183557. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagyhőmérsékletű fúrólyukak cementezésére alkalmas cementtej előállítására
1 183 557 9 Ä találmány tárgya nagyhőmérsékletű fúrólyukak cementezésére 160—320 °C hőmérséklet határok között alkalmazható, nagyhatásfokú kötéslassító adalékanyag-kompozíciót tartalmazó, kohósalak alapú cementtej előállítására alkalmas eljárás. ) b. - i A nagymélységű és nagyhőmérsékletű fúrólyukak cementezésének egyik fontos feltétele a cementtej megfelelő szivattyúzhatósági idejének biztosítása. Ezt a technika jelenlegi állása szerint az alkalmazott hidraulikus kötőanyag kötését lassító adalékanyaggal vagy több adalékanyag kombinációjával lehet elérni A nagymélységű és nagyhőmérsékletű fúrólyukak cementezéséhez technológialag szükséges minimális időigény (biztonsági tartalékkal együtt) 160—200 perc. A jelenleg világviszonylatban gyakorlatilag alkalmazott kötéslassító adalékanyagok (USA, SZU) kálciumlignoszulfonút, lignin Származékok, karboximetilhidroxi-etil-cellulóz (CMHEC) barnaszén kivonatok, borkősav, hipán, kálciumglukonátok stb. a hőmérséklet emelkedésével, 260 °C felett, mind veszítenek a hatékonyságukból és már nem tudják biztosítani a szükséges szivattyúzhatósági időt. (I. : 2. sz. táblázatot). Eljárásunkkal kohósalak alakú cementtej kívánt szivattyúzhatósági idejét 300—320 °C cirkulációs hőmérsékleten biztosítani lehet. Az eljárás legfőbb előnye a kötéslassító kompozíció nagy hatékonysága, amely nélkül az említett magas hőmérsékleten cementezni nem lehet. A nagyhatásfokú kötéslassító kompozíció hatásmechanizmusa abban áll, hogy a krómsó komponens komplexesíti a többi szerves komponenst és ezáltal a kohósalak szemcsék felületén olyan erős adszorpciós védőburok képződik, amely még magas hőmérsékleten (320 °C) is megakadályozza a kohósalak hidratációját. A hidratáció ideiglenes megakadályozása következtében a kohósalak kötéskezdeti ideje meghosszabbodik, és a cementtej kellő ideig szivattyúzható marad. A találmányunk szerinti kötéslassító adalékanyag hatékonyságát 240—300 °C között az 1. sz. táblázatban összefoglalt kísérleti eredmények szemléltetik. A 2. sz. táblázatban az ismert kötéslassító adalékanyagokat tartalmazó kohósalak cementtej szivattyúzhatósági idejét tüntettük fel. A nagyhatásfokú kötéslassító adalékanyag egyidejűleg a cementtej összes többi, cementezés technológiailag szükséges jellemzőjét (reológia, szilárdság, stabilitás stb.) is biztosítja. Az eljárásunk ismertetése: A kötéslassító adalékanyag komponenseket a készítendő cementtej keverővízébe az alábbi sorrendben kell beadagolni: Csersav, nátriumbikromát (Na2, Cr2 07), szulfitszennylúg, viszkozol, (ferrolignoszulfonát), marónátron (NaOH). Az egyes komponensek beadagolása után a folyadékot jól elkeverjük. A keverésnek nem kell a teljes oldódásig tartania. Az egyes komponensek súlyaránya állandó vagyis 8:2:4:4:1 csersav: Na2 Cr2 Ch: szulfitszennylúg: viszkozol: NaOH. A komponensek mennyisége az összes szilárd cementező anyag súlyára számítandó. Az összes komponens bekeverése után — a szokásos módon — 30—40% őrölt kvarchomokot tartalmazó kohósalakkal cementtejet készítünk, ami azonnal a fúrólyukba szivattyúzható. A cementezés előtt a receptúrákat a ténylegesen alkalmazásra kerülő anyagokkal laboratóriumi mérésekkel ellenőrizni kell, mert az anyagminőségek ingadozása miatt az adalékanyag koncentráció változhat. A szivattyúzhatósági időket nagynyomású cementkonzisztométerben kell mérni. Példák: 1. 240 °C-on és 800 bar nyomáson alkalmazható receptúra 100% kohósalak (40% őrölt kvarchomokkal) 0,6% csersav 0,15% Na2Cr2Cb 0,3% szulfitszennylúg 0,3% viszkozol (ferrolignoszulfonát) 0,075% NaOH V/sz — 0,45 (víz-szilárdanyag tényező) Szivattyúzhatósági idő: 175 perc 2.280 °C-on és 800 bar nyomáson alkalmazható receptúra 100% kohósalak (40% őrölt kvarchomokkal) 1,0% csersav 0,25% Na2 Cr2 07 0,50% szulfitszennylúg 0,50% viszkozol (ferrolignoszulfonát) 0,125% NaOH V/sz - 0,45 Szivattyúzhatósági idő: 280perc Nyomószilárdság 280 °C-on és 300 bar nyomáson : 8,9 MPa Áteresztő képesség: 0,61 • 103p mJ 3. 300 °C-on és 1000 bar nyomáson alkalmazható receptúra 100% kohósalak (40% őrölt kvarchomokkal) 1,2% csersav 0,3% Na2 Cr2 07 0,6% szulfitszennylúg 0,6% viszkózok (ferrolignoszulfonát) 0,15% NaOH V/sz-0,45 Szivattyúzhatósági idő: 302 perc 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65 2
