Розширна полегшена тампонажна суміш

Реферат: Розширна полегшена тампонажна суміш містить базовий цемент і розширну полегшувальну добавку. Як базовий цемент застосовують композиційний цемент пластифікований КЦ V/A-PПл, а як полегшувальну розширну добавку - вапно низькореакційне і бентонітовий глинопорошок. UA 88637 U (54) РОЗШИРНА ПОЛЕГШЕНА ТАМПОНАЖНА СУМІШ UA 88637 U UA 88637 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до будівництва нафтових і газових свердловин, а саме до тампонажних сумішей, які використовують під час цементування обсадних колон для низьких, нормальних та помірних температур в умовах залягання відкладів, схильних до поглинання. Відома полегшена тампонажна суміш, яка містить базовий цемент і як полегшувальну добавку - продукт флотації золи-виносу (А. с. СРСР № 1573141, МПК Е21В 33/138, опубл. 23.06.1990, бюл. № 23). Недоліком даної тампонажної суміші є низька розтічність суспензії, що призводить до швидкого структуроутворення розчину. Відома полегшена тампонажна суміш, що включає базовий цемент, як розширну добавку золу-виносу теплових електростанцій, мікрокремнезем конденсований та модифікований силікат натрію (патент РФ № 2369720, МПК Ε21В 33/00, опубл. 10.10.2009, бюл. № 45). Недоліком даної суміші є недостатнє розширення цементного каменю. Найбільш близькою за технічною суттю і призначенням до запропонованої є розширна тампонажна суміш (А.с. СРСР № 1805209, МПК Ε21В 33/138, опубл. 30.03.1993, бюл. № 12), що містить базовий цемент, полегшувальну добавку - сланцеву золу, розширний матеріал обпечені карбонатні породи. Недоліком розширної тампонажної суміші є недостатня стабільність та відсутність достатнього ефекту розширення. В основу корисної моделі поставлена задача розробити розширну полегшену тампонажну суміш, яка дозволяє забезпечити підвищення якості цементування свердловин за рахунок оптимізації технологічних властивостей тампонажного розчину та формування розширного цементного каменю з покращеними характеристиками міцності. Поставлена задача вирішується тим, що розширна полегшена тампонажна суміш містить базовий цемент та розширну полегшувальну добавку, як базовий цемент застосовують композиційний цемент пластифікований КЦ V/A-P-Пл, як полегшувальну розширну добавку вапно низькореакційне і бентонітовий глинопорошок при наступному співвідношенні компонентів, мас. част.: композиційний цемент КЦ V/A-P-Пл 75-86 вапно низькореакційне 12-20 бентонітовий глинопорошок 2-5. Композиційний цемент КЦ V/A-P-Пл згідно з ДСТУ БВ.2.7-46-96 містить 64-40 % клінкера та 36-60 % мінеральних добавок і додаткових компонентів, а саме: мікрокремнезем (18-30 %), випалену пуцоланову добавку та золу винесення (8-30 %), а також пластифікатор (до 0,3 % від маси суміші). Перевагою композиційного КЦ V/A-P-Пл є те, що він має високу міцність на ранніх стадіях твердіння. Вапно низькореакційне - порошок від білого до світло-сірого кольору. Хімічний склад та відсоткову частку складових вапна низькореакційного наведено в табл. 1: 35 Таблиця 1 Хімічний склад Відсоткова % 40 45 50 частка, CaO+MgO (CaO+MgO) активний СаО MgO СО2 SO2 92,41 87,34 90,70 1,71 1,87 0,40 Вапно низькореакційне дозволяє досягти високого показника розширення цементного каменю. З метою стабілізації тампонажної суміші використовують бентонітовий глинопорошок продукт сушіння і тонкого помелу природного матеріалу - бентонітової глини, що містить не менше 60-70 % мінералів групи монтморилоніту та має високу зв'язувальну властивість, адсорбційну та каталітичну активність. Глинопорошок виготовляють згідно з ТУ 2164-0040013836-2006 "Глинопорошок". Розширну полегшену тампонажну суміш готують наступним чином: в спеціалізованому вузлі сухі компоненти суміші (цемент КЦ V/A-P-Пл, вапно низькореакційне, бентонітовий глинопорошок) змішують у зазначеному співвідношенні до отримання однорідної суміші. Приготовлену однорідну суміш фасують у мішки або транспортують насипом з подальшим використанням під час цементування обсадних колон. Використання розширної полегшеної тампонажної суміші полягає у замішуванні розрахованої кількості сухої суміші у визначеній кількості рідини замішування до досягнення необхідної густини тампонажного розчину. 1 UA 88637 U 5 10 15 Приклад приготування тампонажного розчину на основі розширної полегшеної тампонажної суміші. В цементно-змішувальну машину завантажують необхідну кількість розширної полегшеної тампонажної суміші. За допомогою цементувального агрегату подають рідину замішування у кількості, необхідній для досягнення потрібної густини полегшеного тампонажного розчину 3 (1500-1580 кг/м ) при водосумішевому відношенні 0,88-0,82. Для вирівнювання структурнореологічних параметрів суспензію подають в осереднювальну ємність. Однорідний тампонажний розчин на основі розширної полегшеної тампонажної суміші нагнітають у свердловину. При цьому полегшений тампонажний розчин характеризується наступними 3 параметрами: густина - 1560 кг/м , розтічність - 230 мм, водовідділення - 3,5 мл. Цементування свердловини із застосуванням розширного полегшеного тампонажного розчину проводять за загальноприйнятою технологією. Порівняння характеристик відомої та запропонованої розширної полегшеної тампонажної суміші і розчину на її основі наведено в табл. 2. Властивості тампонажних сумішей тестовано згідно з ДСТУ БВ.2-86-99 "Портландцемента тампонажні. Методи випробувань". Таблиця 2 Порівняльна характеристика відомої та запропонованої розширної полегшеної тампонажної суміші і розчину на її основі Властивості тампонажного розчину та цементного каменю Міцність у віці 2 Розобпечені низьководослангус- розтіч2 діб, МН/м ширенцекарбо- реак- глиновіддіч/ч цева тина, ність, ня, % мент натні ційне порошок лення, згин стиск 3 зола кг/м мм породи вапно мл 75 °С Відома тампонажна суміш (згідно з прототипом) 1 70 20 10 1560 230 >12,5 2,28 6,40 1,2 Запропонована тампонажна суміш 2 78 20 2 1530 230 4,5 2,92 9 30 78 3 86 12 2 1580 250 7,2 3,10 12,0 3,6 4 75 20 5 1530 210 2,0 2,82 11,40 8,5 5 83 12 5 1560 230 3,5 2,95 10,80 3,8 6 82 15 3 1550 225 5,0 3,00 12,40 5,0 Позамежовий діапазон 7 70 25 5 1520 180 20 2 10 6 22 12 0 8 89 8 1 1610 250 >12,5 3,30 14,60 1,4 9 77 15 8 1530 170 1,0 2,40 6,40 5,2 Склад тампонажної суміші, мас. част. 20 25 30 35 Верхня межа вмісту вапна низькореакційного у розширній полегшеній тампонажній суміші складає 20 мас. част. При вмісті вище 20 мас. част. знижуються міцнісні характеристики цементного каменю. Нижня границя низькореакційного вапна у розширній полегшеній тампонажній суміші складає 12 мас. част. При вмісті менше 12 мас. част. зростає густина тампонажного розчину та знижується показник розширення цементного каменю. Верхня границя вмісту бентонітового глинопорошку у розширній полегшеній тампонажній суміші складає 5 мас. част. Вміст бентонітового глинопорошку вище 5 мас. част. призводить до зростання реологічних характеристик тампонажного розчину та зниження міцнісних характеристик цементного каменю. Нижня межа вмісту бентонітового глинопорошку складає 2 мас. част. При вмісті бентонітового порошку менше 2 мас. част. не забезпечується необхідна стабільність тампонажного розчину. Таким чином, запропонована розширна полегшена тампонажна суміш є технологічно зручною для виконання робіт з цементування свердловин. У результаті використання запропонованої розширної полегшеної тампонажної суміші досягається технічний результат корисної моделі - забезпечується підвищення якості цементування свердловин за рахунок оптимізації технологічних властивостей тампонажного розчину та формування розширного цементного каменю з покращеними міцнісними властивостями. 2 UA 88637 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Розширна полегшена тампонажна суміш, що містить базовий цемент і розширну полегшувальну добавку, яка відрізняється тим, що як базовий цемент застосовують композиційний цемент пластифікований КЦ V/A-P-Пл, як полегшувальну розширну добавку - вапно низькореакційне і бентонітовий глинопорошок при наступному співвідношенні компонентів, мас. част.: композиційний цемент КЦ V/A-P-Пл 75-86 вапно низькореакційне 12-20 бентонітовий глинопорошок 2-5. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3