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 сжатие 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 сжатие.

Технический результат достигается тем, что состав тампонирующего действия содержит минеральное вяжущее и расширяющуюся добавку, в качестве минерального вяжущего содержит смесь портландцемента и тампонажного портландцемента, а в качестве расширяющейся добавки кварцевой песок с размером зерен не более 2,5 мм, 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: 60-65% - зерна кварца; 30-35% - зерна кварц-полевошпатной природы; примерно 5% зерна плагиоклаза с размером зерен не более 2,5 мм. Кварцевый песок может использоваться различных поставщиков, например ЗАО «Кварцит» (Московская обл.), ОАО «Раменский ГОК» (Московская обл.), ЗАО «Неболчинское карьероуправление» (Новгородская обл.). Кварцевый песок подвергают предварительной электронно-лучевой обработке с применением плазменных разрядов с использованием резонансно-трансформаторного ускорителя электронов РТЭ-1 В при энергии электронов 900кэВ, токе 1 мА и значении поглощенной дозы 600 кГр.

2. Готовят образцы цементно-песчаного тампонажного раствора при водо-цементном отношении - 0,3. При этом используется пикалевский портландцемент ПЦ400 Д0-Д20 или ПЦ500 Д0-Д20, тампонажный портландцемент ПЦТ I следующих производителей, например ООО «ЦЕМТЕХ», г. Санкт-Петербург, ООО «Уральский завод строительных материалов», ООО «Екатеринбургский цементный завод», и предварительно обработанный потоком ускоренных электронов кварцевый песок с величиной поглощенной дозы 600 кГр.

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 табл.

Из таблицы видно, что наилучшими физико-механическими характеристиками обладают образцы тампонажного состава с кварцевым песком, 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 связано с дополнительным взаимодействием силикатного гидрогеля с гидроксидом кальция с образованием новых гидросиликатов кальция, что упрочняет систему.