RU2601878C1 - Grouting mortar - Google Patents
Grouting mortar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601878C1 RU2601878C1 RU2015137813/03A RU2015137813A RU2601878C1 RU 2601878 C1 RU2601878 C1 RU 2601878C1 RU 2015137813/03 A RU2015137813/03 A RU 2015137813/03A RU 2015137813 A RU2015137813 A RU 2015137813A RU 2601878 C1 RU2601878 C1 RU 2601878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- grouting
- chloride
- oil
- sodium silicate
- Prior art date
Links
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 title abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 15
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 12
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- WALYXZANOBBHCI-UHFFFAOYSA-K magnesium sodium trichloride hydrate Chemical compound O.[Cl-].[Na+].[Mg+2].[Cl-].[Cl-] WALYXZANOBBHCI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 4
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 125000003258 trimethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 claims abstract description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 27
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 20
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 14
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 9
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 13
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 5
- -1 mikrodur Substances 0.000 abstract description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 9
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 9
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- XMUBEPVSEUVEBW-VFUOTHLCSA-N 2,2,2-trifluoro-n-[(2r,3r,4s,5s,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]acetamide Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](NC(=O)C(F)(F)F)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O XMUBEPVSEUVEBW-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910001578 chloride mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Mg+2].[Si+4] ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/426—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells for plugging
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
- C09K8/48—Density increasing or weighting additives
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к области ремонта и ликвидации скважин в условиях соленосных отложений с присутствием сероводорода, а именно к сероводородостойким тампонажным растворам, используемым для крепления обсадных колонн, установки отсекающих мостов и создании флюидоупорных изоляционных покрышек в интервалах, вскрывших пласты с аномально высоким пластовым давлением (АВПД) и наличием до 20-25% агрессивных компонентов сероводорода и углекислого газа.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the field of repair and liquidation of wells in conditions of saline deposits with the presence of hydrogen sulfide, namely, hydrogen sulfide-resistant cement slurries used for attaching casing strings, installing cut-off bridges and creating fluid-proof insulating covers at intervals that revealed formations with abnormally high reservoir pressure (AVPD) and the presence of up to 20-25% of the aggressive components of hydrogen sulfide and carbon dioxide.
Известен тампонажный материал для установки мостов в скважине, пробуренной на инвертно-эмульсионном буровом растворе (варианты) по патенту RU №2525408, содержащий, по первому варианту, масс.ч.: портландцемент тампонажный - 95,0-97,0, расширяющую добавку - гидросульфоалюминат кальция - 3,0-5,0, понизитель фильтрации - 0,1-0,5, НПАВ - 0,1-3,0, пластификатор - 0,01-0,5, пеногаситель - 0,2-0,4, хлорид кальция - 0,01-6,0, вода - 0,4-0,52, а по второму варианту дополнительно содержит ПАВ4 или ПАВ6 - 0,05-1,0, при этом массовое соотношение НПАВ и ПАВ4 или ПАВ6 составляет 65:35 соответственно.Well-known grouting material for installing bridges in a well drilled on an invert-emulsion drilling mud (options) according to patent RU No. 2525408, containing, according to the first embodiment, mass parts: cement Portland cement - 95.0-97.0, expanding additive - calcium hydrosulfoaluminate - 3.0-5.0, filtration reducer - 0.1-0.5, nonionic surfactants - 0.1-3.0, plasticizer - 0.01-0.5, antifoam - 0.2-0, 4, calcium chloride - 0.01-6.0, water - 0.4-0.52, and in the second embodiment additionally contains surfactant 4 or surfactant 6 - 0.05-1.0, while the mass ratio of nonionic surfactant and surfactant 4 or surfactant 6 is 65:35 respectively.
Данный тампонажный материал имеет следующие недостатки:This grouting material has the following disadvantages:
- не имеет коррозионной стойкости в среде сероводорода;- does not have corrosion resistance in the environment of hydrogen sulfide;
- обладает невысокой эффективностью в проведении изоляционных и ремонтных работ из-за слабой текучести и фильтруемости в пустоты, каналы, трещины.- It has low efficiency in conducting insulation and repair work due to poor fluidity and filterability in voids, channels, cracks.
Известен тампонажный состав для установки зарезных опорных мостов по патенту RU №2434923, содержащий, масс.%: портландцемент - 65,3-70,4, микродур - 0,72-7,6, поликарбоксилат Melflux F - 0,02-0,23, полицем ДФ - 0,07-0,15, полиоксихлорид алюминия - 0,06-0,53 и хлорид кальция - 0,24-2,12 при их массовом соотношении 1:4, вода техническая - 24,1-28,5.A well-known grouting composition for the installation of suspension support bridges according to patent RU No. 2434923, containing, wt.%: Portland cement - 65.3-70.4, microdur - 0.72-7.6, polycarboxylate Melflux F - 0.02-0, 23, police DF - 0.07-0.15, aluminum polyoxychloride - 0.06-0.53 and calcium chloride - 0.24-2.12 with a mass ratio of 1: 4, industrial water - 24.1-28 ,5.
Данный тампонажный состав, в основе вяжущего вещества которого портландцемент и микродур с добавками пластификатора и пеногасителя, регулируемые хлоридными минеральными солями, имеет следующие недостатки:This grouting composition, which is based on Portland cement and microdur with additives of plasticizer and antifoam, regulated by chloride mineral salts, has the following disadvantages:
- низкая флюидопроникающая способность при установке изоляционных экранов при ремонте поврежденных обсадных колонн или ликвидации стволов скважин вследствие высоких значений размеров частиц портландцемента, которые в 6-10 раз более частиц микродура, имеющего размеры частиц 2-6 мкм;- low fluid penetrating ability when installing insulating screens when repairing damaged casing strings or eliminating wellbores due to high particle sizes of Portland cement, which are 6-10 times larger than microdur particles having particle sizes of 2-6 microns;
- ограниченно может быть применен в скважинах с повышенными и высокими температурами.- it can be limitedly applied in wells with elevated and high temperatures.
Наиболее близким к предлагаемому решению является тампонажный раствор по патенту RU №2537679, содержащий, масс.%: микродур - 14,54-37,32, хлористый кальций - 2,93-4,01, нитрилтриметиленфосфоновую кислоту (НТФ) - 0,13-0,18, воду - 36,42-49,65, карбонат калия - 11,04-15,05, хлористый барий - 5,52-7,52, рассол хлористого магния - бишофит - 6,37-8,69, суперпластификатор С-3 - 0,27-0,36.Closest to the proposed solution is cement grout according to patent RU No. 2537679, containing, wt.%: Microdur - 14.54-37.32, calcium chloride - 2.93-4.01, nitrile trimethylene phosphonic acid (NTP) - 0.13 -0.18, water - 36.42-49.65, potassium carbonate - 11.04-15.05, barium chloride - 5.52-7.52, brine of magnesium chloride - bischofite - 6.37-8.69 , superplasticizer C-3 - 0.27-0.36.
Данный тампонажный раствор имеет следующие недостатки:This grouting mortar has the following disadvantages:
- ограничен для изоляции перемежающихся нефтяных и водоносных пропластков, требующих в последующем их солянокислотных обработок;- limited for the isolation of intermittent oil and aquiferous interlayers, which subsequently require their hydrochloric acid treatments;
- слабый контакт с песчано-глинистыми породами.- weak contact with sandy clay rocks.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей тампонажного раствора и области его применения путем повышения флюидоупорности и долговечности тампонажного камня при контакте с водой, нефтью, углекислым газом в условиях проявлений сероводорода.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the grout and the field of its application by increasing the fluid resistance and durability of the groutstone in contact with water, oil, carbon dioxide under conditions of manifestations of hydrogen sulfide.
Задача решается за счет того, что тампонажный раствор включает хлористый кальций, хлористый барий, рассол хлористого магния, воду, микродур, суперпластификатор С-3, нитрилтриметиленфосфоновую кислоту (НТФ), силикат натрия, этилсиликат-40, поверхностно-активное вещество (ПАВ)-сульфанол при следующем соотношении компонентов, масс.%.:The problem is solved due to the fact that the cement slurry includes calcium chloride, barium chloride, brine of magnesium chloride, water, microdur, superplasticizer C-3, nitrile trimethylene phosphonic acid (NTP), sodium silicate, ethyl silicate-40, surface-active substance (surfactant) - sulfanol in the following ratio of components, wt.% .:
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в тампонажном растворе используют хлористый кальций, хлористый барий, рассол хлористого магния, воду, микродур, суперпластификатор С-3, НТФ, силикат натрия, этилсиликат-40, ПАВ-сульфанол, что позволяет придать тампонажному камню водо-, соле-, нефте-, углекислые газо- и сероводородостойкие свойства и получить седиментационно-устойчивую систему высокой плотности, близкую плотности окружающих солевых пород, с дальнейшим формированием солесероводородостойкого камня с неизменяемым объемом в течение длительного времени. Это позволит надежно цементировать обсадные колонны и устанавливать отсекающие мосты, флюидонепроницаемые покрышки и экраны в скважинах с проявлениями сероводорода, рапы.The essence of the invention lies in the fact that cement grout uses calcium chloride, barium chloride, brine of magnesium chloride, water, microdur, superplasticizer S-3, NTF, sodium silicate, ethyl silicate-40, surfactant-sulfanol, which makes it possible to add water to the grouting stone -, salt, oil, carbon dioxide, gas and hydrogen sulfide resistant properties and get a sedimentation-stable high density system close to the density of the surrounding salt rocks, with the further formation of salt-hydrogen-resistant stone with an unchanged volume IOM for a long time. This will allow reliably cementing casing strings and installing shutoff bridges, fluid-proof tires and screens in wells with manifestations of hydrogen sulfide, brine.
Тампонажный раствор в качестве регулятора технологических свойств (уменьшение вязкости раствора) содержит суперпластификатор С-3 в количестве 0,51-0,36 масс.%. Добавка суперпластификатора С-3 в смесь менее 0,36 снижает прокачиваемость смеси, а увеличение добавки более 0,51 приводит к расслоению.Cement slurry as a regulator of technological properties (reducing the viscosity of the solution) contains superplasticizer C-3 in an amount of 0.51-0.36 wt.%. The addition of C-3 superplasticizer to the mixture of less than 0.36 reduces the pumpability of the mixture, and an increase in the additive of more than 0.51 leads to delamination.
Тампонажный раствор в качестве регулятора технологических свойств (уменьшение загустевания раствора) содержит НТФ в количестве 0,26-0,19 масс.%. Добавка НТФ в смесь менее 0,19 приводит к преждевременному загустеванию раствора, а увеличение добавки более 0,26 - к длительному незагустеванию раствора, что в пластовых условиях может привести к размыву смеси.Cement slurry as a regulator of technological properties (reducing the thickening of the solution) contains NTF in the amount of 0.26-0.19 wt.%. The addition of NTF to the mixture of less than 0.19 leads to premature thickening of the solution, and an increase in the additive of more than 0.26 leads to prolonged non-thickening of the solution, which under reservoir conditions can lead to erosion of the mixture.
Тампонажный раствор в качестве утяжелителя содержит хлористый барий в количестве 10,49-7,46 масс.%. Добавка хлористого бария позволяет поднять плотность смеси до 1,7 г/см3. Добавка утяжелителя в смесь менее 7,46 снижает плотность, а увеличение добавки более 10,49 загущает тампонажный раствор.Cement slurry as a weighting agent contains barium chloride in an amount of 10.49-7.46 wt.%. The addition of barium chloride can increase the density of the mixture to 1.7 g / cm 3 . The addition of a weighting agent to the mixture of less than 7.46 reduces the density, and an increase in the additive of more than 10.49 thickens the grouting mortar.
Тампонажный раствор содержит хлористый кальций в количестве 5,57-3,97 масс.%. Добавка хлористого кальция в смесь позволяет образовывать сероводородостойкий тампонажный камень. Добавка хлористого кальция в смесь менее 3,97 снижает образование силиката кальция, а увеличение добавки более 5,57 сокращает сроки загустевания тампонажного раствора.The cement slurry contains calcium chloride in an amount of 5.57-3.97 wt.%. The addition of calcium chloride to the mixture allows the formation of a hydrogen sulfide-resistant cement stone. The addition of calcium chloride to the mixture of less than 3.97 reduces the formation of calcium silicate, and an increase in the additive of more than 5.57 reduces the thickening time of the cement slurry.
Тампонажный раствор содержит рассол хлористого магния в количестве 12,11-8,62 масс.%. Добавка рассола хлористого магния в смесь позволяет образовывать сероводородостойкий тампонажный камень. Добавка хлористого магния в смесь менее 8,62 снижает образование силиката магния, а увеличение добавки более 12,11 сокращает срок загустевания тампонажного раствора.The grouting solution contains a brine of magnesium chloride in an amount of 12.11-8.62 wt.%. The addition of brine of magnesium chloride in the mixture allows the formation of hydrogen sulfide-resistant cement stone. An addition of magnesium chloride to the mixture of less than 8.62 reduces the formation of magnesium silicate, and an increase in the addition of more than 12.11 reduces the thickening time of the cement slurry.
Тампонажный раствор содержит силикат натрия в количестве 5,78-4,11 масс.%. Добавка силиката натрия в смесь менее 4,11 снижает прочность камня, а увеличение добавки более 5,78 приводит к образованию трещин в камне.The grouting mortar contains sodium silicate in an amount of 5.78-4.11 mass%. The addition of sodium silicate to the mixture of less than 4.11 reduces the strength of the stone, and an increase in the additive of more than 5.78 leads to the formation of cracks in the stone.
Тампонажный раствор в качестве дополнительного органического силикатного вяжущего содержит этилсиликат-40 в количестве 2,53-1,8 масс.%. Добавка этилсиликата-40 в смесь менее 1,8 снижает сцепеление смеси с породой, а увеличение добавки более 2,53 затрудняет прокачиваемость раствора.The cement slurry as an additional organic silicate binder contains ethyl silicate-40 in an amount of 2.53-1.8 wt.%. The addition of ethyl silicate-40 to the mixture of less than 1.8 reduces the adhesion of the mixture to the rock, and an increase in the additive of more than 2.53 makes it difficult to pump the solution.
Тампонажный раствор повышенной плотности в качестве связующего компонента содержит ПАВ - сульфанол в количестве 0,51-0,36 масс.%. Добавка ПАВ - сульфанол в смесь менее 0,36 ведет к расслоению смеси, а увеличение добавки более 0,51 приводит к возможному вспениванию и затруднению прокачивания раствора насосами.The cement slurry of high density as a binder component contains a surfactant - sulfanol in an amount of 0.51-0.36 wt.%. Additive surfactants - sulfanol in the mixture of less than 0.36 leads to delamination of the mixture, and an increase in the additive of more than 0.51 leads to possible foaming and difficulty pumping the solution with pumps.
Тампонажный раствор в качестве структурообразователя содержит тонкодисперсное вяжущее «Микродур» 10,14-36,06 масс.% Добавка «Микродур» в смесь менее 10,14 не позволяет получить прочного тампонажного камня, а увеличение добавки более 36,06 снижает прокачиваемость раствора.The grouting mortar as a structure-forming agent contains finely dispersed binder Mikrodur 10.14-36.06 mass%. The addition of Mikrodur into a mixture of less than 10.14 does not allow for a durable grouting stone, and an increase in the addition of more than 36.06 reduces the pumpability of the mortar.
Вяжущее «Микродур» производится посредством воздушной сепарации пыли, образующейся при помоле цементного клинкера, технология его изготовления разработана и освоена специалистами фирмы «INTRA - BAVGmbH» совместно со специалистами концерна «Dyckerhoff». Диаметр зерен «Микродур» в 6-10 раз меньше частиц портландцемента. Благодаря малому размеру частиц (диаметр зерен ≤2-6 мкм), высокой удельной поверхности (20000-25000 см2/г) и технологично подобранному гранулометрическому составу растворы «Микродур» обладают текучестью, сравнимой с текучестью воды, даже при минимальном количестве жидкости затворения, что позволяет суспензии «Микродур» глубоко проникать в низкопроницаемую горную породу. Использование тонкодисперсного вяжущего «Микродур» позволяет в большем объеме связать воду затворения, уплотнить структуру камня и обеспечить его повышенную флюидоупорность и долговечность. Это обусловлено тем, что тонкодисперсное вяжущее способно связывать воду во много раз больше, так как водотвердое отношение может достигать 3,0-5,0 при удельной поверхности 20000-25000 см2/г против 0,3-0,5 обычных тампонажных цементов, имеющих удельную поверхность 2500-3500 см2/г.The binder “Mikrodur” is produced by air separation of dust generated during grinding of cement clinker, the technology of its manufacture was developed and mastered by the specialists of the company “INTRA - BAVGmbH” together with the specialists of the concern “Dyckerhoff”. The diameter of the Mikrodur grains is 6-10 times smaller than Portland cement particles. Due to the small particle size (grain diameter ≤2-6 μm), high specific surface (20000-25000 cm 2 / g) and technologically selected particle size distribution, Microdur solutions have a fluidity comparable to the fluidity of water, even with a minimum amount of mixing liquid, which allows the suspension "Microdur" to penetrate deeply into low permeable rock. The use of finely dispersed binder “Microdur” allows to bind mixing water to a greater extent, to compact the structure of the stone and ensure its increased fluid resistance and durability. This is due to the fact that a finely dispersed binder is able to bind water many times more, since the water-solid ratio can reach 3.0-5.0 with a specific surface area of 20,000-25,000 cm 2 / g versus 0.3-0.5 conventional grouting cements, having a specific surface area of 2500-3500 cm 2 / g.
В промысловых условиях тампонажный силикатный раствор готовят следующим способом. В осреднительную машину типа АСМ-25 или УСО-20 набирают необходимое количество рассола хлористого магния, воды, в которой растворяют расчетное количество суперпластификатора С-3 и замедлителя НТФ. После чего при постоянном перемешивании в данную осреднительную емкость добавляют хлористый кальций, хлористый барий, силикат натрия, ПАВ - сульфанол, этилсиликат-40, а затем с помощью цементовозов или смесительных машин добавляют вяжущее «Микродур» до необходимой плотности тампонажного раствора. Затем раствор закачивают в скважину.Under field conditions, grouting silicate mortar is prepared as follows. In the ASM-25 or USO-20 type averaging machine, the required amount of brine of magnesium chloride, water, in which the calculated amount of S-3 superplasticizer and NTF moderator are dissolved, is collected. Then, with constant stirring, calcium chloride, barium chloride, sodium silicate, surfactant - sulfanol, ethyl silicate-40 are added to this averaging tank, and then with the help of cement trucks or mixing machines add the binder "Microdur" to the required density of the cement slurry. Then the solution is pumped into the well.
Определение основных свойств раствора и получаемого тампонажного камня проводят в лаборатории в соответствии с ГОСТ 1581-96. «Цементы тампонажные» и ГОСТ 26798.1-96. «Методы испытаний».Determination of the main properties of the solution and the resulting cement stone is carried out in the laboratory in accordance with GOST 1581-96. "Cement grouting" and GOST 26798.1-96. "Test methods."
Плотность, растекаемость, водоотделение раствора определяют при 25°C и атмосферном давлении. Для условий АВПД загустевание раствора определяют при 90°C и давлении 40 МПа.The density, flowability, water separation of the solution is determined at 25 ° C and atmospheric pressure. For the conditions of the AHP, the thickening of the solution is determined at 90 ° C and a pressure of 40 MPa.
Растекаемость раствора определяют по конусу АзНИИ, плотность раствора - пикнометром, водоотделение в мерном цилиндре, время загустевания на консистометрах ZM-1002 и КЦ-3. Прочность тампонажного камня на сжатие на испытательном стенде CHANDLER (модель 4207D), газопроницаемость его - на приборе GFS-830-SS - CHANDLER.The spreadability of the solution is determined by the cone of AzNII, the density of the solution is determined by a pycnometer, the water separation in the graduated cylinder, the thickening time on the ZM-1002 and KC-3 consistometers. The compressive strength of the cement stone on the CHANDLER test bench (model 4207D), its gas permeability - on the GFS-830-SS - CHANDLER device.
При проведении лабораторных исследований были использованы:When conducting laboratory tests were used:
- водопроводная вода;- tap water;
- высоководопотребное тонкомолотое вяжущее «Микродур»;- Highly water-consuming, finely ground binder "Microdur";
- суперпластификатор С-3 (ТУ 5745-001-97474489-2007);- superplasticizer S-3 (TU 5745-001-97474489-2007);
- нитрилотриметиленфосфоновая кислота - НТФ;- nitrilotrimethylene phosphonic acid - NTP;
- хлористый кальций;- calcium chloride;
- хлористый барий;- barium chloride;
- рассол хлористого магния;- brine of magnesium chloride;
- силикат натрия;- sodium silicate;
- ПАВ - сульфанол;- surfactant - sulfanol;
- этилсиликат-40 (ТУ 2435-427-05763411-2004).- ethyl silicate-40 (TU 2435-427-05763411-2004).
ПримерExample
Для приготовления тампонажного раствора (состав 21, табл. 1) в рассол хлористого магния 8,62 масс.% плотностью 1,32 г/см3, последовательно перемешивая, добавляют 37,07 масс.% воды, 0,19 масс.% НТФ, 0,36 масс.% суперпластификатора С-3, 3,97 масс.% хлористого кальция, 7,46 масс.% хлористого бария, 4,11 масс.% силиката натрия, 1,80 масс.% этилсиликата-40, 0,36 масс.% ПАВ - сульфанол, 36,06 масс.% вяжущего «Микродур». Состав перемешивают 3 мин, после чего определяют плотность, растекаемость, прокачиваемость при температуре 25°C и атмосферном давлении.To prepare the cement slurry (composition 21, table. 1) in the brine of magnesium chloride 8.62 wt.% With a density of 1.32 g / cm 3 , 37.07 wt.% Water, 0.19 wt.% NTP are added sequentially mixing , 0.36 wt.% C-3 superplasticizer, 3.97 wt.% Calcium chloride, 7.46 wt.% Barium chloride, 4.11 wt.% Sodium silicate, 1.80 wt.% Ethyl silicate-40, 0 , 36 wt.% Surfactant - sulfanol, 36.06 wt.% Binder "Microdur". The composition is stirred for 3 minutes, after which the density, flowability, pumpability are determined at a temperature of 25 ° C and atmospheric pressure.
При повторном приготовлении заливают формы для получения образцов тампонажного камня при испытании его на прочность через 72 часа твердения, при испытании на газопроницаемость - через 5 суток твердения.When re-cooking, pour molds to obtain samples of cement stone when testing it for strength after 72 hours of hardening, when testing for gas permeability - after 5 days of hardening.
Тампонажный раствор предлагаемого состава с содержанием указанных компонентов в заявляемых пределах обладает повышенной плотностью (1,62 г/см3), нормативным значением растекаемости (200 мм) (см. состав 21, таблица 1), временем прокачиваемости 4 часа, прочностью на сжатие 7,3 МПа через 3 суток твердения при температуре 25°C и газопроницаемостью менее 0,005 мкм2.The grouting mortar of the proposed composition with the content of these components within the claimed limits has an increased density (1.62 g / cm 3 ), a normative value of spreadability (200 mm) (see composition 21, table 1), pumping time 4 hours, compressive strength 7 , 3 MPa after 3 days of hardening at a temperature of 25 ° C and gas permeability of less than 0.005 μm 2 .
Применение предлагаемого тампонажного раствора позволит:The use of the proposed cement slurry will allow:
- расширить технологические возможности тампонажного раствора и область его применения за счет повышенной плотности, обеспечивающей необходимое давление, аналогичное горному, и растекаемости раствора, обеспечивающей повышенную подвижность раствора в начальный период;- to expand the technological capabilities of the grouting mortar and the scope of its application due to the increased density, providing the necessary pressure similar to that of the mountain, and the spreadability of the mortar, providing increased mobility of the mortar in the initial period;
- повысить эффективность и надежность проводимых изоляционных и ремонтных работ за счет повышенной флюидоупорности, водо-, соле-, нефте-, углекислой газо- и сероводородостойкости и долговечности получаемого тампонажного камня.- to increase the efficiency and reliability of the insulation and repair work due to increased fluid resistance, water, salt, oil, carbon dioxide, gas and hydrogen sulfide resistance and durability of the resulting cement stone.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015137813/03A RU2601878C1 (en) | 2015-09-04 | 2015-09-04 | Grouting mortar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015137813/03A RU2601878C1 (en) | 2015-09-04 | 2015-09-04 | Grouting mortar |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2601878C1 true RU2601878C1 (en) | 2016-11-10 |
Family
ID=57278205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015137813/03A RU2601878C1 (en) | 2015-09-04 | 2015-09-04 | Grouting mortar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2601878C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2691427C1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Gas-cement backfill composition |
| RU2733584C1 (en) * | 2019-12-10 | 2020-10-05 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Grouting mortar |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6874578B1 (en) * | 1999-02-25 | 2005-04-05 | Schlumberger Technology Corporation | Cementing compositions and application of such compositions to cementing oil wells or the like |
| RU2386787C2 (en) * | 2008-06-30 | 2010-04-20 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Construction method of deep well, plugging solution for its implementation and structure of deep well |
| RU2471843C1 (en) * | 2011-05-11 | 2013-01-10 | Лонест Холдинг Корп. | Hydrogen sulphide resistant grouting mortar |
| RU2524774C1 (en) * | 2013-01-11 | 2014-08-10 | Лонест Холдинг Корп. | Gypsum-magnesium grouting mortar |
| RU2537679C2 (en) * | 2013-05-13 | 2015-01-10 | Компания Лонест Холдинг Корп. | Grouting mortar |
-
2015
- 2015-09-04 RU RU2015137813/03A patent/RU2601878C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6874578B1 (en) * | 1999-02-25 | 2005-04-05 | Schlumberger Technology Corporation | Cementing compositions and application of such compositions to cementing oil wells or the like |
| RU2386787C2 (en) * | 2008-06-30 | 2010-04-20 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Construction method of deep well, plugging solution for its implementation and structure of deep well |
| RU2471843C1 (en) * | 2011-05-11 | 2013-01-10 | Лонест Холдинг Корп. | Hydrogen sulphide resistant grouting mortar |
| RU2524774C1 (en) * | 2013-01-11 | 2014-08-10 | Лонест Холдинг Корп. | Gypsum-magnesium grouting mortar |
| RU2537679C2 (en) * | 2013-05-13 | 2015-01-10 | Компания Лонест Холдинг Корп. | Grouting mortar |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2691427C1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Gas-cement backfill composition |
| RU2733584C1 (en) * | 2019-12-10 | 2020-10-05 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Grouting mortar |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2835556C (en) | Settable compositions containing metakaolin having reduced portland cement content | |
| JP5378588B2 (en) | Wellbore maintenance composition containing coagulation retarder, method for producing the same and method for using the same | |
| RU2656266C2 (en) | Method for treating a subterranean formation with a mortar slurry with the possibility of formation of a permeable layer of hardened mortar slurry | |
| RU2304606C1 (en) | Grouting mix | |
| RU2718040C2 (en) | Compositions and methods of well completion | |
| JP6266787B2 (en) | High alumina refractory aluminosilicate pozzolanes in well cementing. | |
| US7357834B2 (en) | Cement composition for use with a formate-based drilling fluid comprising an alkaline buffering agent | |
| AU2019464900B2 (en) | A method to control gelation of cement kiln dust | |
| RU2468187C1 (en) | Base of curable grouting mortar | |
| RU2601878C1 (en) | Grouting mortar | |
| RU2471843C1 (en) | Hydrogen sulphide resistant grouting mortar | |
| RU2537679C2 (en) | Grouting mortar | |
| RU2524774C1 (en) | Gypsum-magnesium grouting mortar | |
| US9139476B2 (en) | Compositions and methods for well completions | |
| US11041108B2 (en) | Phosphorylated amino polycarboxylic acid cement retarder | |
| RU2524771C1 (en) | Lightened sulphur-bearing grouting mortar | |
| RU2507380C1 (en) | Low-density grouting mortar | |
| RU2468058C1 (en) | Weighted grouting gypsum mixture | |
| KR20210096193A (en) | Cement slurry, hardened cement and method of making and using same | |
| US20230126770A1 (en) | Liquid Salt Activator and Methods of Making and Using Same | |
| RU2640621C2 (en) | Compositions containing furnace dust and wollastonite and methods for using thereof in underground formations | |
| US11795364B2 (en) | Low carbon footprint expansive composition and methods of making and using same | |
| RU2588078C1 (en) | Hydrogen sulphide resistant sealing inhibited grouting mortar | |
| RU2504569C2 (en) | Plugging material and method of making plugging solution on its basis | |
| RU2491314C2 (en) | Grouting mortar of selective action |