PL234726B1 - Kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej - Google Patents

Kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej Download PDF

Info

Publication number
PL234726B1
PL234726B1 PL420469A PL42046917A PL234726B1 PL 234726 B1 PL234726 B1 PL 234726B1 PL 420469 A PL420469 A PL 420469A PL 42046917 A PL42046917 A PL 42046917A PL 234726 B1 PL234726 B1 PL 234726B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
parts
cement
latex
grout
composition
Prior art date
Application number
PL420469A
Other languages
English (en)
Other versions
PL420469A1 (pl
Inventor
Marcin Rzepka
Marcin Kremieniewski
Szczepan Filip
Original Assignee
Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy
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 Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy filed Critical Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy
Priority to PL420469A priority Critical patent/PL234726B1/pl
Publication of PL420469A1 publication Critical patent/PL420469A1/pl
Publication of PL234726B1 publication Critical patent/PL234726B1/pl

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej, stosowana do uszczelniania otworów wiertniczych, gdzie jako cieczy zarobowej używa się wody morskiej.
W publikacji R.C. Smith I D.G. Calvert, The Use of Sea Water in Well Cementing, SPE-5030-PA, Journal of Petroleum Technology, Volume 27 Issue 06, June 1975, p. 759-764 opisane są kompozycje zaczynów cementowych zarabianych wodą morską. Zaczyny te sporządzane są z cementów różnych klas, a jako dodatki wprowadzono do nich przyśpieszacze bądź opóźniacze wiązania, a także środki upłynniające.
Znane jest rozwiązanie z opisu patentowego numer PL 96794, w którym zaczyn do uszczelniania otworów wiertniczych, oparty jest na bazie cementu przy użyciu wody morskiej jako wody zarobowej, charakteryzuje się tym, że zawiera on wagowo 100 części cementu, 40-60 części wody morskiej oraz dodatki w postaci 0,6-1,5 części karboksymetylocelulozy, 0,5-1,5 części węglanu sodu, 0,7-1,5 części ługu posiarczynowego i 0,03-0,2 części kwasu winowego, przy czym ilość dodatków wprowadza się w stosunku do ilości cementu. W innym rozwiązaniu według tego patentu, zaczyn do uszczelniania otworów wiertniczych, oparty jest na bazie cementu przy użyciu wody morskiej jako wody zarobowej, i charakteryzuje się tym, że zawiera wagowo 60-100 części cementu, 0-40 części pyłu dymnicowego, 40-60 części wody morskiej oraz dodatki w postaci 0,6-1,5 części karboksymetylocelulozy, 0,5-1,5 części węglanu sodu i 0,7-1,5 części ługu posiarczynowego, przy czym ilość dodatków wprowadza się w stosunku do ilości cementu z pyłem dymnicowym.
Z kolei w opisie zgłoszenia patentowego numer US 4450009 ujawnione są metody sporządzania lekkich kompozycji cementowych na bazie wody morskiej. Kompozycje cementowe opisane w tym zgłoszeniu oparte są na płynnej krzemionce sodowej z dodatkiem wodorotlenku sodu NaOH oraz opóźniacza wiązania w postaci lignosulfonianu wapnia i sodu.
Innym znanym rozwiązaniem jest przedstawiony w opisie zgłoszenia patentowego nr US2010116497 sposób obsługi odwiertu, zawierający suchą mieszankę składającą się ze zmodyfikowanego lateksu i cementu. W opisanej mieszaninie stosuje się lateks butadienowo-styrenowy. Dodatek lateksu pozwala zmniejszyć filtrację i przepuszczalność kamienia cementowego dla gazu oraz poprawić jego elastyczność. W zgłoszeniu porównano właściwości zaczynów cementowych, zawierających stały oraz płynny lateks. Zaczyny cementowe z dodatkiem stałego lateksu charakteryzowały się podwyższoną elastycznością i wyższą wytrzymałością na rozciąganie i ściskanie w porównaniu z zaczynami zawierającymi emulsję lateksową.
Przykładowe powyższe rozwiązania zawierają jako materiał wiążący znanych zaczynów cementowych cement portlandzki lub cement wiertniczy. Jako środek upłynniający stosuje się natomiast modyfikowane sulfoniany polinaftalenowe, zaś środkiem gaszącym pianę jest zwykle produkt oksyetylenowania i oksypropylenowania nasyconego alkoholu tłuszczowego, a jako środek przeciwfiltracyjny używana jest mieszanina organicznych polimerów i modyfikowanych kopolimerów rozpuszczalnych w wodzie. Regulatorami czasu wiązania są: chlorek wapnia (jako przyspieszacz wiązania) bądź lignosulfoniany wapnia i sodu (jako opóźniacze wiązania), środkiem spęczniającym jest mieszanina związków chemicznych i środków mineralnych. W takich rozwiązaniach zaczyny nie wykazują odpowiedniej odporności na destrukcyjne działanie czynników środowiskowych a kamień cementowy powstały po ich stwardnieniu cechuje się podwyższoną przepuszczalnością dla gazu w otworach wierconych w akwenach morskich. Przy zastosowaniu powyższych kompozycji istnieje małe doszczelnienie matrycy cementowej i wzrost przepuszczalności kamienia cementowego dla gazu w otworze wiertniczym.
Celem wynalazku jest stworzenie kompozycji cementowego materiału uszczelniającego, który po złączeniu ze znaną wodą zarobową w postaci wody morskiej, z rozpuszczonymi w niej znanymi środkami modyfikującymi, zwłaszcza takimi jak upłynniający, gaszący pianę, przeciwfiltracyjny i regulujący wiązanie, pęczniejąc - utworzy zaczyn cementowy nadający się do uszczelniania rur w otworach wierconych w akwenach morskich. Wytworzony z takiego zaczynu kamień cementowy będzie wykazywał podwyższoną odporność na destrukcyjne działanie czynników środowiskowych.
Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu według wynalazku, w którym kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej charakteryzuje się tym, że zawiera 0,48-0,52 m3 wody morskiej, 100 cz. wag. cementu portlandzkiego od 0,2 do 0,6 cz. wag. produktu oksyetylenowania i oksypropylenowania nasyconego alkoholu tłuszczowego, od 0,2 do 0,6 cz. wag. modyfikowanych sulfonianów polinaftalenowych, od 0,1 do 0,5 cz. wag. mieszaniny organicznych polimerów oraz modyfikowanych
PL 234 726 Β1 kopolimerów, od 0,1 do 0,5 cz. wag. lignosulfonianów wapnia i sodu, od 0,2 do 0,4 cz. wag. środka spęczniającego będącego mieszaniną związków chemicznych i środków mineralnych, od 10 do 20 cz. wag. wodnej dyspersji kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących, od 1 do 2 cz. wag. roztworu wodnej mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych, od 10 do 25 cz. wag. mielonego cementu portlandzkiego.
W innym korzystnym wykonaniu, kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej, w miejsce środka spęczniającego będącego mieszaniną związków chemicznych i środków mineralnych oraz 100 cz. wag. cementu portlandzkiego stosuje się 100 cz. wag. cementu wiertniczego.
Zaletą takiego rozwiązania jest stworzenie kompozycji cementowego materiału uszczelniającego, który po złączeniu ze znaną wodą zarobową w postaci wody morskiej, z rozpuszczonymi w niej znanymi środkami modyfikującymi, zwłaszcza takimi jak upłynniający, gaszący pianę, przeciwfiltracyjny i regulujący wiązanie, pęczniejąc - utworzy zaczyn cementowy nadający się do uszczelniania rur w otworach wierconych w akwenach morskich. Wytworzony z takiego zaczynu kamień cementowy będzie wykazywał podwyższoną odporność na destrukcyjne działanie czynników środowiskowych. Zastosowanie w mieszaninie lateksu (tj. wodnej dyspersji kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących), powoduje doszczelnienie matrycy cementowej i obniżenie przepuszczalności dla gazu w otworze wiertniczym.
Przykład wykonania przedmiotu wynalazku przedstawiono poniżej.
Do zarabiania zaczynów cementowo-lateksowych zastosowano wodę morską o poniższym składzie chemicznym:
Substancj a Koncentracja w kilogramach na 1 m3 wody morskiej
chlorek sodu, NaCI 5,45 ( ± 0,20)
chlorek magnezu, MgCl2 0,75 ( ± 0,05)
siarczan magnezu, MgSO4 0, 35 ( ± 0,05)
siarczan wapnia, CaSO4 0,25 ( ± 0,03)
siarczan potasu, K2SO4 0,20 ( ± 0,03)
węglan wapnia, CaCOa 0, 025 (± 0, 005)
Kompozycja pierwsza:
Składnik Ilość
woda morska 0,52 0 m3
środek gaszący pianę (produkt oksyetylenowania i oksypropylenowania nasyconego alkoholu tłuszczowego) 5 kg
środek upłynniający (modyfikowane sulfoniany polinaftalenowe) 2 kg
środek przeciwfiltracyjny (mieszanina organicznych polimerów oraz modyfikowanych kopolimerów) 1 kg
środek opóźniający wiązanie (lignosulfoniany wapnia i sodu) 1,5 kg
środek spęczniający (mieszanina związków chemicznych i środków mineralnych) 3 kg
lateks wiertniczy (wodna dyspersja kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących) 100 kg
stabilizator lateksu (roztwór wodny mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych) 2 0 kg
mikrocement (cement portlandzki o powierzchni właściwej ok. 1200 m2/kg) 200 kg
cement portlandzki CEM I 32,5 R 1000 kg
PL 234 726 Β1
Kompozycja druga:
Składnik Ilość
woda morska 0,480 m3
środek gaszący pianę (produkt oksyetylenowania i oksypropylenowania nasyconego alkoholu tłuszczowego) 5 kg
środek upłynniający (modyfikowane sulfoniany polinaftalenowe) 2 kg
środek przeciwfiltracyjny (mieszanina organicznych polimerów oraz modyfikowanych kopolimerów) 1 kg
środek opóźniający wiązanie (lignosulfoniany wapnia i sodu.) 1,5 kg
lateks wiertniczy (wodna dyspersja kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących) 100 kg
stabilizator lateksu (roztwór wodny mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych) 2 0 kg
mikrocement (cement portlandzki o powierzchni właściwej ok. 1200 m2/kg) 200 kg
cement wiertniczy klasy G 1000 kg
Wytworzenie kompozycji zaczynów cementowo-lateksowych polega na dodaniu do podanej wyżej ilości wody zarobowej (wody morskiej) w trakcie mieszania dodatków w następującej ilości i kolejności: środek gaszący pianę o nazwie handlowej PSP 061 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych - według karty charakterystyki substancji chemicznej z dnia 07.05.2003), środek upłynniający o nazwie handlowej PSP 042 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych), środek przeciwfiltracyjny o nazwie handlowej PSP 031 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych), środek spęczniający o nazwie handlowej PSP Q1 - kompozycja pierwsza (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych), lateks wiertniczy o nazwie handlowej PSP 104 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych), stabilizator lateksu o nazwie handlowej PSP 103 (firmy Polski Serwis Płynów Wiertniczych). Po skomponowaniu kompozycji, całość miesza się około 10 minut do całkowitego rozpuszczenia składników i ujednorodnienia mieszaniny. Następnie, ciągle mieszając, wprowadza się mikrocement oraz cement portlandzki w przypadku kompozycji pierwszej lub cement wiertniczy - w przypadku kompozycji drugiej. Tak przygotowane zaczyny cementowe miesza się przez kolejne 20 minut, a następnie wprowadza się je do otworu wiertniczego, wypełniając przestrzeń pomiędzy rurami okładzinowymi a skałą.
Zaczyny o powyższym składzie posiadają następujące parametry:
Parametr określany dla zaczynów cementowych Jednostka Kompozycja pierwsza Kompozycja druga
Temperatura badania [°C] 50 70
Ciśnienie badania [MPa] 25 35
Gęstość [kg/m3] 1790 1840
Odstój wody [%] 0, 0 0, 0
Czas gęstnienia 30 Bc [h: 3:12 3:24
(konsystencja)* minuty] 100 Bc [h: minuty] 3:44 3:38
Filtracj a [cm3/3 0 minut] 48 36
Wytrzymałość na ściskanie po 7 dniach [MPa] 20, 4 20, 8
Przepuszczalność [mD] 0, 078 0, 074
dla gazu po 7 dniach
*) Podano wartości konsystencji w jednostkach Beardena (Be) - wg. normy EN-PN-10426
PL 234 726 B1
Przedmiot według wynalazku może być stosowany w warunkach wierceń prowadzonych w akwenach morskich np. pod dnem Morza Bałtyckiego.

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej, znamienna tym, że zawiera 48-0,52 m3 wody morskiej, 100 cz. wag. cementu portlandzkiego od 0,2 do 0,6 cz. wag. produktu oksyetylenowania i oksypropylenowania nasyconego alkoholu tłuszczowego, od 0,2 do 0,6 cz. wag. modyfikowanych sulfonianów polinaftalenowych, od 0,1 do 0,5 cz. wag. mieszaniny organicznych polimerów oraz modyfikowanych kopolimerów, od 0,1 do 0,5 cz. wag. lignosulfonianów wapnia i sodu, od 0,2 do 0,4 cz. wag. środka spęczniającego będącego mieszaniną związków chemicznych i środków mineralnych, od 10 do 20 cz. wag. wodnej dyspersji kopolimeru butadienowo-styrenowo-amidowego z dodatkiem środków modyfikujących, od 1 do 2 cz. wag. roztworu wodnej mieszaniny etoksylowanych alkoholi nienasyconych, od 10 do 25 cz. wag. mielonego cementu portlandzkiego.
  2. 2. Kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej według zastrz. 1, znamienna tym, że w miejsce środka spęczniającego będącego mieszaniną związków chemicznych i środków mineralnych oraz 100 cz. wag. cementu portlandzkiego stosuje się 100 cz. wag. cementu wiertniczego.
PL420469A 2017-02-07 2017-02-07 Kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej PL234726B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL420469A PL234726B1 (pl) 2017-02-07 2017-02-07 Kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL420469A PL234726B1 (pl) 2017-02-07 2017-02-07 Kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL420469A1 PL420469A1 (pl) 2018-08-13
PL234726B1 true PL234726B1 (pl) 2020-03-31

Family

ID=63112934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL420469A PL234726B1 (pl) 2017-02-07 2017-02-07 Kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL234726B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL420469A1 (pl) 2018-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2586517C2 (ru) Медленно застывающие цементные композиции, содержащие пемзу, и связанные с ними способы
US7833344B2 (en) Ultra low density cement compositions and methods of making same
US8492317B2 (en) Slag compositions and methods of use
US20100006288A1 (en) Sorel cements and methods of making and using same
CA2831834C (en) A drilling fluid that when mixed with a cement composition enhances physical properties of the cement composition
CN105980515A (zh) 钝化水泥速凝剂
AU2014384674A1 (en) High-alumina refractory aluminosilicate pozzolan in well cementing
PL234726B1 (pl) Kompozycja zaczynu cementowo-lateksowego na bazie wody morskiej
RU2618540C1 (ru) Активаторы схватывания цемента для цементных композиций с замедленным схватыванием и связанные с ними способы
CA2438654C (en) Composition and method for cementing a well
CA2316038C (en) Composition and method for cementing a well
PL236864B1 (pl) Kompozycja niefrakcjonującego zaczynu cementowego
PL236862B1 (pl) Kompozycja wysokostabilnego sedymentacyjnie zaczynu cementowego
OA20056A (en) Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods.
OA17088A (en) Set-delayed, cement compositions comprising pumice and associated methods.
OA20981A (en) Cement set activators for set-delayed cement compositions and associated methods