Суміш для тампонування

Изобретение относится к горному делу. Цель - ускорение набора прочности в начальный период гидратации. Состав для тампонирования трещиноватых и 3aKapcT0BaHHbixJ горных пород содержит следующие компоненты при их Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при тампонировании обводненных трещиноватых и закарстованных горных пород. Цель изобретения — обеспечение по вышенной скорости набора прочности тампонажного раствора в и-ачальный период s _что дает возможность создавать тампонажные завесы в закарстозанных породах при высоких напорах пластовых вод. В состав, содержащий глину, портландцемент, силикат натрия и воду, дополнительно перед нагнетанием вводят нерастворимую тонкодисперсную 2-90 соотношении, мас.%: комковая глина 22,3-25,6; портландцемент 3,7—5,0; нерастворимое тонкодисперсное вещество 2,5-7,6; силикат натрия 0,7-0,78; вода остальное. В качестве нерастворимого тонкоднсиерсного вещества м.б. использованы цеолит, диатомит, каолиновый глинопорошок или бентонитовый порошок. Основным механизмом упрочнения смеси является укрепление коа™ гуляционных контактов глинистых частиц, реализующихся при уменьшении свободной воды в растворе. При содержании компонентов в составах меньше нижнего оптимального пределах возникает опасность вымывания раствора из трещин и карстов. При содержании компонентов больше верхнего оптимального предела начальные СНС и пластическая прочность не удовлетворяют условию прокачиваемости. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. дополнительно перед нагнетанием^вводят нерастворимую тонкодисперсную минеральную добавку, обладающую большой удельной поверхностью в пределах 2,0800 м 2 /г и способною адсорбировать большое количество воды. К таким добавкам относятся: цеолит, диатомит, глинопорошок и другие. Вводить добавку следует при следующем соотношении компонентов, мае. 7,: Комовая глина 22,3-25,6; Портландцемент 3,7-5,0; Нерастворимое тонкодисперсное вещество 2,5-7,6; 1536891 бованиям, однако они имеют более выСиликат натрия 0,7-0,78; сокие значения пластической прочносВода Остальное ти через 4 ч стабилизации, достигаюГлиноцементные тампонажные раствощие 60 кііа. • . ры в своем составе содержат около 8Быстрый набор прочности позволяет 10% вяжущего и до 65% воды; количестпри минимальном расходе материалов во воды в 5 - 7 раз превосходит колисоздавать тампонажные завесы в за— чество вяжущего, и образования цекарстованных породах при высоких ментного камня при этом трудно ожидать, поэтому образование гидросили- 10 напорах пластовых вод. катов кальция в глиноцементном растВ то же время, если нет необховоре имеет подчиненное значение. Осдимости добиваться быстрого набора новным механизмом зтірочнения смеси прочности, можно получить раствор с здесь является укрепление коагуляци— обычными характеристиками (прочность онных контактов глинистых частиц, Ї5 через 4 ч 6,0-10,0 кПа) при меньшем реализующихся при уменьшении свободрасходе цемента. v ной воды в растворе за счет связыва'При содержании компонентов в сосния воды в гидратные новообразования, тавах меньше нижнего оптимального адсорбции воды на развитой поверхноспредела возникает опасность вымывати гидратных новообразований, и адния раствора из трещин и карстов в ісорбции воды на развитой поверхности 20 результате динамического напора подминеральной тонкодисперсной фазы, земных вод из—за низких значений (включая глину. начальной пластической прочности и статического напряжения сдвига. ПласАдсорбция воды на поверхности дисІперсной фазы происходит доволно быст- 25 тическая прочность через 10 сут также ниже нормативной. ро, однако с конечной скоростью. В усПри содержании компонентов больловиях 'концентрированных суспензий, ше верхнего оптимального предела накакими являются глиноцементные растчальные СНС и пластическая прочность воры, процесс замедляется, вследствие не удовлетворяют условию прокачиваемалой скорости диффузных процессов, 30 мости и не могут быть применены, неза счет которых будет происходить смотря на хорошие значения прочности перераспределение воды по всему объечерез 4 ч и через 10 сут стабилиму суспензии. зации. Следует ожидать, что при введении ' Приготовление состава осуществляют минеральной добавки суспензия будет 35 следующим образом. медленно, но не быстрее, чем за счет Комовую каолиновую глину при помогидратации вяжущего, загустевать, щи фрезерно-струйной мельнищ>1 (либо Вводить добавку целесообразно вместе другого оборудования) переводят в с вяжущим до введения структурообраглинистый раствор плотностью 1180зователя. При другом порядке введения 3 трудно достичь однородного смешивания 40 1230 кг/м . Цемент предварительно смешивают с минеральной добавкой в Оптимальное содержание компонентов соотношении 4/6 - 6/4 (оптимальным установлено, исходя из необходимых в технологическом соотношении являеттребований к свойствам тампонажных ся соотношение 1:1). Затем в 1 м 3 покомпозиционных систем по их прокачи45 лученного глинистого раствора при инваемости и структурно—механическим тенсивном перемешивании вводят вяжухарактеристикам, установленным "Норщее (цемент + добавка) в количестве мами технологического проектирования" 80 - 180 кг и раствор силиката натрия> ВНТП 6-76. 1430 кг/м3 в колиплотностью 1420 В табл. 1,2,3 приведены сопоста50 честве 10 кг. вительные данные основных параметров тампонажных составов и показатели нормативного документа ("Норму технологического проектирования" ВНТП 6-75) при различных соотношениях компонентов. Как видно из приведенных данных, основные параметры предложенных составов удовлетворяют нормативным тре Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Состав для тампонирования трещи 55 новатых и закарстованных горных пород, содержащий комовую глину, вяжущее, структурообразователь и минеральную ^добавку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 5 1536891 Нерастворимое тончто, с целью ускорения набора прочкодисперсное вености в начальный период гидратации, щество 2,5-7,6 раствор в качестве вяжущего содержит Силикат натрия 0,7-0,78 портландцемент, в качестве структуроВода Остальное образователя - силикат натрия, а в 2. Состав по п. 1, о т л и ч а гакачестве минеральной добавки - нерастщ и й с я тем, что в качестве неворимое, тонкодисперсное вещество растворимого тонкодисперсного рещест при следующем соотношении компоненва использованы цеолит или диатомит, тов, мас.%: или каолиновый глииопорошок, или бен Комовая глина 22,3-25,6 тонитовый порошок, Портландцемент 3,7-5,0 Т а б л и ц а 1 Сопоставительные данные структурно-механических характеристик предлагаемого состава с добавкой молотого диатбмита, предъявляемых нормами ВНТП 6-76 Граничные условия Содержание, мас.% * • Выше верхнего предела Верхний предел Оптимальное соотношение компонентов Нижний предел Ниже 4 нижнего предела Требования по ВНТП 6-76 Пластическая прочность, кПа, через глина цемент диатомит жидкое стекло 1 мин 4 ч 10 сут 26,0 25,6 3,5 5,0 8,0 7,6 0,82 0,78 0,57 0,49 55,6 36,4 139,1 364,0 23,7 22,3 4.5 3,7 А,5 2,5 0,74 0,70 0,38 0,15 18;8" 7,6 447,8 150,4 22,0 3,2 2,0 0,66 0,13 5,1 0,15-0,5 142,4 150,0 Т а б л и ц а 2 Сопоставительные Дранные структурно-механических характеристик'предлагаемого состава с добавкой бентонитового порошка и требований, предъявляемых нормами В Т 6-76 НП Граничные условия Содержание, мас.% Пластическая прочность, кПа, через , 1 мин Выше верхне го предела Верхний предел Оптимальное соотношение компо*нентов Нижние предел Ниже нижнего предела 4 ч 10 сут глина цемент бенто- силикат натрия нит 26,0 25,6 5,5 5,0 8,0 7,6 0,82 0,78 0,84 0,49 46,8 41,0 144,2 234,0 23,7 22,3 4,5 3,7 4,5 2,5 0,74 0,70 0,34 0,16 44,2 19,8 352,0 152,0 22,0 3,2 2,0 0,66 0,13 4,8 134,0 8 1536891 Т а б л и ц а З Сопоставительные данные структурно-механических характеристик предлагаемого состава с добавкой каолинового глинопорошка, смеси по прототипу и требований, предъявляемых нормами БЬТП 6-76 • Содержание?, мае. L Граничные условия жидкое стекло глина Выше верхнего предела Верхний предел Оптимальное соотношение Нижний предел Ниже нижнего предела Требования норм ВНТП 6-76 цемент глинопорошок 26,0 25,6 5,5 5э0 23,7 22,3 4,5 4 0,74 3,7 2 5 0,7 • 22,0 3,2 2 0 0,66 8 8 7 6 0,82 0,78 Пластическая прочность, кПа, через 1 мин 4 ч 10 су т 0,62 0,5 73,0 69,2 163,4 198,3 0,44 0,16 35,9 14,4 253,1 151,2 0,11 5,9 89,9 0,15--о,5 — Редактор Г.МозжРчкова Составитель Л.Березкина Техред М.Ходанич Корректор И.Мускд Заказ 340/ДСП Тираж 317 150,0 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при РКНТ СССР 1 13035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101