DE1062164B

DE1062164B - Cementing process and cementing agent for boreholes

Info

Publication number: DE1062164B
Application number: DEN11408A
Authority: DE
Inventors: Gerrit Jan Harmsen; Johan Gustaaf Stuve
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1954-11-12
Filing date: 1955-11-04
Publication date: 1959-07-23

Description

Zementierverfahren und Zementiermittel für Bohrlöcher Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zementieren von Bohrlöchern in großen Tiefen unter Verwendung eines hydraulischen Bindemittels.Cementing method and cementing agent for wells. The invention relates to a method of cementing wells at great depths using a hydraulic binder.

Zum Zementieren von Bohrlöchern in großer Tiefe soll eine Aufschlämmung eines hydraulischen Bindemittels verwendet werden, die eine lange Abbindezeit aufweist, da die Aufschlämmung längere Zeit benötigt, um an ihrem Bestimmungsort in großer Tiefe anzukommen, und darüber hinaus ist bei diesen Tiefen das Auftreten höherer Temperaturen (2500 m etwa 90° C; 4000 bis 5000 m etwa 150° C) in Rechnung zu setzen, die den Schlamm schneller abbinden lassen. Bei einer Temperatur von z. B. 150° C beginnt das Abbinden zwei- bis viermal schneller als bei einer Temperatur von 90° C. Da die Aufschlämmung des Bindemittels nicht fest werden darf, bevor sie ihre richtige Stelle erreicht hat, muß eine entsprechende Vorsorge getroffen werden.A slurry is said to be used for cementing wells at great depths a hydraulic binder with a long setting time can be used, because the slurry takes longer to get to its destination in large Depth to arrive, and beyond that at these depths the occurrence is higher Take temperatures (2500 m approx. 90 ° C; 4000 to 5000 m approx. 150 ° C) into account, which allow the sludge to set faster. At a temperature of e.g. B. 150 ° C setting begins two to four times faster than at a temperature of 90 ° C. Since the slurry of the binder must not set before its has reached the right place, appropriate precautions must be taken.

Es ist bekannt, Aufschlämmungen von hydraulischen Bindemitteln mit verzögerter Wirkung herzustellen, indem man dem verwendeten Bindemittel Stoffe der verschiedensten Art zusetzt. Solche Zusätze haben gewöhnlich einen oder mehrere der folgenden -Nachteile. Zum Beispiel ist ihr Verzögerungseffekt ungenügend oder auch zu stark. Er ist nicht leicht einstellbar oder hängt weitgehend von der zugegebenen Menge ab oder ist auf bestimmte Bindemittelarten beschränkt; die zugegebenen Stoffe verursachen ein Schäumen des Schlammes, oder sie sind nicht genügend stabil, oder man hat gefunden, daß die Masse nach dem Erhärten keine oder eine zu geringe Festigkeit aufweist.It is known to use slurries of hydraulic binders delayed effect by adding substances to the binder used various kinds of clogs. Such additives usually have one or more the following disadvantages. For example, their delaying effect is insufficient or too strong too. It is not easily adjustable or depends largely on the admitted Quantity from or is limited to certain types of binders; the added substances cause foaming of the sludge, or they are not sufficiently stable, or it has been found that the mass has no or too little strength after hardening having.

Es wurden auch schon Stoffe verwendet, die frei von diesen -Nachteilen sind, z. B. bestimmte Kunstharze, oxydierte Paraffine und Schellack. Obgleich diese Zusatzstoffe ausgezeichnete Ergebnisse zeigen, ist es schwierig, mit diesen Zusatzstoffen die normale Technik der Zementierung von Bohrlöchern anzuwenden. In der Praxis werden hydraulische Bindemittel und Zusatzstoffe über einen Trichter einem Strom des Mischwassers zugesetzt, und der so erhaltene Schlamm wird unmittelbar in die Bohrlöcher gepumpt. Hierbei jedoch wird oft keine ausreichend homogene Vermischung von Zusatzstoff und der Aufschlämmung des hydraulischen Bindemittels erreicht. Dies ist auch der Fall, wenn zunächst der Zusatzstoff und dann das Bindemittel der Mischflüssigkeit nacheinander zugefügt werden.Substances have also been used that are free from these disadvantages are e.g. B. certain synthetic resins, oxidized paraffins and shellac. Although this Additives show excellent results, it is difficult with these additives use the normal technique of cementing boreholes. In practice it will be hydraulic binders and additives through a funnel to a stream of mixed water added, and the resulting mud is pumped directly into the boreholes. However, this often does not result in a sufficiently homogeneous mixing of additive and the hydraulic binder slurry is achieved. This is also the case if first the additive and then the binder of the mixed liquid one after the other be added.

Weiter wurde bereits vorgeschlagen, das Abbinden der Bindemittelaufschlämmung durch Verwendung einer Mischflüssigkeit von besonderer Zusammensetzung zu verzögern.The setting of the binder slurry has also already been proposed to delay by using a mixed liquid of special composition.

Langsam abbindende hydraulische Stoffe, sogenannte Tiefbohrzemente, sind käuflich erhältlich. Oft befriedigen diese jedoch nicht oder genügen nur den Mindesterfordernissen für hydraulische Bindemittel für Zementierungen bei 5000 m oder tiefer, wobei außerdem die Druckfestigkeit der erhärteten Masse durch die hohen, an Ort und Stelle vorhandenen Temperaturen ungünstig beeinflußt werden.Slowly setting hydraulic substances, so-called deep drilling cements, are available for purchase. Often, however, these are unsatisfactory or only sufficient Minimum requirements for hydraulic binders for cementations at 5000 m or lower, whereby the compressive strength of the hardened mass is also due to the high, on-site temperatures are adversely affected.

Gemäß der Erfindung werden für die Zementierung in großer Tiefe feinverteilte, schnell gekühlte basische Hochofenschlacken als hydraulische Bindemittel verwendet, die frei oder nahezu frei von Aktivatoren sind, so daß sie bei atmosphärischen Bedingungen nicht abbinden. Gegebenenfalls können feinverteilte Stoffe, die selbst noch keine Bindemitteleigenschaften aufweisen, z. B. gemahlener Schiefer oder Bentonit, vorhanden sein. Wenn jedoch feingemahlener Quarz (Quarzpulver) zugesetzt wird, wird ein Tiefbohrzement erhalten, der bei Verwendung zum Zementieren in sehr großen Tiefen nicht nur eine lange Abbindezeit aufweist, sondern auch dank der hohen Temperatur an der Verbrauchsstelle einen erhärteten Zement mit einer relativ hohen Druckfestigkeit ergibt. Ein ähnlicher Vorteil, obgleich weniger ausgesprochen, wird erhalten, wenn man feingemahlene Puzzolane, wie Flugstaub, Traß, Tuff, Lava, zusetzt.According to the invention, finely divided, quickly cooled basic blast furnace slags are used as hydraulic binders, which are free or nearly free of activators, so that they are at atmospheric conditions do not set. If necessary, finely divided substances that are not themselves Have binder properties, e.g. B. ground slate or bentonite available be. However, if finely ground quartz (quartz powder) is added, a deep drilling cement is made obtained, when used for cementing at very great depths, not just one has a long setting time, but also thanks to the high temperature at the point of use results in a hardened cement with a relatively high compressive strength. A similar one Advantage, although less pronounced, is obtained by using finely ground pozzolans, like fly dust, tass, tuff, lava, clogs.

Als weitere Erläuterung mag angegeben werden, daß bisher feingemahlene Hochofenschlacken immer zusammen mit Aktivatoren verwendet wurden, um beim Abbinden eine hinreichend erhärtete Masse zu erhalten, da feingemahlene Hochofenschlacken, allein mit Wasser gemischt, nicht abbinden. Im allgemeinen bringen die Aktivatoren auf die eine oder andere Weise eine ziemlich hohe Konzentration an 0 H-Ionen mit sich. Aus der Literatur sind als Aktivatoren unter anderem bekannt. Calciumhydroxv d, Portlandzement sowie ferner @Tatriumhvdroxvd und 1Tatriumbicarbonat. Gips wirkt ebenfalls in dieser Richtung.As a further explanation it may be stated that until now finely ground blast furnace slags have always been used together with activators in order to obtain a sufficiently hardened mass when setting, since finely ground blast furnace slags, mixed with water alone, do not set. In general, the activators bring on one or the other way, a fairly high concentration of 0 H ions with them. Among other things, activators are known from the literature. Calciumhydroxv d, Portland cement as well as @Tatriumhvdroxvd and 1Tatriumbicarbonat. Plaster of paris also works in this direction.

Das Verfahren nach der Erfindung ist nun einerseits gegründet auf der neuen Erkenntnis, daß feinverteilte, schnell gekühlte basische Hochofenschlacken mit Wasser ohne Aktivatoren abbinden können, vorausgesetzt, daß sie auf eine Temperatur von angenähert 901 C, vorzugsweise auf eine Temperatur über 100' C erhitzt werden, und andererseits auf dem damit zusammenhängenden Gedanken, daß die Erde selbst die für das Abbinden erforderlichen hohen Temperaturen liefern kann und daß die relativ langen auftretenden Abbindezeiten gerade für das Zementieren von Bohrlöchern bei einer Tiefe geeignet sind. bei der die erforderlichen hohen Temperaturen auftreten. Die meisten Hochofenschlackenarten binden bei Temperaturen oberhalb etwa 100' C ab. Zahlreiche Arten binden jedoch bereits bei annähernd 90' C oder etwas tiefer ab.The method according to the invention is based on the one hand on the new knowledge that finely divided, rapidly cooled basic blast furnace slags can set with water without activators, provided that they are heated to a temperature of approximately 901 ° C., preferably to a temperature above 100 ° C. , and on the other hand on the related idea that the earth itself can provide the high temperatures required for setting and that the relatively long setting times that occur are just suitable for cementing boreholes at a depth. at which the required high temperatures occur. Most types of blast furnace slag set at temperatures above about 100 ° C. However, numerous species bind at almost 90 ° C or a little lower.

In außergewöhnlichen Fällen kann die Aufschlämmung des hydraulischen Bindemittels vorgewärmt werden, bevor sie eingepumpt wird.In exceptional cases, the slurry of the hydraulic Binder must be preheated before it is pumped in.

Im Hinblick auf das Obige soll die Tiefe, bei der die Zementierung durchgeführt wird, so groß sein, daß die erforderliche Temperatur von etwa 90' C an Ort und Stelle auftritt. In der Praxis ist dies gewöhnlich eine Tiefe größer als etwa 2500m.In view of the above, the depth at which the cementation is carried out should be so great that the required temperature of about 90 ° C. occurs on site. In practice this is usually a depth greater than about 2500m.

Obgleich das hydraulische Bindemittel nach der Erfindung bereits bei einer Tiefe von 2500 bis 3000 m verwendet werden kann. liegt die große Bedeutung dieses Bindemittels in der Möglichkeit seiner Verwendung bei sehr großen Tiefen von 4000 bis 5000 m, für welche Tiefen bisher keine vollbefriedigenden Tiefbohrzemente technisch verfügbar waren.Although the hydraulic binder according to the invention already at a depth of 2500 to 3000 m can be used. lies the great importance this binder in the possibility of its use at very great depths from 4000 to 5000 m, for which depths no fully satisfactory deep drilling cements so far were technically available.

Die feinverteilten Hochofenschlacken sollen entweder frei von den obenerwähnten Aktivatoren sein, oder sollen diese nur in Mengen enthalten, die die Abbindezeit nicht über das zulässige Mindestmaß herabsetzen. Eine Mindestabbindezeit von 100Minuten bei einer Temperatur von 150' C mag als Leitpunkt dienen.The finely divided blast furnace slag should either be free of the above-mentioned activators or should only contain them in amounts that do not reduce the setting time beyond the minimum permitted. A minimum setting time of 100 minutes at a temperature of 150 ° C may serve as a guide point.

Die Abbindezeit kann durch die Wahl der Mahlfeinheit der Schlacken und durch Variierung des Verhältnisses von Mischflüssigkeit zu Hochofenschlacke variiert werden, wobei die Temperatur als gegebene Größe angesehen wird.The setting time can be determined by the choice of the grinding fineness of the slag and by varying the ratio of mixed liquid to blast furnace slag can be varied, the temperature being regarded as a given quantity.

Die Zugabe von Stoffen, wie gemahlener Schiefer, Traß oder Quarzpulver oder von Gemischen dieser Stoffe, verzögern gewöhnlich das Abbinden. Durch Zugabe von sauer reagierenden Salzen, wie Ammoniumsalze starker Säuren, z. B. Ammoniumchlorid, kann gegebenenfalls eine noch weitere Verlängerung der Abbindezeit erzielt werden.The addition of substances such as ground slate, trass or quartz powder or mixtures of these substances, usually retard setting. By adding of acidic salts, such as ammonium salts of strong acids, e.g. B. ammonium chloride, If necessary, a further extension of the setting time can be achieved.

In der Regel wird eine höhere Druckfestigkeit des erhärteten Zementes und eine kürzere Abbindezeit der Aufschlämmung erhalten durch feineres Mahlen der Schlacken. Die Hochofenschlacken sollen natürlich immer zu einer für Zementarten üblichen Feinheit gemahlen werden. Durch sehr feines Mahlen jedoch kann eine große Druckfestigkeit des erhärteten Zementes erhalten werden, ohne daß die Abbindezeit notwendigerweise unzulässig kurz werden muß.As a rule, the hardened cement has a higher compressive strength and a shorter setting time of the slurry obtained by finely grinding the slurry Slag. The blast furnace slag should of course always be one for cement types the usual fineness. By grinding very finely, however, a large Compressive strength of the hardened cement can be obtained without reducing the setting time must necessarily be impermissibly short.

Es ist oft ratsam, die Hochofenschlacken so fein zu mahlen, daß mindestens 40°/o, vorzugsweise 5014 oder mehr, feiner als 20 R, sind.It is often advisable to grind the blast furnace slag so finely that at least 40%, preferably 5014 or more, finer than 20R.

Ein höheres Gewichtsverhältnis von Wasser zu Schlacke in der Aufschlämmung erzielt gewöhnlich eine kleinere Druckfestigkeit und eine längere Abbindezeit. Ein günstiges Gewichtsverhältnis liegt bei 0,4.A higher weight ratio of water to slag in the slurry usually achieves a lower compressive strength and a longer setting time. A favorable weight ratio is 0.4.

Beim Zementieren von Bohrlöchern in großer Tiefe werden besonders gute Ergebnisse erhalten durch Verwendung von Quarzpulver und/oder feinverteilten Puzzolanen zusammen mit feinverteilten Hochofenschlacken. Es wurde gefunden, daß eine Aufschlämmung, die neben feingemahlenen Hochofenschlacken auch Quarzpulver und/oder feingemahlenen Hochofenschlacken auch Quarzpulver und/oder feingemahlene Puzzolane enthält, schließlich einen erhärteten Zement gibt mit einer erhöhten Druckfestigkeit nach einem Abbinden bei einer Temperatur oberhalb etwa 120 bis 130' C. Wenn die Temperatur beim Abbinden niedriger ist, z. B. 90" C, tritt dieser Effekt nicht auf. Für das Zementieren in großer Tiefe soll der erhärtete Zement eine Druckfestigkeit von etwa 50 kg/cm2 aufweisen, gemessen nach 10 Tagen.When cementing boreholes at great depths, particularly good results are obtained by using quartz powder and / or finely divided pozzolans together with finely divided blast furnace slag. It has been found that a slurry which, in addition to finely ground blast furnace slags, also contains quartz powder and / or finely ground blast furnace slags, also quartz powder and / or finely ground pozzolans, finally gives a hardened cement with increased compressive strength after setting at a temperature above about 120 to 130 ° C If the setting temperature is lower, e.g. B. 90 " C, this effect does not occur. For cementing at great depth, the hardened cement should have a compressive strength of about 50 kg / cm2, measured after 10 days.

Quarzpulver und/oder feinverteilte Puzzoläne werden vorzugsweise in Mengen von 20 bis 70% angewendet, berechnet auf die Hochofenschlackenmenge. Bei der Herstellung des Gemisches können die Hochofenschlacken einerseits und der Quarzsand und/oder Puzzolane andererseits besonders fein gemahlen und dann gemischt werden, oder sie können erst gemischt und dann fein gemahlen werden. Das Quarzpulver soll hinreichend fein gemahlen werden. Vorzugsweise soll eine Quarzmenge von 3 bis 12 Gewichtsprozent des Gesamtgemisches in einer Korngröße von unter 20 [. vorliegen.Quartz powder and / or finely divided pozzolana are preferably used in Amounts of 20 to 70% applied, calculated on the amount of blast furnace slag. at the production of the mixture can be the blast furnace slag on the one hand and the quartz sand and / or pozzolans, on the other hand, are ground particularly finely and then mixed, or they can be mixed first and then finely ground. The quartz powder is supposed to be ground sufficiently finely. An amount of quartz should preferably be 3 to 12 Percentage by weight of the total mixture with a grain size of less than 20 [. are present.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Beispiel I Verschiedene Arten von feingemahlenen granulierten schnell gekühlten basischen Hochofenschlacken wurden mit Wasser vermischt. Es wurden gemessen: Die Abbindezeit in Minuten bis zum beginnenden Festwerden (bei einer Temperatur von 150° C) und ebenfalls die Druckfestigkeit in kg/cm2 nach 3 Tagen, ebenfalls bei einer Temperatur von 150' C. Die Messungen wurden unter Verwendung von Schlacken durchgeführt, die auf verschiedene Feinheit gemahlen waren, ebenfalls wurde das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Schlacke verändert. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I wiedergegeben. Tabelle I Hochofenschlacke Mahlfeinheit Gewichtsverhältnis Abbindezeit in Minuten Druckfestigkeit in kg/cm$ Bruchteil in °/o, Nr. kleiner als 20u Wasser zu Schlacke bei 150°C nach 3 Tagen bei 150° C 38,0 0,32 75 95 I .............. 38,0 0,40 125 50 38,0 0,50 155 45 36,0 0,32 160 60 il ............. 36,0 0,40 200 25 I 45 36,0 0,50 Tabelle I (Fortsetzung) Hochofenschlacke Mahlfeinheit Gewichtsverhältnis Abbindezeit in Minuten Druckfestigkeit in kg/em2 Bruchteil in /o, Nr. kleiner als 20 ,u Wasser zu Schlacke bei 150° C nach 3 Tagen bei 150° C III ......... l a 38,0 0,40 150 190 b 58,5 0,40 100 220 IV ............ a 43,4 0,40 190 25 b über 56,0 0,40 110 80 V , . , . . . " . . . . . . a 26,0 0,40 > 450 45 1> 31,8 0,40 > 450 50 Diese Ergebnisse zeigen, daß feingemahlene, schnell gekühlte basische Hochofenschlacke einen ausgezeichneten Tiefbohrzement selbst für Temperaturen von 150° C darstellt, da Abbindezeiten von 100 Minuten -oder länger leicht erreicht werden können und die erforderliche Druckfestigkeit (etwa 50 kg/cm2 nach 10 Tagen) im allgemeinen sogar nach 3 Tagen erreicht wird. Beispiel II Die Einwirkung von Quarzpulver bei verschiedenen Temperaturen (90 bis 150° C) auf die Abbindezeit und die Druckfestigkeit wird durch die Versuche gezeigt, die in der Tabelle II wiedergegeben sind. Das Gewichtsverhältnis von Wasser zu feingemahlener Hochofenschlacke oder einem Gemisch aus feingemahlener Hochofenschlacke und Quarzpulver betrug 0,4. Tabelle II Hochofenschlacke Gewichtsteile Gewichtsteile Abbindezeit in Minuten Druckfestigkeit in kg/cm2 nach Nr. der Schlacke 1 Tag 3 Tagen 1 Tag 3 Tagen Quarzpulver bei 90° C I bei 150° C bei 90° C I bei 90° C I bei 150°C I bei 150° C i i 100 0 > 480 150 0 170 120 95 80 20 > 480 405 0 95 55 135 VI .......... 70 30 > 480 330 0 75 80 240 60 40 > 480 260 0 0 95 315 100 0 > 480 140 0 65 35 45 V II ......... 80 20 > 480 360 0 55 55 75 70 30 > 480 310 0 25 15 125 60 40 > 480 300 0 25 15 120 Diese Ergebnisse zeigen, daß die Zugabe von Quarzpulver auf der einen Seite die Abbindezeit verlängert und andererseits ein beträchtliches Ansteigen der Druckfestigkeit erreichen läßt, wenn das Abbinden bei sehr hohen Temperaturen (150o C) stattfindet. Dieser Anstieg der Druckfestigkeit tritt bei 90° C nicht ein. Beispiel III Für Vergleichszwecke wurden die Hochofenschlacken, wie im Beispiel I verwendet, mit Quarzpulver gemischt. Gewöhnlich wurden eine verlängerte Abbindezeit und eine erhöhte Druckfestigkeit beobachtet, wie direkt aus dem Vergleich der Tabelle I mit der Tabelle III ersichtlich ist. Tabelle III Zusammensetzung des Gemisches Gewichtsverhältnis Abbindezeit in ° Minuten Druckfestigkeit in kg/m2 Wasser zu Gemisch bei 150' C nach 3 Tagen bei 1500 C I -i-- Quarzpulver 0,32 135 290 (Gewichtsverhältnis 70: 30) 0,40 240 190 0,50 375 170 II -I- Quarzpulver 0,32 175 280 (Gewichtsverhältnis 70: 30) 0,40 300 185 0,50 440 135 III a -I- Quarzpulver 0,40 300 15 III b + Quarzpulver 0,40 400 220 (Gewichtsverhältnis 70 : 30) IV b -I- Quarzpulver 0,40 225 240 (Gewichtsverhältnis 80: 20) V a -I- Quarzpulver 0,40 450 185 V b -h Quarzpulver 0,40 440 220 (Gewichtsverhältnis 70: 30) Beispiel IV Die Abbindezeit und die Druckfestigkeit werden auch durch die Feinheit des Quarzpulvers beeinflußt. Dies wird durch die Ergebnisse, die in der Tabelle IV wiedergegeben sind, gezeigt. Auch zu geringe Feinheit gibt etwas weniger gute Ergebnisse. Eine sehr große Feinheit führt zu einem Abfall, aber nur einem geringen. Das Verhältnis von Wasser zu Gemisch betrug 0,4.The invention is further illustrated by the following examples. Example I Various kinds of finely ground granulated rapidly cooled basic blast furnace slags were mixed with water. The following were measured: the setting time in minutes until the onset of solidification (at a temperature of 150 ° C.) and also the compressive strength in kg / cm2 after 3 days, also at a temperature of 150 ° C. The measurements were carried out using slag ground to different fineness, the weight ratio of water to slag was also changed. The results are given in Table I. Table I. Blast furnace slag Grinding fineness Weight ratio Setting time in minutes Compressive strength in kg / cm $ Fraction in ° / o, No less than 20u water to slag at 150 ° C after 3 days at 150 ° C 38.0 0.32 75 95 I .............. 38.0 0.40 125 50 38.0 0.50 155 45 36.0 0.32 160 60 il ............. 36.0 0.40 200 25 I 45 36.0 0.50 Table I (continued) Blast furnace slag Grinding fineness Weight ratio Setting time in minutes Compressive strength in kg / em2 Fraction in / o, No less than 20, u water to slag at 150 ° C after 3 days at 150 ° C III ......... la 38.0 0.40 150 190 b 58.5 0.40 100 220 IV ............ a 43.4 0.40 190 25 b over 56.0 0.40 110 80 V,. ,. . . "...... a 26.0 0.40> 450 45 1> 31.8 0.40> 450 50 These results show that finely ground, rapidly cooled basic blast furnace slag is an excellent deep drilling cement even for temperatures of 150 ° C, since setting times of 100 minutes or longer can easily be achieved and the required compressive strength (about 50 kg / cm2 after 10 days) in generally achieved even after 3 days. Example II The action of quartz powder at various temperatures (90 to 150 ° C.) on the setting time and the compressive strength is shown by the tests shown in Table II. The weight ratio of water to finely ground blast furnace slag or a mixture of finely ground blast furnace slag and quartz powder was 0.4. Table II Blast furnace slag parts by weight parts by weight Setting time in minutes Compressive strength in kg / cm2 after No. of slag 1 day 3 days 1 day 3 days Quartz powder at 90 ° CI at 150 ° C at 90 ° CI at 90 ° CI at 150 ° CI at 150 ° C i i 100 0> 480 150 0 170 120 95 80 20> 480 405 0 95 55 135 VI .......... 70 30> 480 330 0 75 80 240 60 40> 480 260 0 0 95 315 100 0> 480 140 0 65 35 45 V II ......... 80 20> 480 360 0 55 55 75 70 30> 480 310 0 25 15 125 60 40> 480 300 0 25 15 120 These results show that the addition of quartz powder on the one hand increases the setting time and on the other hand allows a considerable increase in the compressive strength to be achieved if the setting takes place at very high temperatures (150 ° C.). This increase in compressive strength does not occur at 90 ° C. Example III For comparison purposes, the blast furnace slags, as used in Example I, were mixed with quartz powder. Typically, increased set time and increased compressive strength were observed, as can be seen directly by comparing Table I with Table III. Table III Composition of the mixture Weight ratio Setting time in ° minutes Compressive strength in kg / m2 Water to mixture at 150 ° C after 3 days at 1500 ° C I -i-- quartz powder 0.32 135 290 (70:30 weight ratio) 0.40 240 190 0.50 375 170 II -I- quartz powder 0.32 175 280 (70:30 weight ratio) 0.40 300 185 0.50 440 135 III a -I- quartz powder 0.40 300 15 III b + quartz powder 0.40 400 220 (Weight ratio 70:30) IV b -I- quartz powder 0.40 225 240 (Weight ratio 80:20) V a -I- quartz powder 0.40 450 185 V b -h quartz powder 0.40 440 220 (Weight ratio 70:30 ) Example IV The setting time and compressive strength are also influenced by the fineness of the quartz powder. This is shown by the results presented in Table IV. Too little fineness also gives slightly less good results. A very great fineness leads to a decrease, but only a small one. The ratio of water to mixture was 0.4.

Das Ausgangspulver entspricht dem Quarzpulver, das im Beispiel II und III verwendet wurde. Tabelle IV Mischverhältnis Gewichtsteile Abbindezeit Druckfestigkeit Hochofenschlacke Quarzart von Schlacke Quarzpulver unter in Minuten in kg/cm2 nach Nr. < 20 ,u, berechnet zu Quarzpulver auf Gemisch bei 150°C 3 Tagen bei 150° C Original 70: 30 7,5 240 190 Fraktion ? 44 #t 70: 30 0 175 60 Fraktion < 74 I. 70 : 30 10,11 205 210 I .............. Fraktion <,44 #t 95 : 5 2,90 175 100 Fraktion < 44 #t 90: 10 5,80 245 195 Fraktion < 44 i, 80: 20 11,60 255 200 Fraktion < 44 [, 70: 30 17,40 230 190 Original 70: 30 7,5 300 185 Fraktion > 44 [. 70: 30 0 305 60 Fraktion < 74 #t 70 : 30 10,11 340 205 II ............. Fraktion < 44 #t 95 : 5 2,90 270 50 Fraktion < 44 #t 90 :10 5,80 265 160 Fraktion < 44 [. 80:20 11,60 240 200 Fraktion < 44 1. 70: 30 17,40 340 200 Beispiel V Die Wirkung des Mischwassers wurde für die Hochofenschlackenart I und II zusammen mit dem Ausgangsduarzpulver im Verhältnis von 70: 30 ebenfalls untersucht. Das Gewichtsverhältnis von Mischwasser zu Gemisch betrug 0,4.The starting powder corresponds to the quartz powder that was used in Examples II and III. Table IV Mixing ratio parts by weight setting time compressive strength Blast furnace slag quartz type of slag quartz powder below in minutes in kg / cm2 after No. <20, u, calculated to quartz powder on mixture at 150 ° C for 3 days at 150 ° C Original 70: 30 7.5 240 190 Parliamentary group? 44 #t 70: 30 0 175 60 Fraction <74 I. 70: 30 10.11 205 210 I .............. parliamentary group <, 44 #t 95: 5 2.90 175 100 Fraction <44 #t 90: 10 5.80 245 195 Fraction <44 i, 80: 20 11.60 255 200 Fraction <44 [, 70:30, 17.40 230 190 Original 70: 30 7.5 300 185 Group> 44 [. 70: 30 0 305 60 Fraction <74 #t 70: 30 10.11 340 205 II ............. Fraction <44 #t 95: 5 2.90 270 50 Fraction <44 #t 90 : 10 5.80 265 160 Group <44 [. 80:20 11.60 240 200 Fraction <44 1. 70: 30 17.40 340 200 Example V The effect of the mixed water was also investigated for blast furnace slag types I and II together with the starting durum powder in a ratio of 70:30. The weight ratio of mixed water to mixture was 0.4.

Die Druckfestigkeit in kg/cm2 nach 3 Tagen bei 150' C war, wie gefunden wurde, nur wenig geändert, ob destilliertes Wasser, Dünenwasser oder Seewasser verwendet wurde. Bei Verwendung von Seewasser war die Abbindezeit in Minuten bei 1500 C etwas herabgesetzt, obgleich nicht in einem unzulässigen Ausmaß (s. Tabelle V). Tabelle V Hoch- ofen- hlacke Mischwasser Abbindezeit Druck- schlacke Nr. destilliertes Wass#--r 240 190 I ...... Dünenwasser 240 250 Seewasser 130 250 destilliertes Wasser 300 185 II ..... Dünenwasser 320 215 Seewasser 155 245 Beispiel VI Durch Zugabe von Traß (feingemahlener Tuff) zu zwei speziellen feingemahlenen Hochofenschlacken (VIII und IX) konnte ein Gemisch erhalten werden, das alle Erfordernisse eines Tiefbohrzementes zum Zementieren bei großen Tiefen (bei Temperaturen von 150' C) gut erfüllte. Die feingemahlenen Hoch-Ofenschlacken sind schon allein, wie gefunden wurde, für die Verwendung in recht großen Tiefen (bei Temperaturen von 90' C) brauchbar, aber nur wenig geeignet für die Verwendung in sehr großen Tiefen. Die Ergebnisse für sehr große Tiefen sind in Tabelle VI wiedergegeben. Der Wert für das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Gemisch betrug 0,4. Tabelle VI Hoch- Abbindezeit Druckfestigkeit Ofen- Verhältnis in kg/cm2 schlacke Schlacke zu Traß in Minuten nach 3 Tagen Nr. bei 150° C bei 150° 100 : 0 50 30 VIII... 90:10 450 140 80:20 450 220 70:30 450 175 100: 0 50 150 IX . . , , . , 90: 10 450 120 80: 20 450 115 70:30 450 75 Beispiel VII Die Einwirkung der Gegenwart von sauer reagierenden Salzen im Mischwasser auf die Abbindezeit und die Druckfestigkeit der Bindemittel ist in den Tabellen VII und VIII gezeigt. Das Gewichtsverhältnis von Wasser zu feingemahlener Hochofenschlacke (Type X und XI) betrug 0,4. Feingemahlener Sand wurde nicht verwendet.The compressive strength in kg / cm2 after 3 days at 150 ° C. was found to have changed little whether distilled water, dune water or sea water was used. When using seawater, the setting time in minutes at 1500 C was slightly reduced, although not to an inadmissible extent (see Table V). Table V High- oven- hlacke mixed water setting time printing slag no. distilled water # - r 240 190 I ...... dune water 240 250 Sea water 130 250 distilled water 300 185 II ..... dune water 320 215 Sea water 155 245 Example VI By adding trass (finely ground tuff) to two special finely ground blast furnace slags (VIII and IX), a mixture could be obtained which met all the requirements of a deep drilling cement for cementing at great depths (at temperatures of 150 ° C.). The finely ground high-furnace slags are, as has been found, already suitable for use at very great depths (at temperatures of 90 ° C.), but are only unsuitable for use at very great depths. The results for very great depths are shown in Table VI. The value for the weight ratio of water to mixture was 0.4. Table VI High setting time compressive strength Furnace ratio in kg / cm2 slag slag to trass in minutes after 3 days No. at 150 ° C at 150 ° 100: 0 50 30 VIII ... 90:10 450 140 80:20 450 220 70:30 450 175 100: 0 50 150 IX. . ,,. , 90: 10 450 120 80: 20 450 115 70:30 450 75 Example VII The effect of the presence of acidic reacting salts in the mixed water on the setting time and the compressive strength of the binders is shown in Tables VII and VIII. The weight ratio of water to finely ground blast furnace slag (types X and XI) was 0.4. Finely ground sand was not used.

Tabelle VII gibt die Abbindezeiten in Minuten bei 150' C an. Tabelle VII J Gewichtsprozent Hochofenschladte X mit Hodiofensdiladze XI mit Salz in Mischwasser Ale (S O4)3 I Zn S 04 I N H4 Cl 1(NH4)2S04 A12 (S G4)3 1 Zn S 04 I N H4 Cl I (N H4)2 S 04 0 105 105 105 105 132 132 132 132 0,125 120 0,25 150 0,375 202 0,5 303 98 133 100 144 100 177 157 0,7 222 1,0 323 261 186 163 130 187 205 1,25 382 243 1,5 205 190 190 253 Tabelle VIII gibt die Druckfestigkeit in kg/cm2 nach 3tägigem Erhärten bei 150' C an. Tabelle VIII Gewichtsprozent Salz Hochofenschlacke X mit Hodiofensdilacke XI mit im Mischwasser A12(SO4)3 I Zn S 04 I N H4 Cl Ale (S O4)3 I Zn S 04 I N H4 Cl 1(NH4)2S04 0 210 210 210 181 181 181 181 0,5 195 1,0 202 171 181 1,5 138 50 150 Die Zusammensetzung der verwendeten schnell gekühlten Schlacken I bis XI sind in der Tabelle IX zusammengestellt. Tabelle IX Analysen der schnell gekühlten Hochofenschlacken in 0/0 Ca 0 I Si 02 I A12 03 I Fe I Mn I mg o I S I P2 05 I ............. 41,5 33,8 12,7 0,26 2,3 3,15 1,2 0,18 II ............. 42,3 33,9 12,4 0,22 2,2 2,18 1,25 0,16 III ........... 46,6 30,7 15,7 1,7 0,84 4,5 0,9 0,3 IV ............ 40,6 33,9 12,7 0,5 1,51 7,0 1,0 0,16 V ............. 43,9 29,8 15,2 0,9 3,42 5,3 1,2 0,26 VI ........... 43,9 29,8 15,2 0,9 3,42 5,3 1,2 0,26 VII............ 42,1 31,2 16,0 1,2 1,38 4,4 1,0 0,19 VIII........... 45,0 31,6 12,4 0,9 0,64 3,5 1,6 . 0,1 IX ............. 49,5 29,9 9,0 1,8 0,39 2,18 1,5 0,1 X ............. 43,7 30,4 16,3 0,7 0,6 4,7 1,2 0,59 XI ............ 43,9 30,4 14,9 0,4 0,9 6,0 1,6 0,35 Table VII gives the setting time in minutes at 150 'C. Table VII J Percentage by weight of blast furnaces X with Hodiofensdiladze XI with Salt in mixed water Ale (S O4) 3 I Zn S 04 I N H4 Cl 1 (NH4) 2S04 A 1 2 (S G4) 3 1 Zn S 04 I N H4 Cl I ( N H4) 2 S 04 0 105 105 105 105 132 132 132 132 0.125 120 0.25 150 0.375 202 0.5 303 98 133 100 144 100 177 157 0.7 222 1.0 323 261 186 163 130 187 205 1.25 382 243 1.5 205 190 190 253 Table VIII gives the compressive strength in kg / cm2 after hardening for 3 days at 150 ° C. Table VIII Weight percent salt blast furnace slag X with Hodiofensdilacke XI with in mixed water A12 (SO4) 3 I Zn S 04 IN H4 Cl Ale (S O4) 3 I Zn S 04 IN H4 Cl 1 (NH4) 2S04 0 210 210 210 181 181 181 181 0.5 195 1.0 202 171 181 1.5 138 50 150 The composition of the rapidly cooled slags I to XI used are in Table IX compiled. Table IX Analyzes of the rapidly cooled blast furnace slag in 0/0 Ca 0 I Si 02 I A12 03 I Fe I Mn I mg o ISI P2 05 I ............. 41.5 33.8 12.7 0.26 2.3 3.15 1.2 0.18 II ............. 42.3 33.9 12.4 0.22 2.2 2.18 1.25 0.16 III ........... 46.6 30.7 15.7 1.7 0.84 4.5 0.9 0.3 IV ............ 40.6 33.9 12.7 0.5 1.51 7.0 1.0 0.16 V ............. 43.9 29.8 15.2 0.9 3.42 5.3 1.2 0.26 VI ........... 43.9 29.8 15.2 0.9 3.42 5.3 1.2 0.26 VII ............ 42.1 31.2 16.0 1.2 1.38 4.4 1.0 0.19 VIII ........... 45.0 31.6 12.4 0.9 0.64 3.5 1.6. 0.1 IX ............. 49.5 29.9 9.0 1.8 0.39 2.18 1.5 0.1 X ............. 43.7 30.4 16.3 0.7 0.6 4.7 1.2 0.59 XI ............ 43.9 30.4 14.9 0.4 0.9 6.0 1.6 0.35

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method of cementing large boreholes Depth with the help of hydraulic binders and an aqueous liquid, thereby characterized that finely ground, rapidly cooled basic blast furnace slags as Hydraulic binders are used that are free or practically free of activators so that setting under atmospheric conditions is avoided.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that blast furnace slag is ground so finely be used that at least 40%, preferably 50% or more, less than 20 # t are.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the blast furnace slag together with z. B. 20 to 70% finely ground substances without setting properties, z. B. with Ouarzpulver or pozzolans, based on blast furnace slag, can be used.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the hydraulic Binder with water containing an acidic reacting salt, e.g. B. an ammonium salt a strong acid such as ammonium chloride is used mixed.