Разработка тампонажных растворов на основе расширяющегося алинитового (хлорсиликатного) клинкера

• Автор: Хыдыров, Махтумкули Бяшимович
• Шифр специальности: 05.15.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 282 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН РАСШИРЯЩИ

МИСЯ ТАШЮНАЖННМИ ЦЕМЕНТАМ

1.1. Обоснование целесообразности использования расширяющихся тампонажных цементов

1.2. Способы получения расширяюцихся цементов

1.3. Виды расширяющихся цементов и области их применения

1.4. Постановка задачи исследования

2. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ .

2.1. Исходные материалы

2.2. Аппаратура и методика экспериментов.

2.2.1. Определение состава и свойств цементного порошка
и клинкера.
2.2.2. Определение свойств тампонажных растворов.
2.2.3. Методы исследования состава и физикомеханических свойств цементного камня
2.2.4. Основные методы фазового анализа цементного камня.
2.2.5. Методика получения расширяющихся алинитовых клинкеров в лабораторных условиях .
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ И КАМНЯ НА ОСНОВЕ АЛИНИТОВЫХ ЦЕМЕНТОВ
3.1. Алинитовый цемент как новый вяжущий материал
3.1.1. Особенности технологии производства и состав алинитового цемента
3.1.2. Строительнотехнические свойства алинитового цемента
3.2. Исследование технологических свойств тампонажных растворов на основе алинитового цемента.
3.2.1. Сроки схватывания и время загустевания алинитовых тампонажных растворов.
3.2.2. Механическая прочность цементного камня .
3.2.3. Термостойкость и коррозионная стойкость алинитового цементного камня .
3.2.4. Облегченные тампонажные растворы на базе алинитового цемента
3.3. Выводы
РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ АЛИНИТОВОГО КЛИНКЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСШИРЯЩИХСЯ ТАМПОНАЖНЫХ ЦЕМЕНТОВ
4.1. Получение расширяющихся алинитовых клинкеров в лабораторных условиях
4.2. Особенности распределения свободного оксида кальция
в расширяющемся алинитовом клинкере .
4.3. Выпуск полупромышленной партии алинитового расширяющегося тампонажного цемента на экспериментальной печи
4.4. Выводы.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРБРАВАНИЯ И ТВЕРДЕНИЯ ТАМПОНАЖНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ АЛИНИТОВОГО РАСШИРЯЩЕГОСЯ ТАМПОНАЖНОГО ЦЕМЕНТА АРТЦ
5.1. Физикомеханические свойства тампонажных растворов
на основе АРТЦ.
5.1.1. Кинетика расширения и структурообразования . . .
5.1.2. Сроки схватывания и время загустеванияИЗ
5.1.3. Водоудерживагощая способность П
5.2. Физикомеханические характеристики цементного камня
на основе АРТЦ.
Стр.
5.2.1. Механическая прочность . И
5.2.2. Газопроницаемость .
5.2.3. Термостойкость и солестойкость
5.3. Расширяющиеся тампонажяые растворы пониженной плотности на основе АРТЦ.
5.4. Рекомендуемые составы расширяющихся тампонажных растворов на основе АРТЦ .
5.5. Технологический эффект расширения
5.6. Исследование фазового состава и микроструктуры цементного камня на основе АРТЦ
5.6.1. Особенности фазового состава гидратированных АРТЦ . . . . . .
5.6.2. Микроструктура цементного камня АРТЦ
5.7. Производственнолабораторные испытания АРТЦ в различных организациях Мингео СССР .
5.8. Выводы.
6. ВЫПУСК ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫХ ПАРТИЙ АЛИНИТОВОГО РАСНМРЯ
ЮЦЕГОСЯ ТАМП0НШ0Г0 ЦЕМЕНТА И ИСПЫТАНИЯ АРТЦ В ПРОМЫСЛОШХ УСЛОВИЯХ
6.1. Выпуск опытнопромышленных партий АРЩ в заводских условиях
6.2. Опытнопромышленные испытания АРТЦ .
6.3. О приемке АРТЦ Министерством геологии СССР . . .
6.4. Выводы.
ОБЩЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В работе разработан и испытан расширяющийся тампонажный цемент ТРЦ, содержащий портландцемент тампонажный и рас
ширяющую добавку АФП . Расширяющаяся вяжущее АФП содержит алшокальциевый шлак , фосфогипс и молотый кварцевый песок . Предлагаемый расширяющийся цемент ТРЦ
имеет большую величину свободного расширения до 8 и рекомендуется применять в интервале температур С. В г. ВНИЖРнефти разработан и испытан тампонажный быстротвердеющий расширяющийся цемент ЦТБР, предназначенный для цементирования скважин в температурном интервале от 2 до С
. Получают ЦТБР совместным измельчением высокоалкминатного и гранулированного шлаков, а также двуводного гипса. Величина линейного расширения цементного камня на основе этого цемента составляет до 0,1. В МИНХиГП им. Е.М. Губкина была разработана расширяющаяся тампонажная смесь для цементирования низкотемпературных скважин . Смесь получается путем затвердения портландцемента с высоким содержанием трехкальциевого алюмината СдА не менее на процентном растворе сульфата натрия аг4 . Расширение образцов цементного камня на основе этой смеси, твердевших в воде и насыщенном растворе хлористого натрия составило соответственно
1,0 и 0,8. Расширяющиеся тампонажные растворы могут получаться на основе гипсоглиноземистого цемента и его смеси с тампонажный портландцементом Смесь тампонажного портландцемента и гилсоглиноземистого в соотношении тлеет несколько большую величину расширения. При ВЦ 0, и температуре С срок начала схватывания составляет 2, ч. При повышении температуры до С срок начала схватывания сокращается до мин. Во ВНИИгазе получен расширяющийся тампонажный сульфоалюглинатный цемент Клинкер этого цемента получается при обжиге сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и гипса, при температуре С. Сульфоалюминатный цемент рекомендуется применять в условиях холодных скважин Величина расширения через часа твердения составляет порядка 2,0. НИИцементом совместно с ВНШгазом разработан безусадочный белитоалкглинатный цемент БАЦ . При изготовлении этого цемента использованы белитоалюминатяые отходы, тлеющие ограниченный выход. БАЦ получают совместным помолом обожженного белитоуалшинатного отхода и двуводного гипса. Температурный интервал применения от 5 до С. Нетрудно заметить, что несмотря на различные материалы, входящие в состав вышеперечисленных цементов, природа расширения этих цементов общая образование высокосульфатных форм гидросульфоалшинатов, способных увеличивать общий объем всей системы. Общими компонентами для этих цементов являются силикаты кальция, глинозем, сульфаты кальция и иногда негашеная или гашеная известь. Эти компоненты либо входят в состав природного сырья, либо полу
чают искусствеяным путем, в том числе и в составе шлаков и шламов, которые в настоящее время используются еще в весьма ограниченном объеме. Известны также способы получения безусадочных и расширящяхся композиций за счет кристаллизационного давления других веществ, не гидросульфоалшинатов. Например, как расширяющий агент используют также гидросульфоферрит кальция 8,, причем, введение такой добавки в портландцемент позволяет получить расширяющийся цемент с большой энергией расширения. В безусадочном смолоцементном тампонаяном растворе усадки коллоидной фазы в твердеющем камне компенсируется медленным расширением кристаллической фазы в процессе нарастания прочности смолоцементного камня. Исследования по созданию и применению расширяющихся цементов проводятся также за рубежом в лабораториях США, Японии, Польши, Болгарии, Венгрии и др. В США используют три вида расширяющихся цементов, обозначенных как типы К, М и 5 Эти цементы характеризуются тем, что в них основным источником алюминатных ионов являются различные глиноземсодержащие соединения. Тип К основан на С4Ад5 , тип М содержит САдАг, глиноземистый цемент и тип 5 в качестве источника алюминатных ионов для образования эттриягита содержит портладдцементный клинкер о высоким содержанием СдА. В США обычно получают расширяющийся цемент типа К при совместном помоле клинкера обычного портландцемента, расширяющегося клинкера, содержащего сульфоалкминат кальция, и гипса или смеси гипса и ангидрита.