Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wpływ PbO na proces wiązania i twardnienia cementu portlandzkiego

100%

Nocuń-Wczelik W. , Łój G.

|

2006

|

tom R. 11/73, nr 5

285-290

PL

Zbadano wpływ PbO na kinetykę wydzielania ciepła i kształtowanie właściwości użytkowych cementów portlandzkich. Badania kalorymetryczne wykazały opóźnienie hydratacji w funkcji zawartości domieszki. Wyniki te przekładały się na opóźnienie procesu wiązania zaczynów i twardnienia zapraw. Stwierdzono jednakże, że przy zawartości PbO nieprzekraczającej 1-2% masy cementu jest możliwe uzyskanie wyników zgodnych z normami, a nawet pewne poprawienie wskaźników wytrzymałościowych po dłuższym okresie dojrzewania. Nie stwierdzono istotnych zmian wodożądności cementów, ani nieprawidłowych zmian objętości.

EN

The effect of PbO on the heat evolution and standard properties of Portland cement pastes and mortars was studied. The hindering of hydration process, depending on the additive content was found by calorimetric measurements. These results were compatible with delayed setting and hardening of cement mortars. However, at PbO content not exceeding 1-2% by mass of cement, the data showed good conformity with the standard requirements; the strength results at later ages were even higher. There were no significant changes as the water demand or stability of volume was concerned.

2

Cement slurries for sealing casing in boreholes with increased risk of gas migration

84%

Rzepka M. , Kremieniewski M. , Kędzierski M.

Nafta-Gaz

|

2019

|

tom R. 75, nr 9

562--570

EN

A cement job is one of the most important operations carried out during the drilling of wells. Further functioning of the well depends on the correct execution of the cement job (for instance, in case of a failed cement job, further hydrocarbon deposit production may turn to be difficult or simply impossible). The article presents the issues of the cement slurry technology deployed for sealing shallow boreholes with an increased risk of shallow gas migration. Oil and Gas Institute – National Research Institute has developed a number of cement slurry formulations characterized by properly adjusted density, gelling and bonding time, which will allow the creation of a tight barrier in the borehole annulus that prevents the production fluid from leaking to the surface. Properly modified (with the aid of natural rubber latex or nanosilica) cement slurries based on Portland cement CEM I 42.5 are suitable for use in cement jobs carried out in shallow drilling wells. Particularly advantageous technological parameters have been obtained for cement slurries containing about 0.5–1% nano-SiO2. The optimal water-cement ratio for these formulas was at the level of about 0.50–0.52. Both latex-containing and nano- SiO2-containing samples were characterized by a very advantageous course of the gelation plot (static build-up of gel strength). Their TT transition times amounted to several tens of minutes (which is a proof of high ability to prevent gas migration from shallow gas accumulations). Bonding times of the tested slurries can be successfully controlled using acceleration agents commonly used in the industry. Slurries that had been tested using the Vicat apparatus were characterized by a bonding time in the range from approximately 100 up to 280 minutes. As a result, depending on the anticipated length of the cementing job, the required bonding time can be appropriately adjusted. Compressive strength after 7 days of hydration was high (for samples with the addition of latex, they were about 22–23 MPa, for nano- SiO2 slurries around 29–31 MPa). Due to their good technological parameters, the cement slurries developed at Oil and Gas Institute – NRI could be used in the process of cementing casing strings, e.g. in the Carpathian Foreland, where there is a shallow gas accumulation hazard.

PL

Zabieg cementowania rur okładzinowych jest zaliczany do najważniejszych operacji przeprowadzanych podczas wykonywania otworu wiertniczego. Od jego prawidłowego przebiegu zależy dalsze funkcjonowanie odwiertu (np. w przypadku nieudanego cementowania rur późniejsza eksploatacja złoża może okazać się utrudniona lub wręcz niemożliwa).W artykule przedstawione zostały zagadnienia technologii zaczynów cementowych służących do uszczelniania płytkich otworów wiertniczych o podwyższonym ryzyku wystąpienia migracji gazu. W Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym opracowano szereg receptur zaczynów cementowych charakteryzujących się odpowiednio dobraną gęstością, czasem żelowania i wiązania, co pozwala na wytworzenie w otworze wiertniczym szczelnej bariery uniemożliwiającej przedostawanie się medium złożowego na powierzchnię. Odpowiednio zmodyfikowane (za pomocą lateksu lub nanokrzemionki) zaczyny cementowe na bazie cementu portlandzkiego CEM I 42,5 z powodzeniem nadają się do zastosowania w pracach cementacyjnych prowadzonych w płytkich otworach wiertniczych. Szczególnie korzystne parametry technologiczne uzyskano dla zaczynów cementowych zawierających około 0,5–1% nano-SiO2. Optymalny współczynnik wodno-cementowy kształtował się dla tych receptur na poziomie około 0,50–0,52. Zarówno próbki zawierające lateks, jak i te zawierające nano-SiO2 cechowały się bardzo korzystnym przebiegiem krzywej żelowania (narastania statycznej wytrzymałości strukturalnej). Ich czasy przejścia (transition time) TT wynosiły kilkadziesiąt minut (co świadczy o wysokiej zdolności do zapobiegania migracji gazu z płytkich horyzontów produktywnych). Czasy wiązania badanych zaczynów można z powodzeniem regulować za pomocą powszechnie używanych w przemyśle środków przyspieszających. Testowane na aparacie Vicata zaczyny posiadały czasy początku wiązania w przedziale od około 100 do 280 minut. Powoduje to, że w zależności od przewidywanej długości zabiegu cementowania można odpowiednio dobrać wymagany czas wiązania zaczynu. Wytrzymałości na ściskanie po 7 dniach hydratacji przyjmowały wysokie wartości (dla próbek z dodatkiem lateksu wynosiły one około 22–23 MPa, dla zaczynów z nano-SiO2 – około 29–31 MPa). Zaczyny cementowe opracowane w INiG – PIB z uwagi na swe dobre parametry technologiczne mogłyby znaleźć zastosowanie w procesie cementowania kolumn rur okładzinowych, np. na obszarze przedgórza Karpat, gdzie występuje duże ryzyko pojawienia się migracji gazu.

3

Właściwości tworzyw cementowych modyfikowanych glukonianem wapniowym

84%

Kapelko A.

Cement Wapno Beton

|

1998

|

tom R. 3/65, nr 3

99-103

PL

Badano wpływ glukonianu wapniowego na własności tworzyw cementowych w stanie świeżym i po stwardnieniu. Stwierdzono, że dodatek 0,05 i 0,07% glukonianu wapniowego działa szczególnie korzystnie wydłużając czas wiązania cementu, uplastyczniając tworzywa cementowe i poprawiając własności mechaniczne stwardniałych zapraw i betonów. Ponadto stosowanie glukonianu wapniowego razem z dyspergatorem NNO wydłuża czas uplastyczniającego działania superplastyfikatora w mieszankach betonowych.

EN

The effect calcium gluconate on the properties of fresh cement products and after hardening was investigated. It has been stated that an addition of 0,05 and 0,07% of calcium gluconate reveals a particularly advantageous actions, prolonging the setting time of cement, plasticizing cement products and improving mechanical properties of hardened mortars and concretes. Furthermore, the use of calcium gluconate together with the dispersing agent NNO prolonges the plasticizing time of superplasicizer in concrete mixes.

4

Badania procesu żelowania zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania otworów przewiercających płytkie poziomy gazonośne

84%

Rzepka M. , Kędzierski M.

Nafta-Gaz

|

2021

|

tom R. 77, nr 4

235--243

PL

Niniejszy artykuł przedstawia zagadnienia z zakresu technologii zaczynów uszczelniających dotyczące tzw. procesów żelowania (tzn. narastania statycznej wytrzymałości strukturalnej zaczynów cementowych). Na podstawie badań prowadzonych na świecie można stwierdzić, że tempo żelowania zaczynu cementowego odgrywa istotną rolę w procesie przeciwdziałania ewentualnym ekshalacjom gazowym z przestrzeni pierścieniowej. Po wtłoczeniu zaczynu do otworu (zwłaszcza w strefach, w których występują płytko zalegające horyzonty gazowe) może dojść do tzw. migracji (ekshalacji) medium złożowego (tj. niekontrolowanego wypływu np. gazu z przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego). Do najważniejszych przyczyn powstawania zjawiska migracji gazu z płytkich horyzontów po zabiegu cementowania rur zalicza się niezdolność do utrzymania określonego nadciśnienia przez kolumnę wiążącego zaczynu cementowego oraz zbyt długie wiązanie zaczynu cementowego po zatłoczeniu go do otworu. Zaczyn cementowy po wytłoczeniu poza rury okładzinowe, będący początkowo w stanie płynnym, działa jako ciecz, wywołując określone ciśnienie hydrostatyczne na złoże, np. gazowe. Jednakże po pewnym czasie rozpoczyna się okres budowy statycznej wytrzymałości strukturalnej (SGS, ang. static gel strength), aż do momentu związania cementu. Proces budowy SGS, czyli tzw. żelowania zaczynu cementowego, powoduje ograniczenie zdolności do transmisji (przekazywania) ciśnienia hydrostatycznego na złoże. W Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym przetestowano szereg receptur zaczynów cementowych charakteryzujących się różnym czasem żelowania i wiązania. Zaczyny sporządzane były na bazie m.in.: trzech rodzajów lateksów (o symbolach L1, L2, L3), dwóch rodzajów szkła wodnego (o symbolach S1, S2), krzemionki bezpostaciowej (o symbolu CB), nanokomponentów na bazie n-SiO2 i n-Al2O3 (o symbolach NS i NA) oraz polimeru wielkocząsteczkowego (o symbolu GS). Do testowanych zaczynów stosowano przyspieszacz wiązania w różnych ilościach. Łącznie wykonano badania dla 18 receptur cementowych, co pozwoliło na wytypowanie optymalnych składów zaczynów o krótkich czasach żelowania i wiązania. Próbki zawierające w odpowiedniej koncentracji jeden z rodzajów lateksu, polimer GS, jak i te zawierające n-SiO2 i n-Al2O3 cechowały się bardzo korzystnym przebiegiem krzywej żelowania (narastania statycznej wytrzymałości strukturalnej). Ich czasy przejścia (TT, ang. transition time), odzwierciedlające przebieg żelowania, wynosiły od kilkunastu do kilkudziesięciu minut (co świadczy o ich wysokiej zdolności do zapobiegania migracji gazu z płytkich horyzontów produktywnych). Opracowane w INiG – PIB zaczyny cementowe, z uwagi na ich dobre parametry technologiczne, mogłyby znaleźć zastosowanie w procesie cementowania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych, zwłaszcza w przypadkach spodziewanego płytkiego zalegania poziomów gazonośnych.

EN

The article presents issues related to the sealing slurry technology concerning gelling processes (i.e., static built-up of gel strength of cement slurries). Based on research conducted around the world, it can be concluded that the rate of gelling of the cement slurry has an important role in the process of preventing possible gas exhalations from the annular space. After the cement slurry is pumped into the borehole (especially in zones with shallow gas horizons), the so-called migration (exhalation) of the formation medium (i.e. uncontrolled outflow of e.g. gas from the annular space) may occur. The most important caused of gas migration from the shallow horizons after casings cementation are the inability to maintain a certain overpressure by the column of the binding cement slurry and too long binding of the cement slurry after pumping into the borehole. The initially liquid cement slurry, when pumped out of the casing, acts as a liquid, creating a certain hydrostatic pressure on the deposit. e.g. gas. However, after some time, the period of building the static gel strength (SGS) starts until the cement sets. The SGS building process, i.e. gelling of the cement slurry, reduces the ability to transmit hydrostatic pressure to the reservoir. The Oil and Gas Institute – National Research Institute has tested a number of cement slurry formulations characterized by different gelling and bonding times. Slurries were made on the basis of three typed of latex with the symbols L1, L2, L3, two types of water glass with symbols S1, S2, amorphous silica with the symbol CB, nano-components based on n-SiO2 and n-Al2O3 with the symbols NS and NA as well as high-molecular weight polymer with the symbol GS. Different amounts of setting accelerator were used with the tested slurries. Tests were carried out for eighteen cement recipes, which made it possible to select the optimal compositions of slurries with short gelling and setting times. The samples containing one of the types of latex in the appropriate concentration, the GS polymer, as well as those containing n-SiO2 and n-Al2O3, showed a very advantageous course of the gelation plot (static build-up of gel strength). Their TT transition times, reflecting the course of gelation, ranged from several to several tens of minutes (which is a proof of high ability to prevent gas migration from shallow gas accumulations). The cement slurries developed at the Oil and Gas Institute – National Research Institute, due to their good technological parameters, could be used in the process of cementing casing strings.

5

Badania statycznej wytrzymałości strukturalnej zaczynów cementowych o obniżonej gęstości przeznaczonych do uszczelniania otworów wiertniczych

84%

Rzepka M. , Kędzierski M.

Nafta-Gaz

|

2022

|

tom R. 78, nr 3

197--207

PL

Prezentowany artykuł jest rozwinięciem zagadnień z zakresu technologii zaczynów uszczelniających dotyczących tzw. procesów żelowania (tj. narastania w zaczynach cementowych statycznej wytrzymałości strukturalnej w trakcie procesu wiązania). W zdecy- dowanej większości dotychczasowych publikacji w czasopismach naukowych i branżowych omawiano jedynie badania procesów żelowania zaczynów o tzw. normalnej gęstości, wynoszącej około 1800–1900 kg/m3 . W niniejszym artykule skoncentrowano się na zagadnieniu narastania statycznej wytrzymałości strukturalnej zaczynów cementowych, których gęstość kształtuje się na poziomie 1450–1600 kg/m3 . Analizując badania prowadzone na świecie należy podkreślić, że w procesie przeciwdziałania ewentualnym ekshalacjom gazowym z przestrzeni pierścieniowej tempo żelowania zaczynu cementowego odgrywa niezwykle istotną rolę. Dotyczy to zarówno zaczynów o normalnej, jak i o obniżonej gęstości. Po zabiegu wytłoczenia zaczynu poza rury okładzinowe znajduje się on początkowo w stanie płynnym i działa na złoże jako ciecz (poprzez wytworzone ciśnienie hydrostatyczne). Następnie po określonym czasie w zaczynie następuje budowa statycznej wytrzymałości strukturalnej SGS (ang. static gel strength), co powoduje stopniowy spadek ciśnienia hydrostatycznego. Proces ten trwa aż do momentu związania cementu. W Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym opracowano szereg receptur innowacyjnych zaczynów cementowych o obniżonej gęstości, do których wprowadzono dodatki nanokomponentów oraz polimeru wielkocząsteczkowego. Gęstość zaczynów obniżano za pomocą dodatku różnych koncentracji mikrosfer. Receptury lekkich zaczynów, które zawierały w odpowiedniej koncentracji wielkocząsteczkowy polimer o symbolu GS, a także te zawierające nanokomponenty w postaci n-SiO2 i n-Al2O3 cechowały się bardzo korzystnym przebiegiem krzywej żelowania (tj. szybkim narastaniem statycznej wytrzymałości strukturalnej). Lekkie zaczyny cementowe o najkorzystniejszych parametrach, tj. krótkich czasach przejścia TT (ang. transition time), mogą znaleźć zastosowanie w procesie cementowania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych – zwłaszcza w warstwach słabo zwięzłych lub horyzontach o obniżonym gradiencie ciśnienia złożowego.

EN

The presented article is an extension of the issues in the field of sealing slurries technology related to the so-called gelling processes (i.e. the build-up of static structural strength in cement slurries during the setting process). The vast majority of papers published in scientific and trade journals discussed only the study of the gelling of slurries with the so-called “normal” density of around 1800–1900 kg/m3 . This article focuses on the issue of the build-up of static structural strength of cement slurries, the densities of which range from 1450–1600 kg/m3 . Based on research conducted around the world, it can be concluded that the rate of gelling of the cement slurry plays an important role in the process of preventing possible gas exhalations from the annular space. This is the case with both normal and reduced density of slurry. The initially liquid cement slurry, when pumped out of the casing, acts as a liquid, creating a certain hydrostatic pressure on the deposit. Then, after some time, the period of building the static gel strength (SGS) starts, causing a gradual drop in hydrostatic pressure. This process continues until the cement sets. The Oil and Gas Institute – National Research Institute has developed a number of innovative recipes for cement slurries with reduced density, with added nanocomponent and high-molecular weight polymer additives. The densities of the slurries were lowered with the addition of various amounts of microspheres. The formulas of light slurries containing the high-molecular weight polymer marked as GS in an appropriate concentration and those containing n-SiO2 and n-Al2O3 nanocomponents were characterized by a very advantageous course of the gelation plot (i.e. rapid static build-up of gel strength). Light cement slurries with the most advantageous parameters, i.e. short Transition Times (TT), can be used in the process of cementing casing columns in boreholes, especially in weakly compact layers or horizons with a reduced formation pressure gradient.

6

Warunki betonowania w obniżonych temperaturach, na przykładzie Pomorza

59%

Pawelska-Mazur M.

|

tom R. 82, nr 11

25-29

PL

Dynamiczny rozwój przemysłu budowlanego i związana z tym, realizacja coraz nowocześniejszych konstrukcji żelbetowych, wymusza stosowanie coraz bardziej zaawansowanych technologii betonowania. Napięte, krótkie terminy budowy wymuszają na wykonawcach niejednokrotnie prowadzenie robót budowlanych, bez względu na panujące warunki atmosferyczne. Przy wykonywaniu betonów w ujemnych temperaturach istotne znaczenie ma zabezpieczenie świeżej mieszanki betonowej przed zamarznięciem, aby mogły przebiegać reakcje chemiczne między cementem i wodą mające decydujący wpływ na wytrzymałość betonu. Zebrane informacje prezentowane w artykule, powinny stanowić cenne wskazówki dla wykonawców, podejmujących się realizacji obiektów budowlanych przypadających na okres niskich temperatur.

EN

The dynamic development of the construction industry, and the related use of ever more advanced reinforced-concrete structures, make it necessary to apply increasingly sophisticated technologies for concreting. Short completion deadlines often mean that contractors are compelled to proceed with construction works regardless of the weather conditions. When concrete is made at below-zero temperatures, it is important to protect the fresh concrete mixture from freezing, in order to enable the continuation of the chemical reactions between cement and water which have a decisive effect on the durability of the resulting concrete. The information presented in this article provides valuable guidance for contractors carrying out construction works in periods of low temperatures.

7

Czynniki decydujące o wpływie metali ciężkich na wiązanie cementu portlandzkiego

59%

Pichniarczyk P.

Cement Wapno Beton

|

2019

|

tom R. 24/86, nr 6

455--461

PL

Wykazano doświadczalnie jakie są główne czynniki decydujące o wpływie dwóch tlenków metali ciężkich: ołowiu oraz wanadu na wiązanie cementu portlandzkiego. Głównymi czynnikami decydującymi o wpływie tych metali są: a) stężenie jonów siarczanowych w fazie ciekłej zaczynu cementowego, b) szybkość rozpuszczania się metali ciężkich w fazie ciekłej zaczynu, c) postać w jakiej dodawane są metale ciężkie w przypadku występowania różnicy w szybkości rozpuszczania metalu i jego tlenku. Gdy stężenie jonów siarczanowych jest małe w pierwszych 20 minutach od dodania wody, szybko rozpuszczający się ołów hamuje tworzenie się warstewki ettringitu na ziarnach C3A, co powoduje szybkie wiązanie „ettringitowe”. W przypadku małej szybkości rozpuszczania metali i ich niewielkiego stężenia w roztworze, warstewka ettringitu tworzy się na kryształach C3A i metale te nie mają praktycznie żadnego wpływu na początek wiązania. Tak jest w przypadku wanadu, natomiast ma on opóźniający wpływ na koniec wiązania.

EN

It was proved experimentally in the work what are the main factors governing the influence of two heavy metals: lead and vanadium on the setting of Portland cement. The main factors governing the behaviour of these metals are as follows: a) concentration of sulphate ions in the cement paste liquid phase, b) the rate of dissolution of heavy metals in this liquid phase, c) the form of heavy metals addition, in the case when there is a high difference in the rate of dissolution between metal and its oxide. When the concentration of sulphate is low in the first 20 minutes after addition of mixing water the quick dissolution lead is preventing the formation of ettringite layer on C3A and the quick “ettringite” setting takes place. When the metals have low dissolution rate and low concentration in solution the ettringite layer is formed on C3A crystals and these metals have practically no influence on the initial setting time. There is the case of vanadium, but it has retarding effect on the final setting time of cement.