RU2203388C1 - Nonshrinking lightened oil-well cement - Google Patents
Nonshrinking lightened oil-well cement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2203388C1 RU2203388C1 RU2002105993A RU2002105993A RU2203388C1 RU 2203388 C1 RU2203388 C1 RU 2203388C1 RU 2002105993 A RU2002105993 A RU 2002105993A RU 2002105993 A RU2002105993 A RU 2002105993A RU 2203388 C1 RU2203388 C1 RU 2203388C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- gypsum
- oil
- clinker
- nonshrinking
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000003129 oil well Substances 0.000 title abstract 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000010458 rotten stone Substances 0.000 claims description 12
- -1 clinker Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 210000002969 egg yolk Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к глубокому бурению, в частности к составам, предназначенным для цементирования нефтяных и газовых скважин. The invention relates to deep drilling, in particular to compositions intended for cementing oil and gas wells.
На больших глубинах встречаются минералы с аномально низкими пластовыми давлениями, перекрытие которых требует применения облегченных тампонажных смесей, обеспечивающих равномерную прочность цементному камню в заколонном пространстве в температурном интервале 20-120oС. В настоящее время эта проблема решается применением двух видов цементов, ПЦТ-Шоб-50 и ПЦТ-Шоб-100 двумя порциями, что сильно осложняет процессы цементирования. Кроме того, эти цементы являются усадочными.At great depths, minerals with abnormally low reservoir pressures are found, the overlapping of which requires the use of lightweight grouting mixtures that provide uniform strength to the cement stone in the annular space in the temperature range of 20-120 o C. Currently, this problem is solved by using two types of cements, PCT-Schob -50 and PTsT-Schob-100 in two portions, which greatly complicates the cementing processes. In addition, these cements are shrinkable.
Известен облегченный цемент, полученный на основе портландцемента и трепела при соотношении компонентов 60:40 [1, 2]. Эти цементы формируют камень с достаточной прочностью лишь при температурах более 40oС, а при температурах ниже 40oС, т. е. в верхнем интервале подъема цемента из-за низкой прочности и усадочности камня (0,3-0,4 МПа) не обеспечивается достаточная герметичность закопанного пространства.Known lightweight cement obtained on the basis of Portland cement and tripoli with a ratio of 60:40 [1, 2]. These cements form a stone with sufficient strength only at temperatures above 40 o C, and at temperatures below 40 o C, that is, in the upper interval of the rise of cement due to the low strength and shrinkage of the stone (0.3-0.4 MPa) not ensured sufficient tightness of the buried space.
Известен также облегченный тампонажный цемент [3] на основе клинкера, трепела и гипса, полученный совместным помолом их в шаровой мельнице при соотношении компонентов, %:
Клинкер - 55
Трепел - 40
Гипс - 5
Этот цемент также при температурах ниже 40oС формирует камень с низкой прочностью в пределах 0,3-0,5 МПа.Also known is lightweight cement cement [3] based on clinker, tripoli and gypsum, obtained by co-grinding them in a ball mill with a ratio of components,%:
Clinker - 55
Tripoli - 40
Gypsum - 5
This cement also at temperatures below 40 o C forms a stone with low strength in the range of 0.3-0.5 MPa.
Цель изобретения - улучшение качества облегченного цемента за счет повышения прочности, получения безусадочности камня и формирование цементного камня с равномерной прочностью во всем интервале подъема цемента в температурном интервале 20-120oС.The purpose of the invention is to improve the quality of lightweight cement by increasing strength, obtaining shrinkage stone and the formation of cement stone with uniform strength in the entire interval of lifting cement in the temperature range of 20-120 o C.
Цель достигается за счет того, что безусадочный облегченный тампонажный цемент, включающий клинкер, гипс, трепел, содержит дополнительно запечную пыль цементного производства и соль NaCl при следующем соотношении компонентов, мас.%: клинкер 55, гипс 5, трепел 30, запечная пыль 9,5-9,8, соль NaCl 0,2-0,5. The goal is achieved due to the fact that the non-shrinking lightweight cement, including clinker, gypsum, tripoli, additionally contains cement baking dust and NaCl salt in the following ratio, wt.%:
В предлагаемом изобретении использовался:
- трепел, имеющий в своем составе, вес.%: SiO2 70-79; Аl2О3 5-7,5; Fе2О3 2-4; CaO 45-48; МgО 0,8-2; SO3 0,1-2; ППП 6-10%; активность по ГОСТ CaO - 270-320;
- запечная пыль Новотроицкого цементного завода, имеющая в своем составе, вес.%: CaO 45-48; МgО 1-2; SiO2 14-15; Аl2О3 2,9-3,5; ППП 20-25; Na2O + K2O 6-8;
- гипс двуводный природный;
- кристаллическая соль NaCl;
- клинкер, состоящий из, % : 3CaOSiO2 58-64; β2СаО SiO2 11-15; 3СаО Аl2О3 5-8; 4СаО-Аl2О3-Fе2O3 13-15.In the present invention was used:
- tripoli, having in its composition, wt.%: SiO 2 70-79; Al 2 O 3 5-7.5; Fe 2 O 3 2-4; CaO 45-48; MgO 0.8-2; SO 3 0.1-2; RFP 6-10%; activity according to GOST CaO - 270-320;
- baking dust Novotroitsk cement plant, having in its composition, wt.%: CaO 45-48; MgO 1-2; SiO 2 14-15; Al 2 O 3 2.9-3.5; PPP 20-25; Na 2 O + K 2 O 6-8;
- gypsum two-water natural;
- crystalline salt of NaCl;
- clinker, consisting of,%: 3CaOSiO 2 58-64; β2CaO SiO 2 11-15; 3CaO Al 2 O 3 5-8; 4CaO-Al 2 O 3 -Fe 2 O 3 13-15.
Трепел представляет собой активную гидравлическую добавку осадочного происхождения - рыхлая горная порода, состоящая из микроскопических округлых зерен и содержащая кремнезем, главным образом в аморфном состоянии. Удельный вес 2300 кг/м3, удельная поверхность 20000 г/см3. Объемный вес трепелов в сухом состоянии равен 850 кг/м3. При размешивании с водой образуется трепельное молоко или тесто.Tripoli is an active hydraulic additive of sedimentary origin - loose rock, consisting of microscopic rounded grains and containing silica, mainly in an amorphous state. Specific gravity 2300 kg / m 3 , specific surface 20,000 g / cm 3 . The volumetric weight of tripoli in the dry state is 850 kg / m 3 . When stirring with water, yolk milk or dough is formed.
Запечная пыль цементного производства представляет собой тонкодисперсный порошок, содержащий свободные CaO, щелочей Na2О и К2О и клинкерные минералы и гипс. Удельная поверхность пыли в пределах 8000-10000 г/см2
В табл. 1 приведены конкретные примеры безусадочного облегченного тампонажного цемента.Cement baking dust is a fine powder containing free CaO, alkalis Na 2 O and K 2 O and clinker minerals and gypsum. The specific surface dust within 8000-10000 g / cm 2
In the table. 1 shows specific examples of non-shrink lightweight cement slurry.
Состав готовят следующим образом: клинкер, гипс, трепел, запечная пыль и соль NaCl совместно измельчают в шаровой мельнице в необходимых соотношениях. Полученный цемент затаривают в мешкотару, или биг-бег, или в цементовозы (дункары). The composition is prepared as follows: clinker, gypsum, tripoli, baking dust and NaCl salt are crushed together in a ball mill in the required proportions. The resulting cement is packaged in bagging, or big-bag, or in cement trucks (dunkars).
На буровой готовят тампонажный раствор по общепринятой технологии. В табл. 2 даны технологические параметры безусадочного облегченного тампонажного цемента. Из таблицы 2 видно, что разработанный тампонажный цемент в интервале температур 20-100oС имеет прочность на изгиб в пределах 1,6-4,7 МПа, что значительно превосходит предел прочности на изгиб облегченных тампонажных цементов по ГОСТ 1581-96.A cement slurry is prepared at the rig using conventional technology. In the table. 2 shows the technological parameters of non-shrink lightweight cement slurry. Table 2 shows that the developed cement in the temperature range of 20-100 o With a bending strength in the range of 1.6-4.7 MPa, which significantly exceeds the tensile strength of the bent lightweight cement in accordance with GOST 1581-96.
Безусадочный облегченный цемент обеспечивает хорошее качественное цементирование глубоких скважин и высоту подъема раствора до проектной высоты при наличии зон поглощений и пластов с аномально низкими давлениями. Раствор из этого цемента седиментационно устойчивый (водоотделение 0,2-0,25 мл), что предотвращает образование водяных поясов и каналов перетока пластовых флюидов в заколонном пространстве. Формируются надежно герметичные контакты между породой и цементом, а также между цементом и колонной. Это обеспечивается безусадочностью цементного камня. Non-shrinking lightweight cement provides good quality cementing of deep wells and the height of the rise of the solution to the design height in the presence of absorption zones and formations with abnormally low pressures. A solution of this cement is sedimentally stable (water separation of 0.2-0.25 ml), which prevents the formation of water zones and channels for the flow of reservoir fluids in the annulus. Reliably tight contacts are formed between the rock and cement, as well as between cement and the column. This is ensured by the shrinkage of the cement stone.
Безусадочный облегченный тампонажный цемент состоит в основном из дешевых добавок (трепел, запечная пыль, соль NaCl). Сроки загустевания и схватывания, необходимые для закачки тампонажного раствора на необходимую глубину, легко регулируются известными замедлителями или ускори-теляим сроков схватывания. Non-shrink lightweight cement grouting consists mainly of cheap additives (tripoli, baking dust, NaCl salt). The thickening and setting times necessary for pumping cement slurry to the required depth are easily regulated by known retarders or we accelerate setting times.
На Новотроицком цементном заводе организовано промышленное производство безусадочного облегченного цемента. С использованием первой партии указанного цемента зацементировано более 5 скважин на месторождениях Западная Сибирь Лукойл и Оренбургнефть ТНК. Результаты цементирования хорошие. Цементный раствор поднят на всю длину эксплуатационной колонны. The Novotroitsk cement plant organized the industrial production of non-shrink lightweight cement. Using the first batch of this cement, more than 5 wells were cemented at the Western Siberia Lukoil and Orenburgneft TNK fields. Cementing results are good. The cement slurry is raised to the full length of the production string.
Источники информации
1. Данюшевский В.С., Толстых И.Ф., Мельштейн В.М. Справочное руководство по тампонажным материалам. - М.: Недра, 1973, с. 247.Sources of information
1. Daniushevsky V.S., Tolstykh I.F., Melshtein V.M. Reference guide for cementing materials. - M .: Nedra, 1973, p. 247.
2. Луценко Н.А., Образцов О.И., Тампонажные растворы пониженной плотности. - М.: Недра, 1972, с.141. 2. Lutsenko NA, Obraztsov OI, Grouting mortars of low density. - M .: Nedra, 1972, p. 141.
3. Трусов С.Б., Легкие и облегченные тампонажные цементы. - М.: ВНИИОЭНГ, 1990, с. 62. 3. Trusov SB, Lightweight and lightweight cement cements. - M.: VNIIOENG, 1990, p. 62.
Claims (1)
Клинкер - 55
Гипс - 5
Трепел - 30
Запечная пыль - 9,5-9,8
Соль NaCl - 0,2-0,5Non-shrinking lightweight grouting cement, including clinker, gypsum, tripoli, characterized in that it additionally contains cement baking dust and NaCl salt in the following ratio of components, wt. %:
Clinker - 55
Gypsum - 5
Tripoli - 30
Baking dust - 9.5-9.8
Salt NaCl - 0.2-0.5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002105993A RU2203388C1 (en) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | Nonshrinking lightened oil-well cement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002105993A RU2203388C1 (en) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | Nonshrinking lightened oil-well cement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2203388C1 true RU2203388C1 (en) | 2003-04-27 |
Family
ID=20255388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002105993A RU2203388C1 (en) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | Nonshrinking lightened oil-well cement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2203388C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629028C2 (en) * | 2012-10-26 | 2017-08-24 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Determination method of the cement kiln dust reactivity index, relevant compositions and methods of its use |
| CN113831035A (en) * | 2021-09-01 | 2021-12-24 | 长江三峡技术经济发展有限公司 | Retarded cement prepared from solid sulfur ash and coal gangue and preparation method of retarded cement |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4990199A (en) * | 1988-11-15 | 1991-02-05 | Asea Brown Boveri Ltd. | Oxidation-resistant and corrosion-resistant high-temperature alloy for directional solidification on the basis of an intermetallic compound of the nickel aluminide type |
| US5084103A (en) * | 1989-10-06 | 1992-01-28 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Strength enhancing additive for certain portland cements |
| SU1715745A1 (en) * | 1990-02-16 | 1992-02-28 | Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева | Method of producing cement |
| RU2123984C1 (en) * | 1998-03-11 | 1998-12-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр" | Special portland cement |
-
2002
- 2002-03-11 RU RU2002105993A patent/RU2203388C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4990199A (en) * | 1988-11-15 | 1991-02-05 | Asea Brown Boveri Ltd. | Oxidation-resistant and corrosion-resistant high-temperature alloy for directional solidification on the basis of an intermetallic compound of the nickel aluminide type |
| US5084103A (en) * | 1989-10-06 | 1992-01-28 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Strength enhancing additive for certain portland cements |
| SU1715745A1 (en) * | 1990-02-16 | 1992-02-28 | Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева | Method of producing cement |
| RU2123984C1 (en) * | 1998-03-11 | 1998-12-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр" | Special portland cement |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ДАНЮШЕВСКИЙ В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. - М.: Недра, 1973, с.68-87. * |
| ТРУСОВ С.Б. Легкие и облегченные тампонажные цементы. - М.: ВНИИОЭНГ, 1990, с.62. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629028C2 (en) * | 2012-10-26 | 2017-08-24 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Determination method of the cement kiln dust reactivity index, relevant compositions and methods of its use |
| CN113831035A (en) * | 2021-09-01 | 2021-12-24 | 长江三峡技术经济发展有限公司 | Retarded cement prepared from solid sulfur ash and coal gangue and preparation method of retarded cement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0494748B1 (en) | Cementing a cylinder in a bore | |
| AU2007228544B2 (en) | Low heat of hydration cement compostions and methods of using same | |
| US6742592B1 (en) | Cementing compositions and applications of such compositions for cementing oil wells or the like | |
| US3804058A (en) | Process of treating a well using a lightweight cement | |
| US3669701A (en) | Lightweight cements for oil wells | |
| US5082499A (en) | Well preflush fluid | |
| RU2442878C2 (en) | Cements for use in formations containing gas hydrates | |
| US3856541A (en) | Hydraulic cement and method of cementing in environments having elevated temperatures | |
| US8858704B2 (en) | Low density cementitious compositions using limestone | |
| GB2362881A (en) | Cementation product and use for cementing oil wells or the like | |
| RU2151271C1 (en) | Light grouting mortar | |
| US4095987A (en) | Method of and composition for cementing oil wells | |
| NO20160845A1 (en) | Magnesium metal ore waste in well cementing | |
| US4924942A (en) | Well forming process | |
| RU2203388C1 (en) | Nonshrinking lightened oil-well cement | |
| Murthy et al. | Development of innovative lightweight slurry in oil well-cementing operations | |
| Kapustin et al. | The effect of opal-containing rocks on the properties of lightweight oil-well cement | |
| US3595642A (en) | Portland cement with imparted refractory character | |
| US11680197B2 (en) | Pozzolanic by-product for slurry yield enhancement | |
| US11041108B2 (en) | Phosphorylated amino polycarboxylic acid cement retarder | |
| Roy | New high temperature cementing materials for geothermal wells: stability and properties | |
| US20250074833A1 (en) | Liquid Salt Composition and Methods of Making and Using Same | |
| SU1134701A1 (en) | Expanding plugging material | |
| SU577183A1 (en) | Binder for plugging mortars | |
| Martínez et al. | Mud conversion well cementing technology: comparative study of the use of electric arc furnace slag and blast furnace slag |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070312 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080910 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120312 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130510 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180312 |