[go: up one dir, main page]

RU2203388C1 - Nonshrinking lightened oil-well cement - Google Patents

Nonshrinking lightened oil-well cement Download PDF

Info

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
Application number
RU2002105993A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Х.И. Акчурин
Н.Х. Каримов
Р.С. Мяжитов
И.Н. Каримов
Ю.А. Берг
Р.А. Шамсиев
С.В. Никитин
И.А. Алибаев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Цементные технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Цементные технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Цементные технологии"
Priority to RU2002105993A priority Critical patent/RU2203388C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2203388C1 publication Critical patent/RU2203388C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry, well cementing under intricate geological conditions. SUBSTANCE: nonshrinking lightened oil-well cement contains clinker, gypsum, bergmeal, sintered dust of cement production and salt NaCl with following proportion of components, mas.%: clinker, 55.0; gypsum, 5.0; bergmeal, 30.0; sintered dust, 9.5-9.8; salt NaCl, 0.2-05. EFFECT: increased strength and provision for nonshrinkage for qualitative cementing of casing strings in oil and gas wells. 2 tbl

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.%: Clinker 55, gypsum 5, tripoli 30, baking dust 9, 5-9.8, NaCl salt 0.2-0.5.

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)

Безусадочный облегченный тампонажный цемент, включающий клинкер, гипс, трепел, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 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
Non-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
RU2002105993A 2002-03-11 2002-03-11 Nonshrinking lightened oil-well cement RU2203388C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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