Результат интеллектуальной деятельности: Состав тампонирующего действия

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к расширяющимся тампонажным материалам, и может быть использовано при цементировании межколонного пространства в нефтяных и газовых скважинах, а также к строительной сфере для крепления элементов строительных конструкций, анкерных болтов, элементов декора.

Известен тампонажный состав, который включает тампонажный портландцемент, расширяющуюся добавку (сульфоалюминатно-известковый спек), поверхностно-активное вещество (абиетат натрия) и термообработанную глину, при следующем соотношении компонентов, мас. %: тампонажный портландцемент 49-74,9, сульфоалюминатно-известковый спек 5-20; абиетат натрия 0,1-1,0 (RU №2204694, Е21В 33/138, опубл. 20.05.2003).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав тампонирующего действия, содержащий, мас. %: минеральное вяжущее - напрягающий, глиноземистый, гипсоглиноземистый цемент, портландцемент, известь, соль кремниевой или фосфорной кислоты или их смесь 50-95 и расширяющуюся добавку - продукт взаимодействия кислоты и/или основания с цементом 5-50. (RU №2341624, Е04В 1/68, С09К 3/10, С09К 8/467, С04В 28/00, опубл.20.12.2008).

Недостатками данных изобретений являются низкое линейное расширение и прочность на растяжение при изгибе тампонажного камня.

Задачей настоящего изобретения является создание нового состава тампонирующего действия, обеспечивающего улучшение физико-механических характеристик тампонажного камня, а именно увеличение линейного расширения и прочности на растяжение при изгибе.

Технический результат достигается тем, что в составе тампонирующего действия, содержащем портландцемент и песок, в качестве песка содержит кварцевый песок с размером зерен не более 2,5 мм, содержащий халцедон, предварительно обработанный потоком ускоренных электронов с величиной поглощенной дозы 600 кГр, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Пример конкретного выполнения.

1. Кварцевый песок следующего фазово-минералогического состава: примерно 50% - зерна кварца; примерно 25% - зерна кварц-полевошпатной природы; примерно 11% минералы группы карбонатов, примерно 7% включения халцедона, примерно 7% рудных минералов с размером зерен не более 2,5 мм различных поставщиков (например ООО "Юником", Санкт-Петербург, ООО «Кыштымский каолин», г. Кыштым Челябинской области, ООО «КОПИА», г. Санкт-Петербург), подвергают предварительной электронно-лучевой обработке с применением плазменных разрядов с использованием резонансно-трансформаторного ускорителя электронов РТЭ-1 В при энергии электронов 900 кэВ, токе 1 мА и значении поглощенной дозы 600 кГр.

2. Готовят образцы цементно-песчаного тампонажного раствора при водоцементном отношении - 0,35-0,4. При этом используется пикалевский цемент ПЦ400 Д0-Д20 или ПЦ500 Д0-Д20 и обработанный потоком ускоренных электронов с дозой 600 кГр кварцевый песок, содержащий халцедон.

3. После набора образцами марочной прочности оценивают их физико-технические показатели в соответствии с ГОСТ 26798.1-96 и ГОСТ 310.4-81, результаты представлены в таблице.

Из таблицы видно, что наилучшими физико-механическими характеристиками обладают образцы тампонажного состава с кварцевым песком с халцедоном, обработанным потоком ускоренных электронов с дозой 600 кГр. Активирующий эффект связан с тем, что при электронно-лучевой обработке изначально инертный заполнитель в виде кварцевого песка становится реакционно-способным и образует с щелочными соединениями поровой жидкости в смеси расширяющийся щелочно-силикатный гидрогель, приводящий к увеличению линейного расширения образцов. Увеличение прочностных характеристик может быть связано с дополнительным взаимодействием силикатного гидрогеля с гидроксидом кальция с образованием новых гидросиликатов кальция и способствуетупрочнению системы.