B.C., Каримов Н.Х. Тампонажная композиция и способ ее получения. Авторское свидетельство №637355, С 04 В 7/38, 15.12.1978, бюл. №46.

5. Мариампольский Н.А., Дзежаев В.Г. и др. Авторское свидетельство №423725, 4 Е 21 В 33/138. Способ приготовления армированного тампонажного материала, 15.09.1988, бюл. №34.

6. Бутт Ю.М., Окороков С.Д., Сычев М.М., Тимашев В.В. Технология вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1995, 619 с.

7. Дуда В. Цемент. М.: Стройиздат, 1981, 464 с.

8. Патент RU 2208130. Тампонажный материал облегченный, БИ №19, 2003.

1. Облегченный тампонажный цемент, включающий клинкер, природный гипс двуводный, облегчающую добавку, отличающийся тем, что он содержит в качестве облегчающей добавки трепел, или диатомит, или глиеж и дополнительно силикагель, имеет удельную поверхность 700-900 м2/кг и гранулометрический состав, характеризующийся остатком на ситах: 0,315-0,1%; 0,25-0,1%; 0,16-0,2%; 0,1-1,5%; 0,08-2,1% и проходом через сито 0,08 - остальное, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Клинкер55-63
Указанный гипс5,5
Облегчающая добавка30-38
Силикагель1-1,5

2. Способ получения облегченного тампонажного цемента по п.1, включающий совместный помол клинкера с температурой 300-350°С, гипса двуводного с влажностью 10-12%, облегчающей добавки с влажностью 15-18% и силикагеля до указанной удельной поверхности и получение указанного грансостава.

www.findpatent.ru

облегченный тампонажный цемент и способ его получения - патент РФ 2292373

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и используется при цементировании глубоких скважин в сложных геологических условиях и на месторождениях на поздней стадии разработки, в геологическом разрезе которых имеются поглощающие пласты и пласты, склонные к гидроразрыву. Технический результат - снижение плотности цементного раствора до 1300-1400 кг/м3, уменьшение водоотделения, водоотдачи раствора, повышение прочности и коррозионной стойкости цементного камня для качественного цементирования нефтяных и газовых скважин в сложных геологических условиях. Облегченный тампонажный цемент, включающий смесь портландцемента, золы или трепела, дополнительно содержит микросферы диаметром не более 0,5 мм, а указанная смесь имеет удельную поверхность 9000-12000 см2/г при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 70-85, зола или трепел 10-17, алюмосиликатные микросферы диаметром не более 0,5 мм 5-13. В способе получения облегченного тампонажного цемента путем смешения портландцемента, золы или трепела, для получения вышеуказанного облегченного тампонажного цемента измельчают портландцемент с удельной поверхностью 2000-2200 см2/г с золой или трепелом в дезинтеграторе до удельной поверхности 9000-12000 см2/г при скорости соударения частиц 90-140 м/с и частоте ударов 4-5 за 10-3 с, а затем полученную смесь перемешивают с алюмосиликатными микросферами, диаметром не более 0,5 мм в смесителях-шнеках или барабанах до равномерного состава. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к тампонажным материалам, и может быть использовано при цементировании глубоких скважин на месторождениях, имеющих поглощающие пласты и пласты, склонные к гидроразрыву.

В настоящее время для крепления скважин в указанных условиях используют облегченные тампонажные цементы. Технологическая практика показывает, что наилучший результат при креплении скважин достигается при использовании цементов, содержащих облегчающие добавки. Наиболее перспективным является применение облегчающих добавок на базе неорганического сырья, в частности высокодисперсных кремнийсодержащих веществ.

Известен облегченный тампонажный цемент, получаемый на основе портландцемента и трепела в соотношении 60:40 [1]. Данный цемент формирует камень с достаточной прочностью лишь при температуре не ниже 40°С.

Известен также облегченный тампонажный цемент [2] на основе клинкера, трепела и гипса, полученный их совместным помолом в шаровой мельнице при соотношении компонентов, мас.%: клинкер 55, трепел 40, гипс 5.

Этот цемент также при температурах ниже 40°С формирует камень с низкой прочностью.

Известен также облегченный тампонажный цемент [1] на основе тампонажного портландцемента и золы ТЭЦ мас.%: (60:40), (50:50). Недостатком данного цемента является повышенная для облегченных цементов плотность 1600-1650 кг/м3, также формирует камень с низкой прочностью при температурах ниже 40°С, и большая водоотдача тампонажного раствора из этого цемента.

Известна облегченная тампонажная смесь [3], включающая портландцемент в мас.% (90-98), вспученный вермикулитовый песок мас.% (1-5), алюмосиликатные микросферы - остальное. Недостатком этой тампонажной смеси является повышенная плотность раствора 1500-1640 кг/м 3 и несовершенная технология приготовления. При таких малых количествах добавок по предлагаемой технологии трудно приготовить равномерно перемешанную смесь, что приведет к колебаниям плотности раствора от 1500 до 1750 кг/м3.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является облегченный тампонажный цемент, который получен из смеси, содержащей портландцемент, золу или трепел, или диатомит, или опоку. Указанный цемент готовят смешением его компонентов [4]. Недостатком этого цемента является низкая плотность раствора и низкая прочность получаемого цементного камня.

Целью настоящего изобретения является снижение плотности тампонажных растворов из облегченного цемента и повышение прочности получаемого из них камня.

Поставленная цель достигается следующим.

1. Облегченный тампонажный цемент, включающий смесь портландцемента, золы или трепела, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюмосиликатные микросферы диаметром не более 0,5 мм, а указанная смесь имеет удельную поверхность 9000-12000 см2/г при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент70-85
зола или трепел10-17
алюмосиликатные микросферы диаметром не более 0,5 мм5-13

2. Способ получения облегченного тампонажного цемента путем смешения портландцемента, золы или трепела, отличающийся тем, что для получения облегченного тампонажного цемента по п.1 измельчают портландцемент с удельной поверхностью 2000-2200 см 2/г с золой или трепелом в дезинтеграторе до удельной поверхности 9000-12000 см2/г при скорости соударения частиц 90-140 м/с и частоте ударов 4-5 за 10-3 с и затем полученную смесь перемешивают с алюмосиликатными микросферами диаметром не более 0,5 мм в смесителях-шнеках или барабанах до равномерного состава.

Таким образом, в предлагаемом изобретении используется новый ингредиент и новая технология, что дает основание утверждать о соответствии предлагаемого решения критерию «новизна».

В научно-технической и патентной литературе ранее не приводились сведения об использовании комплексной технологии получения облегченных цементов, включающей дезинтеграторную обработку грубомолотого цемента с облегчающей добавкой, и последующее смешение полученного продукта с алюмосиликатными микросферами определенного размера. Применение дезинтеграторной обработки грубомолотого цемента совместно с облегчающими добавками невысокой прочности позволяет получить неизвестный ранее эффект дополнительного помола добавки за счет их дробления в результате соударения с относительно крупными частицами цемента. При смешении полученной смеси с алюмосиликатными микросферами в смесительных устройствах возникает опасность их разрушения, поэтому ограничение размера алюмосиликатных микросфер позволяет сохранить их целостность и обеспечит требуемый результат - понижение плотности цементного раствора.

Таким образом, сказанное выше указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».

В предлагаемом изобретении использовались: зола ТЭЦ, имеющая в своем составе вес.%: SiO 2 54-56; Al2О3 26,7-28,7; F2О3 4,6-6,6; CaO 3,6-5,6; MgO 1,4-3,4; SO3 2,5-3,0. Зола ТЭЦ представляет собой серый мелкозернистый порошок, частично содержащий алюмосиликатное стекло сферической формы и игольчатые кристаллы алюмосиликатов Al2 O3 SiO2 и муллита 3Al 2О3 2SiO2, сформированные внутри стеклянных сфер, что значительно увеличивает прочность микросфер. Плотность золы ТЭЦ равняется 2050-2200 кг/м3, удельная поверхность 2500-3000 см2/г, объемный вес в сухом виде 800-900 кг/м3.

Трепел представляет собой активную гидравлическую добавку осадочного происхождения - рыхлая горная порода, состоящая из микроскопических округлых зерен и содержащая кремнезем, главным образом в аморфном состоянии, имеющая в своем составе вес.%: SiO 2 - 70-79; Al2О3 - 5,0-7,5; F2О3 - 2-4; CaO - 4,5-4,8; MgO - 0,8-2; SO3 - 0,1-2; ппп - 6-10, активность по ГОСТ CaO 270-320. Плотность 2300 кг/м3, удельная поверхность 20000 см2/г, объемный вес трепелов равен 850 кг/м3. При размешивании с водой образуется трепельное молоко или тесто.

Алюмосиликатные микросферы, имеющие в своем составе вес.%: SiO2 - 55; Al2О3 - 25,5; F 2О3 - 6; CaO - 1,7; MgO - 1,412; К2О - 5,2; Na2O - 1,07, представляет собой легкий сыпучий порошок из отдельных полых частиц сферической формы диаметром не более 0,5 мм, плотность которого составляет 300-350 кг/м3. Прочность оболочки на разрушение при гидравлическом давлении 35 МПа.

Пример реализации изобретения.

Состав готовят следующим образом: цемент грубого помола, золу ТЭЦ совместно или цемент грубого помола, трепел совместно измельчают в дезинтеграторе при скорости соударения частиц 90-140 м/с при частоте ударов 10-3 с до удельной поверхности 9000-12000 см2/г. Затем в полученную смесь (цементно-трепельную или цементно-зольную) вводятся микросферы диаметром не более 0,5 мм и перемешивается в щадящем режиме в барабане-смесителе или в шнеках в необходимых соотношениях.

В качестве примера рассмотрим технологию приготовления облегченного тампонажного цемента состав 8 табл.1.

Для приготовления облегченного цемента было взято 750 г цемента с удельной поверхностью 200 см2/г и 170 г золы. Смесь подвергли обработке в дезинтеграторе при скорости соударения частиц 140 м/с. Затем определили удельную поверхность полученной смеси, которая составила 12000 см2/г. Далее в смесь добавили 130 г алюмосиликатных микросфер, перемешали приготовленную смесь, получив облегченный цемент. Из данного облегченного цемента готовился раствор с водоцементным отношением 0,7, у которого определялись растекаемость, плотность, водоотделение и водоотдача. Из раствора готовились образцы для испытания на изгиб и сжатие. Испытания полученного облегченного цемента проводились согласно ГОСТ 1581-96. Сила сцепления цементного камня с металлом определялась по выдавливанию цементного камня из металлической гильзы. Результаты испытаний данной пробы приведены в табл.1.

В табл.1, 2 даны технологические параметры облегченного тампонажного цемента, полученного по предлагаемому способу. В этих же таблицах приведены результаты испытаний прототипов.

Таким образом, приведенный пример реализации изобретения показывает его соответствие критерию «практическая применимость». На буровой из данного облегченного тампонажного цемента по общепринятой технологии готовят тампонажный раствор.

Из таблиц видно, что разработанные по предлагаемому способу облегченные тампонажные цементы цемент-зола-микросферы и цемент-трепел-микросферы при температурах 20±2°С и 75°С имеют прочность на изгиб в пределах 2,6-3,3 МПа при температуре 20±2°С и 3,3-4,5 МПа при 75°С, что значительно превосходит предел прочности на изгиб облегченных тампонажных цементов по ГОСТ 1581-96.

Облегченный тампонажный цемент, полученный по предлагаемому способу, обеспечивает высоту подъема раствора до проектного уровня при наличии поглощающих пластов и пластов, склонных к гидроразрыву. Его применение дает хорошее качество цементирования глубоких нефтяных и газовых скважин. Раствор из этого цемента седиментационно-устойчив (водоотделение 0-0,1 мл), что предотвращает образование водяных поясов и каналов в заколонном пространстве. Раствор имеет низкую водоотдачу 17-25 см3/30 мин для состава цемент-трепел-микросферы и 30-50 см3/30 мин для состава цемент-зола-микросферы.

При плотности раствора 1300-1450 кг/м3 и указанной водоотдаче значительно уменьшается загрязнение продуктивных пластов фильтратом цементного раствора, значительно снижается стоимость работ за счет исключения химических реагентов, используемых для снижения водоотдачи и обеспечения стабильности цементного раствора.

Камень из облегченного цемента, полученного по предлагаемому способу, коррозионно-стоек в агрессивных пластовых флюидах. Испытания, проведенные в промышленном газопроводе (содержание сероводорода 2,7%) и в нефтяной скважине (содержание сероводорода 3,5%), показали, что коэффициент стойкости в обоих случаях составил 0,9-1,3, т.е. камень сохранил прочность без разрушения в течение времени испытания (2 года).

Сроки загустевания и схватывания тампонажного раствора легко регулируются известными и доступными замедлителями или ускорителями сроков схватывания.

Источники информации

1. Трусов С.Б. Легкие и облегченные тампонажные цементы, М., ВНИИОЭНГ, 1990. с.62.

2. RU 2123984 C1, 27.12.1998. SU 833691 A, 30.05.1981. SU 1715745 А1, 28.02.1992. US 5084103 A, 28.01.1992. US 4990199 A, 05.02.1991.

3. Вяхирев В.И. и др. Патент РФ 2187621, 20.08.202, бюл. изобр. №23.

4. Данюшевский B.C. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М., "Недра", 1987. с.102-119.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Облегченный тампонажный цемент, включающий смесь портландцемента, золы или трепела, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюмосиликатные микросферы диаметром не более 0,5 мм, а указанная смесь имеет удельную поверхность 9000-12000 см 2/г при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент70-85
Зола или трепел10-17
Алюмосиликатные микросферы диаметром не более 0,5 мм5-13

2. Способ получения облегченного тампонажного цемента путем смешения портландцемента, золы или трепела, отличающийся тем, что для получения облегченного тампонажного цемента по п.1 измельчают портландцемент с удельной поверхностью 2000-2200 см 2/г с золой или трепелом в дезинтеграторе до удельной поверхности 9000-12000 см2/г при скорости соударения частиц 90-140 м/с и частоте ударов 4-5 за 10-3 с, а затем полученную смесь перемешивают с алюмосиликатными микросферами диаметром не более 0,5 мм в смесителях-шнеках или барабанах до равномерного состава.

www.freepatent.ru

Цемент тампонажный облегченный ГОСТ 1581-96

Главная \ Цемент тампонажный облегченный ГОСТ 1581-96

Общее понятие о цементе тампонажном 

 Цемент - это общее название вяжущего в строительной отрасли, один из важнейших строительных материалов. При затворении водой цемент сначала представляет собой пластичную массу, затем твердеет до состояния камня.  Цемент используется совместно с наполнителями, в виде щебня и песка.

Цемент тампонажный (портландцемент тампонажный) - это разновидность портландцемента, предназначенного для цементирования нефтяных и газовых скважин. Данный цемент изготовляют совместным тонким измельчением клинкера и гипса. По температурному режжиму применения цемент тампонажный вывускается в двух видах: для низких температур до 50°С, например ПЦТ-I-50 и для умеренных температур до 100°С, например ПЦТ-I-100.

Цемент тампонажный облегченный (портландцемент тампонажный облегченный) представляет собой сухую смесь цемента тампонажного и облегчающей добавки. Отсюда и характеристика облегченный в наименовании.  Если у цемента тампонажного плотность составляет 1,7 г/см3, то у облегченного 1,4...1,6  г/см3 с погрешность 0,04 г/см3. Значение плотности зависит от количества в цементе облегчающей добавки.  По требованиям , ее количество в процентном соотношении не должно превышать 70%.

Конкретный тампонажный цемент подбирается с учетом тех условий, в которых он будет применяться. В соответствии с ними рассчитывается и его консистенция. К важным условиям применения тампонажного цемента относятся:

  • температура скважины;
  • объемы выделяемого в ней газа;
  • значения пластового давления;
  • объемы грунтовых вод, воздействующих на ствол скважины;
  • геологические свойства проходимых пород;
  • назначение скважины. 

Цемент тампонажный облегченный, аббревиатура 

Рассмотрим аббревиатуру цемента тампонажного облегченного на примере ПЦТ-III-об-4-50. Аббревиатура ПЦТ - это сокращение портландцемент тампонажный. Об - облегченный. Как вариант, есть еще УТ - утяжеленный. Но в нашем случае, цемент облегченный. III - обозначает цемент с минеральными добавками, регулирующими плотность цементного теста. Добавка, как указано выше комплексная облегчающая. Цифра 4 и является значеним плотности - 1,4. Последняя цифра 50 (могут быть врианты 100 или 150) - это обозначение режима для низких, умеренных и повышенных температур.

Цемент тампонажный облегченный, марки 

ПЦТ-III-об-4-50

 

 

По запросу предоставляется техническая документация на марки цемента тампонажного облегченного.

ПЦТ-III-об-4-100
ПЦТ-III-об-4-150
ПЦТ-III-об-5-50
ПЦТ-III-об-5-100
ПЦТ-III-об-5-150
ПЦТ-III-об-6-50
ПЦТ-III-об-6-100
ПЦТ-III-об-6-150
ОТМ-5
РТМ-50

Упаковка, хранение и отгрузка  цемента тампонажного облегченного

Упаковка цемента производится в МКР по 1 тн со вкладышем. Отгрузка навалом обсуждается в каждом случае индивидуально. Хранится цемент тампонажный на крытом складе на паллетах.Отгрузка мцемента тампонажног производится авто и жд транспортом, по России, странам СНГ и странам дального зарубежья.

Гарантийный срок хранения 

60-90 суток со дня изготовления.

Заявки просим отправлять на электронную почту : [email protected] , [email protected]

или по телефонам: 8-919-393-19-92, 8 (343) 346-76-99

zaoamp.com

Облегченный тампонажный цемент и способ его получения

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к тампонажным материалам, и может быть использовано при цементировании глубоких скважин на месторождениях, имеющих поглощающие пласты и пласты, склонные к гидроразрыву.

В настоящее время для крепления скважин в указанных условиях используют облегченные тампонажные цементы. Технологическая практика показывает, что наилучший результат при креплении скважин достигается при использовании цементов, содержащих облегчающие добавки. Наиболее перспективным является применение облегчающих добавок на базе неорганического сырья, в частности высокодисперсных кремнийсодержащих веществ.

Известен облегченный тампонажный цемент, получаемый на основе портландцемента и трепела в соотношении 60:40 [1]. Данный цемент формирует камень с достаточной прочностью лишь при температуре не ниже 40°С.

Известен также облегченный тампонажный цемент [2] на основе клинкера, трепела и гипса, полученный их совместным помолом в шаровой мельнице при соотношении компонентов, мас.%: клинкер 55, трепел 40, гипс 5.

Этот цемент также при температурах ниже 40°С формирует камень с низкой прочностью.

Известен также облегченный тампонажный цемент [1] на основе тампонажного портландцемента и золы ТЭЦ мас.%: (60:40), (50:50). Недостатком данного цемента является повышенная для облегченных цементов плотность 1600-1650 кг/м3, также формирует камень с низкой прочностью при температурах ниже 40°С, и большая водоотдача тампонажного раствора из этого цемента.

Известна облегченная тампонажная смесь [3], включающая портландцемент в мас.% (90-98), вспученный вермикулитовый песок мас.% (1-5), алюмосиликатные микросферы - остальное. Недостатком этой тампонажной смеси является повышенная плотность раствора 1500-1640 кг/м 3 и несовершенная технология приготовления. При таких малых количествах добавок по предлагаемой технологии трудно приготовить равномерно перемешанную смесь, что приведет к колебаниям плотности раствора от 1500 до 1750 кг/м3.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является облегченный тампонажный цемент, который получен из смеси, содержащей портландцемент, золу или трепел, или диатомит, или опоку. Указанный цемент готовят смешением его компонентов [4]. Недостатком этого цемента является низкая плотность раствора и низкая прочность получаемого цементного камня.

Целью настоящего изобретения является снижение плотности тампонажных растворов из облегченного цемента и повышение прочности получаемого из них камня.

Поставленная цель достигается следующим.

1. Облегченный тампонажный цемент, включающий смесь портландцемента, золы или трепела, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюмосиликатные микросферы диаметром не более 0,5 мм, а указанная смесь имеет удельную поверхность 9000-12000 см2/г при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент70-85
зола или трепел10-17
алюмосиликатные микросферы диаметром не более 0,5 мм5-13

2. Способ получения облегченного тампонажного цемента путем смешения портландцемента, золы или трепела, отличающийся тем, что для получения облегченного тампонажного цемента по п.1 измельчают портландцемент с удельной поверхностью 2000-2200 см 2/г с золой или трепелом в дезинтеграторе до удельной поверхности 9000-12000 см2/г при скорости соударения частиц 90-140 м/с и частоте ударов 4-5 за 10-3 с и затем полученную смесь перемешивают с алюмосиликатными микросферами диаметром не более 0,5 мм в смесителях-шнеках или барабанах до равномерного состава.

Таким образом, в предлагаемом изобретении используется новый ингредиент и новая технология, что дает основание утверждать о соответствии предлагаемого решения критерию «новизна».

В научно-технической и патентной литературе ранее не приводились сведения об использовании комплексной технологии получения облегченных цементов, включающей дезинтеграторную обработку грубомолотого цемента с облегчающей добавкой, и последующее смешение полученного продукта с алюмосиликатными микросферами определенного размера. Применение дезинтеграторной обработки грубомолотого цемента совместно с облегчающими добавками невысокой прочности позволяет получить неизвестный ранее эффект дополнительного помола добавки за счет их дробления в результате соударения с относительно крупными частицами цемента. При смешении полученной смеси с алюмосиликатными микросферами в смесительных устройствах возникает опасность их разрушения, поэтому ограничение размера алюмосиликатных микросфер позволяет сохранить их целостность и обеспечит требуемый результат - понижение плотности цементного раствора.

Таким образом, сказанное выше указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».

В предлагаемом изобретении использовались: зола ТЭЦ, имеющая в своем составе вес.%: SiO 2 54-56; Al2О3 26,7-28,7; F2О3 4,6-6,6; CaO 3,6-5,6; MgO 1,4-3,4; SO3 2,5-3,0. Зола ТЭЦ представляет собой серый мелкозернистый порошок, частично содержащий алюмосиликатное стекло сферической формы и игольчатые кристаллы алюмосиликатов Al2 O3∗ SiO2 и муллита 3Al 2О3∗ 2SiO2, сформированные внутри стеклянных сфер, что значительно увеличивает прочность микросфер. Плотность золы ТЭЦ равняется 2050-2200 кг/м3, удельная поверхность 2500-3000 см2/г, объемный вес в сухом виде 800-900 кг/м3.

Трепел представляет собой активную гидравлическую добавку осадочного происхождения - рыхлая горная порода, состоящая из микроскопических округлых зерен и содержащая кремнезем, главным образом в аморфном состоянии, имеющая в своем составе вес.%: SiO 2 - 70-79; Al2О3 - 5,0-7,5; F2О3 - 2-4; CaO - 4,5-4,8; MgO - 0,8-2; SO3 - 0,1-2; ппп - 6-10, активность по ГОСТ CaO 270-320. Плотность 2300 кг/м3, удельная поверхность 20000 см2/г, объемный вес трепелов равен 850 кг/м3. При размешивании с водой образуется трепельное молоко или тесто.

Алюмосиликатные микросферы, имеющие в своем составе вес.%: SiO2 - 55; Al2О3 - 25,5; F 2О3 - 6; CaO - 1,7; MgO - 1,412; К2О - 5,2; Na2O - 1,07, представляет собой легкий сыпучий порошок из отдельных полых частиц сферической формы диаметром не более 0,5 мм, плотность которого составляет 300-350 кг/м3. Прочность оболочки на разрушение при гидравлическом давлении 35 МПа.

Пример реализации изобретения.

Состав готовят следующим образом: цемент грубого помола, золу ТЭЦ совместно или цемент грубого помола, трепел совместно измельчают в дезинтеграторе при скорости соударения частиц 90-140 м/с при частоте ударов 10-3 с до удельной поверхности 9000-12000 см2/г. Затем в полученную смесь (цементно-трепельную или цементно-зольную) вводятся микросферы диаметром не более 0,5 мм и перемешивается в щадящем режиме в барабане-смесителе или в шнеках в необходимых соотношениях.

В качестве примера рассмотрим технологию приготовления облегченного тампонажного цемента состав 8 табл.1.

Для приготовления облегченного цемента было взято 750 г цемента с удельной поверхностью 200 см2/г и 170 г золы. Смесь подвергли обработке в дезинтеграторе при скорости соударения частиц 140 м/с. Затем определили удельную поверхность полученной смеси, которая составила 12000 см2/г. Далее в смесь добавили 130 г алюмосиликатных микросфер, перемешали приготовленную смесь, получив облегченный цемент. Из данного облегченного цемента готовился раствор с водоцементным отношением 0,7, у которого определялись растекаемость, плотность, водоотделение и водоотдача. Из раствора готовились образцы для испытания на изгиб и сжатие. Испытания полученного облегченного цемента проводились согласно ГОСТ 1581-96. Сила сцепления цементного камня с металлом определялась по выдавливанию цементного камня из металлической гильзы. Результаты испытаний данной пробы приведены в табл.1.

В табл.1, 2 даны технологические параметры облегченного тампонажного цемента, полученного по предлагаемому способу. В этих же таблицах приведены результаты испытаний прототипов.

Таким образом, приведенный пример реализации изобретения показывает его соответствие критерию «практическая применимость». На буровой из данного облегченного тампонажного цемента по общепринятой технологии готовят тампонажный раствор.

Из таблиц видно, что разработанные по предлагаемому способу облегченные тампонажные цементы цемент-зола-микросферы и цемент-трепел-микросферы при температурах 20±2°С и 75°С имеют прочность на изгиб в пределах 2,6-3,3 МПа при температуре 20±2°С и 3,3-4,5 МПа при 75°С, что значительно превосходит предел прочности на изгиб облегченных тампонажных цементов по ГОСТ 1581-96.

Облегченный тампонажный цемент, полученный по предлагаемому способу, обеспечивает высоту подъема раствора до проектного уровня при наличии поглощающих пластов и пластов, склонных к гидроразрыву. Его применение дает хорошее качество цементирования глубоких нефтяных и газовых скважин. Раствор из этого цемента седиментационно-устойчив (водоотделение 0-0,1 мл), что предотвращает образование водяных поясов и каналов в заколонном пространстве. Раствор имеет низкую водоотдачу 17-25 см3/30 мин для состава цемент-трепел-микросферы и 30-50 см3/30 мин для состава цемент-зола-микросферы.

При плотности раствора 1300-1450 кг/м3 и указанной водоотдаче значительно уменьшается загрязнение продуктивных пластов фильтратом цементного раствора, значительно снижается стоимость работ за счет исключения химических реагентов, используемых для снижения водоотдачи и обеспечения стабильности цементного раствора.

Камень из облегченного цемента, полученного по предлагаемому способу, коррозионно-стоек в агрессивных пластовых флюидах. Испытания, проведенные в промышленном газопроводе (содержание сероводорода 2,7%) и в нефтяной скважине (содержание сероводорода 3,5%), показали, что коэффициент стойкости в обоих случаях составил 0,9-1,3, т.е. камень сохранил прочность без разрушения в течение времени испытания (2 года).

Сроки загустевания и схватывания тампонажного раствора легко регулируются известными и доступными замедлителями или ускорителями сроков схватывания.

Источники информации

1. Трусов С.Б. Легкие и облегченные тампонажные цементы, М., ВНИИОЭНГ, 1990. с.62.

2. RU 2123984 C1, 27.12.1998. SU 833691 A, 30.05.1981. SU 1715745 А1, 28.02.1992. US 5084103 A, 28.01.1992. US 4990199 A, 05.02.1991.

3. Вяхирев В.И. и др. Патент РФ 2187621, 20.08.202, бюл. изобр. №23.

4. Данюшевский B.C. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М., "Недра", 1987. с.102-119.

bankpatentov.ru

Цемент облегченный арктический

Предназначен для цементирования глубоких и сверхглубоких нефтяных и газовых скважин с обеспечением хорошей герметизации затрубного пространства. Газонепроницаем. Обладает повышенными адгезионными свойствами. Устойчив к агрессивному воздействию сероводородных и углекислых сред. Добавка хлорида натрия обеспечивает возможность использования таких тампонажных растворов при отрицательных температурах.

 

ЦЕМЕНТ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ОБЛЕГЧЕННЫЙ АРКТИЧЕСКИЙ

ТУ 5734-005-02066492-03

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Связующее

тампонажный арктический цемент ТУ 5736-002-00282205-98

Наполнитель

алюминатные полые микросферы

Температура работ

от - 5 до + 20 °C.

 

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Прочность при изгибе в возрасте 2 суток, МПа

не менее 0,7

Плотность раствора, г/см3

1,40 … 1,60

Растекаемость цементного раствора, мм

180-230

Сроки схватывания:началоконец

не ранее 5 ч.не позднее 12 ч.

Расширение цементного камня в возрасте 2 суток, %

не менее 0,1

Коэффициент водоотделения, %

0

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ:

SiO2

20-24%

CaO

50-55%

Fe2O3

3,5-4,5%

SO3

3,5-4,0%

MgO

не более 5%

Al2O3

8-11%

NaCl

3-3,5%

 

Поставляется железнодорожным транспортом в мягких контейнерах разовых (МКР) весом 800 - 1000 кг.Поставляется железнодорожным транспортом в мягких контейнерах разовых (МКР) весом 800 - 1000 кг.

 

 

speccement.kz


Смотрите также