Nghiên cứu đặc điểm sét kaolin cà đáo quảng ngãi và khả năng sử dụng làm phụ gia xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - Địa chất Ph¹m Xuân ánh Nghiên cứu đặc điểm sét kaolin Cà Đáo Quảng Ng i khả sử dụng làm phụ gia xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt Luận văn thạc sĩ khoa học Hà nội, 2006 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - Địa chÊt Phạm Xuân ánh Nghiên cứu đặc điểm sét kaolin Cà Đáo Quảng Ng i khả sử dụng làm phụ gia xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt Chuyên ngành: Địa chất thăm dò Mà số: 1.06.13 Luận văn thạc sĩ khoa häc Ng−íi h−íng dÉn khoa häc: PGS – TSKH Phạm Văn An Hà nội, 2006 3-1 Mục lục Trang Trang phơ b×a 2-1 Lêi cam ®oan 2-2 môc lôc 3-1 Danh mục bảng 3-2 Danh mục hình vẽ, ®å thÞ 3-4 Mở đầu Ch−¬ng - Khái quát đặc điểm x hội tự nhiên tỉnh Quảng Ng i 10 1.1 Khái quát đặc điểm tù nhiªn .10 1.2 Đặc điểm địa chất khoáng sản 15 Ch−¬ng - Khái quát nguyên liệu khoáng kaolin 31 2.1 Phơng pháp nghiên cứu đánh giá nguyên liệu khoáng kaolin 31 2.2 Nguån gốc thành tạo đặc điểm sét kaolin 37 2.3 Đặc điểm kaolin vùng Cà Đáo Quảng Ng i .40 Chơng 3: Đặc điểm công nghệ sét kaolin Cà Đáo Trong sản xuất xi măng giếng khoan nhĐ bỊn nhiƯt 47 3.1 Kh¸i qu¸t chung vỊ xi măng poóclăng xi măng giếng khoan 47 3.2 Bản chất không bền nhiệt xi măng poóclăng 50 3.3 Bản chất thành phần xi măng bền nhiệt 56 3.4 Nghiªn cøu sư dơng sÐt kaolin Cà Đáo làm phụ gia xi măng giếng khoan nhĐ bỊn nhiƯt 72 3.5 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt 105 Kết luận kiến nghị 107 Tài liệu tham khảo 110 3-2 Danh mục bảng Trang Bảng 2.1 Kết đánh giá thành phần cỡ hạt mẫu kaolin Tịnh Minh 40 Bảng 2.2 Kết phân tích hóa mẫu kaolin Tịnh Minh 41 Bảng 2.3 Kết phân tích Rơnghen phân tích nhiệt kaolin Tịnh Minh 41 Bảng 2.4 Kết đánh giá thành phần cỡ hạt mẫu kaolin Cà Đáo 44 Bảng 2.5 Kết phân tích hóa mẫu kaolin Cà Đáo 44 Bảng 2.6 Bảng 3.1 Bảng 3.2 B¶ng 3.3 B¶ng 3.4 B¶ng 3.5 B¶ng 3.6 B¶ng 3.7 Bảng 3.8 Kết phân tích Rơnghen phân tích nhiệt kaolin Cà Đáo Độ bền nén đá xi măng từ khoáng clanhke xi măng poóclăng hỗn hợp chúng [36] Độ bền đá xi măng hỗn hợp xi măng chứa SiO2 nhiệt độ áp suất khác [37] ảnh hởng nhiệt độ hàm lợng phụ gia silic tới độ thấm đá xi măng [37] Yêu cầu thành phần khoáng hóa học với xi măng để chế xi măng bền nhiệt xi măng nhẹ bền nhiệt Yêu cầu thành phần khoáng hóa học với xi măng để chế xi măng bền nhiệt xi măng nhẹ bền nhiệt Thành phần hóa học khoáng clanhke xi măng Hoàng Thạch (2000, 2001) Thành phần hóa học, khoáng clanhke xi măng Bim Sơn (2001) Thành phần hóa học khoáng clanhke xi măng Bỉm Sơn (2000, 2001) 46 51 60 61 70 76 77 78 79 3-3 B¶ng 3.9 B¶ng 3.10 B¶ng 3.11 B¶ng 3.12 B¶ng 3.13 B¶ng 3.14 Bảng 3.15 Thành phần hóa học khoáng clanhke xi măng Hoàng Thạch (2000, 2001, 2005) Thành phần hóa học, khoáng clanhke xi măng Bỉm Sơn (2004, 20005) Thành phần hóa học số loại ®iatomit ¶nh h−ëng cđa ®iatomit biÕn tÝnh tíi ®é bỊn đá xi măng nhẹ ảnh hởng phơng pháp nghiền đến phân bố kích thớc hạt metakaolin Tính toán lợng phụ gia điatomit metakaolin cần đa vào thành phần xi măng nhẹ bền nhiệt Thành phần tính chất xi măng vữa xi măng nhẹ bền nhiƯt 80 81 85 87 90 96 97 B¶ng 3.16 Tính chất đá xi măng nhẹ bền nhiệt 100 Bảng 3.17 ảnh hởng metakaolin tới độ bền đá xi măng nhẹ 102 Bảng 3.18 Các kết đánh giá xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt 103 3-4 Danh mục hình vẽ, đồ thị Trang Hình 1.1 Bản đồ hành tỉnh Quảng Ng i 11 Hình 2.1 Sơ đồ biểu diễn độ hạt dạng cột (a) dạng đờng cong (b) 32 Hình 2.2 Đờng cong tích luỹ độ hạt theo số học 32 Hình 2.3 Máy nhiễu xạ Rơnghen MaxfluxTM h ng Osmic 34 Hình 2.4 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen hỗn hợ khoáng chuẩn 35 Hình 2.5 Các đờng cong DTA khoáng khác 35 Hình 2.6 ảnh SEM chuẩn khoáng kaolinit 36 Hình 2.7 Đờng cong tích lũy độ hạt kaolin Tịnh Minh 40 Hình 2.8 Điểm kaolin Tịnh Hiệp Tịnh Bình (thuộc mỏ kaolin Tịnh Minh) 41 Hình 2.9 Điểm kaolin Nghĩa Thắng (thuộc mỏ kaolin Tịnh Minh) 42 Hình 2.10 Điểm lộ mỏ kaolin Cà Đáo Quảng Ng i 43 Hình 2.11 Mặt cắt vỏ phong hóa mỏ kaolin Cà Đáo 45 Hình 2.12 Đờng cong tích lũy độ hạt kaolin Cà Đáo 45 Hình 3.1 Tốc độ hydrát hóa khoáng clanhke xi măng 50 Hình 3.2 Sự phát triển cờng độ đá xi măng poóclăng theo thời gian 51 Hình 3.3 Độ bền theo thời gian đá xi măng nhiệt độ khác 55 Hình 3.4 ảnh hởng phụ gia chứa silic tới độ bền đá xi măng 58 Hình 3.5 Độ bền khoáng C3S C2S trộn phơ gia silic 59 H×nh 3.6 H×nh 3.7 H×nh 3.8 Điều kiện hình thành số canxi silicat hydrat hệ CaO SiO2 H2O [17] Giản đồ tóm tắt thành phần canxi silicat hydrat hệ CaO SiO2 H2O [27] Độ hút vôi kaolin Cà Đáo Tịnh Minh Quảng Ng i nung khoảng nhiệt độ khác 62 62 88 3-5 Hình 3.9 Giản đồ nhiệt vi sai mẫu kaolin Cà Đáo 89 Giản đồ phân bố cỡ hạt metakaolin với phơng pháp Hình 3.10 nghiền mịn khác (a) nghiền bi, (b) nghiền bi + phụ gia 91 liketal Hình 3.11 ảnh hởng độ bền nén đá xi măng trộn phụ gia 92 Hình 3.12 ảnh hởng phụ gia đến độ thấm ion chlorid 93 Hình 3.13 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt 106 Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Xi măng giếng khoan dầu khí đợc dùng để trám giếng nhằm mục đích cách ly vỉa chứa dầu, khí với vỉa khác vỉa dầu, khí có áp suất khác Xi măng đóng rắn gia cố cột ống chống với đá vách bảo vệ khỏi ăn mòn c¸c chÊt láng, khÝ chøa vØa [6, 7, 17] Xi măng giếng khoan đợc dùng để đổ cầu xi măng với mục đích khác làm công tác sửa chữa khác Xi măng giếng khoan công nghệ trám đóng vai trò quan trọng gia cố giếng Sự thành công công tác bơm trám, chất lợng tuổi thọ vật liệu, điều kiện mỏ, có ảnh hởng lớn, nhiều có ý nghĩa định đến thao tác khác thi công, hoàn thiện đa giếng vào hoạt động công việc sửa chữa, tăng cờng thu hồi dầu sau [4, 6,7, 13, 17] Khi đá xi măng gắn kết cách ly vỉa tốt (nhất vùng có áp suất dị thờng cao), không để lại rò rỉ, nh vùng chân ống chống đợc gia cố tốt sớm tiếp tục trình khoan, với độ rủi ro thấp khả kẹt cố sập lở vùng chân ống chống khí phun Trong vùng có tầng sản phẩm, đá xi măng cách ly vỉa tốt vật liệu có độ bền va đập cao nhng lại dễ xuyên thủng, không bị vỡ vụn, vết nứt không lan truyền xa xi măng chui vào vỉa đá xi măng có vai trò lớn việc gọi dòng, đa giếng vào khai thác có hiệu Ngoài ra, tuổi thọ theo thời gian, điều kiện nhiệt độ, áp suất cao định đến khả cách ly, chống tợng thông vỉa vỉa có áp suất khác nhau, đảm bảo hiệu khai thác Khả ứng dụng hiệu phơng pháp gây nứt vỡ thuỷ lực kết hợp chèn cát nhân tạo vỉa kề phụ thuộc nhiều vào độ gắn kết cách ly vành xuyến xi măng Nhận thức đợc tầm quan trọng xi măng trám giếng khoan, từ ngành Dầu khí Việt Nam đời, đ có nhiều công trình nghiên cứu Viện Vật liệu Xây dựng quan khoa học ngành Dầu khí, nhằm bớc đáp ứng yêu cầu thực tế, mức độ khác Theo phân loại API [22], cịng nh− nghiªn cøu cđa Erik B.Nelson [45] cho thÊy: xi măng có tỷ trọng khoảng 1,32 ữ 1,68 g/ cm3 xi măng có tỷ trọng nhẹ Xi măng tỷ trọng nhẹ bền nhiệt xi măng vừa có tỷ trọng nằm khoảng trên, vừa có khả chịu đợc nhiệt độ >100 oC Vì vậy, nói rằng: Xi măng nhẹ bền nhiệt xi măng bền nhiệt có tỷ trọng vữa khoảng 1,32 ữ 1,68 g/ cm3 Trong năm gần có nhiều nghiên cứu xi măng giếng khoan dầu khí nói chung xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt nói riêng nhằm mục đích bơm trám cho giếng khoan mỏ Bạch Hổ, điều cho thấy vấn đề xi măng trám giếng khoan dầu khí Việt Nam đợc nhà quản lí nhà khoa học quan tâm Mỗi nghiên cứu, đề xuất có nét riêng với giá trị lịch sử định, đáp ứng đợc yêu cầu thực tế mức độ khác Đặc biệt nghiên cứu sử dụng vật liệu nớc để sản xuất xi măng nhẹ bền nhiệt hớng ®i míi, tÝch cùc vµ rÊt thiÕt thùc Mơc đích nghiên cứu đề tài Mục tiêu đề tài nghiên cứu khả sử dụng sét kaolin Cà Đáo để sản xuất loại xi măng nhẹ bền nhiệt phục vụ cho nhu cầu bơm trám sửa chữa giếng khoan mỏ Bạch Hổ Đối tợng nghiên cứu Để thực mục tiêu nêu trên, tiến hành tập trung vào nghiên cứu ®iĨm chÝnh sau: + Nghiªn cøu tỉng quan vỊ sÐt Kaolin vùng Cà Đáo Quảng Ng i, qui luật phân bố không gian, nguồn gốc thành tạo, thành phần chất lợng chúng + Nghiên cứu khả sử dụng sét Kaolin Cà Đáo Quảng Ng i làm phụ gia cho xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt theo yêu cầu kỹ thuật Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí Vietsovpetro (VSP) Nội dung nghiên cứu: Kết nghiên cứu đợc trình bày luận văn với nội dung sau: + Mở đầu; + Chơng 1: Khái quát đặc điểm x hội tự nhiên tỉnh Quảng Ng i; + Chơng 2: Khái quát nguyên liệu khoáng kaolin; + Chơng 3: Đặc điểm công nghệ sét kaolin Cà Đáo sản xuất xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt; + Kết luận kiến nghị Phơng pháp nghiên cứu: Với mục đích tìm đợc công thức công nghệ chế tạo xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt đạt yêu cầu VSP thời gian ngắn chi phí nhất, đ tiến hành phơng pháp tập hợp tài liệu lý thuyết kế thừa thành nghiên cứu đ có, từ suy luận, đoán công nghệ triển khai thực nghiệm kiểm chứng theo yêu cầu kỹ thuật VSP đ đa ra, cụ thể là: + Tập hợp tài liệu lý thuyết thuỷ hoá đóng rắn xi măng poóclăng nói chung xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt nói riêng Phân tích, xác định mối liên hệ thành phần hoá xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt tính chất lý nó; + Tập hợp kết nghiên cứu ứng dụng sét kaolin cho xi măng giếng khoan, xi măng giếng khoan nhẹ xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt đ có, phân tích đánh giá kế thừa kết đ đạt đợc; 103 Bảng 3.18 Các kết đánh giá xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt TT Chỉ tiêu chất lợng Đơn vị Yêu cầu Thời gian thực hiÖn (Characteristic) (Unit) (Required) 22/7/05 29/7/05 20/11/05 3/12/05 30/1/06 24/4/06 (test method) cm2/g 2900 ÷ 3200 3000 3000 3100 3000 3100 3100 ГОСТ 26798.1 -96 % ≤15 6 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 ГОСТ 26798.1 -96 1,56±0,02 1,56 1,57 1,56 1,57 1,56 1,56 ГОСТ 26798.1 -96 cm ≥20 25 25 23 23 23 24 ГОСТ 26798.1 -96 % ≤3,5 0,56 0,24 0,4 0,4 1,0 1,0 ГОСТ 26798.1 -96 ≥105 133 137 115 141 125 ГОСТ 26798.1 -96 ≤480 178 180 170 196 155 ГОСТ 26798.1 -96 (min) ≥0,75 (tb) 172 150 140 156 110 ГОСТ 26798.1 -96 MPa MPa 2,2 2,57 4,2 3,8 4,0 26798.1 -96 Phơng pháp thử Độ mịn (Fineness test) Bề mặt riêng (Specific surface) Lợng lại sàng 0,008 mm (Retained Sieve) Tỷ lệ nớc/ xi măng (water/cement) Tỷ trọng vữa xi măng (Density of slury) Độ chảy toả vữa xi măng theo thiÕt bÞ chãp АДНИ, (Slump) ml/g g/cm ГОСТ 6623 - 74 Độ tách nớc vữa xi măng ®iỊu kiƯn T=27 oC, P=0,1Mpa, sau giê, (Free water content) Thời gian đông kết vữa ®iỊu kiƯn T= 75 oC, P=0,1 MPa - Bắt đầu (tb), (Initial set) - Kết thúc (Final set) phút (min) Thời gian đông quánh vữa xi măng ®iỊu kiƯn T= 75 oC, P=0,1 Mpa (Thichning time) Độ bền uốn đá xi măng sau 48 giê ®iỊu kiƯn T= 75 oC, P=0,1 Mpa (Flexural strength) 104 Việt Nam Nga, tiêu chuẩn thử nghiệm đ sử dụng tiêu chuẩn , tiêu chuẩn dùng để đánh giá tính chất xi măng giếng khoan Theo nh yêu cầu, đ tiến hành đánh giá mẫu nơi nh DMC, IBM, VSP Nói chung, kết không sai khác Theo nghiên cứu [39, 74, 75], xem biểu đồ biểu diễn thời gian đông quánh xi măng giÕng khoan nhĐ bỊn nhiƯt, ta thÊy kho¶ng thêi gian xi măng đạt giá trị lớn Bc nhỏ 30 Bc lớn, sau xi măng có tốc độ đặc quánh nhanh, đặc tính lý tởng mà đ đạt đợc cho sản phẩm Bởi độ đặc quánh xi măng nằm khoảng ữ 30 Bc đảm bảo yêu cầu bơm trám thuận lợi hơn, sau trình bơm trám hoàn thiện, xi măng cần phải đóng rắn nhanh để ngăn chặn xâm nhập chất lu từ vỉa vào giếng khoan (Hình 3.10) (Đánh giá Chi nhánh DMC Vũng Tàu) Hình 3.10 Giản đồ thời gian đông quánh xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt DMC consistometer 105 Các kết đánh giá mẫu kaolin, xi măng nhẹ bền nhiệt đợc trình bày phần phụ lục đợc đính kèm phần sau luận văn Nhìn chung, đánh giá cha thể đánh giá hết tác động việc dùng kaolin làm phụ gia cho xi măng Tuy nhiên, từ kiến thức đợc kế thừa từ tài liệu chuyên ngành phân tích luận văn cho ta mét bøc tranh tỉng thĨ vỊ viƯc sư dơng nguyên liệu khoáng kaolin cho xi măng 3.5 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng nhẹ bền nhiệt Do xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt đợc sản xuất xi măng GDMC phụ gia điatomit + metakaolin, sản phẩm có đặc điểm lý - hoá khác nên việc phối trộn xi măng phụ gia trớc sau nghiền phức tạp, vậy, đ thực nh sau (Hình 3.13): Xi măng GDMC đợc nghiền nhà máy Chi nhánh DMC Vũng Tàu, nguyên liệu điatomit metakaolin đợc biến tính Xí nghiệp Hoá phẩm Dầu khí Quảng Ng i, sau đợc vận chuyển vào Vũng Tàu Tại đây, hai loại phụ gia đợc nghiền chứa xi lô riêng biệt Các nguyên liệu đợc định lợng thống cân băng định lợng sau đợc đa vào xi lô chứa Sau đợc đa qua máy nghiền để trộn sơ bộ, thực công tác đóng bao sản phẩm sau đợc đa vào kho 106 Điatomite (Biến tính 800 oC, 40 phút) Nghiền, phân cấp hạt Kaolin Cà Đáo (Biến tính 800 oC, 55 phút) Nghiền, phân cấp hạt Xi măng GDMC Nghiền, phân cấp hạt Đồng sản phẩm Cân băng định lợng Kiểm tra chất lợng sản phẩm Đạt chất lợng Cân băng định lợng Cân băng định lợng Xi lô chứa hỗn hợp xi măng nhẹ bỊn nhiƯt §ãng bao L−u kho Xư lý SP ch−a đạt chất lợng Hình 3.13 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt 107 Kết luận kiến nghị Kết luận + Mặc dù đ có quan tâm định cán khoa học quản lý, nhng xi măng giếng nhẹ bỊn nhiƯt dïng cho c¸c giÕng khoan ë ViƯt Nam vấn đề tồn cần đợc giải Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm sét kaolin Cà Đáo Quảng Ng i khả sử dụng làm phụ gia xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt đời nhằm đáp ứng phần đòi hỏi cấp thiết vừa nêu + Kaolin Cà Đáo hoàn toàn đáp ứng đợc yêu cầu chất lợng nh sản lợng dùng để sản xuất phụ gia cho xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt + Xi măng poóclăng không bền vững nhiệt động học, đặc điểm gây tổn hại tới độ bền độ thấm xi măng điều kiện nhiệt độ > 60 0C (đặc biệt > 120 0C) Trong khoảng nhiệt độ 60 ữ 100 0C, nguyên nhân dẫn đến tổn hại xi măng phân huỷ muối phức Trong điều kiện nhiệt độ > 120 0C, nguyên nhân gây suy giảm đột biến độ bền độ thấm xi măng tái kết tinh chuyển pha kết tinh thứ cấp canxi silicat hydrat cã ®é kiỊm cao (CaO/ SiO2 ≥ 1,5): α - C2SH - C2SH, loại khoáng đầu có hại + Để tạo đợc xi măng bền nhiệt cần ngăn chặn hạn chế trình hình thµnh vµ kÕt tinh thø cÊp cđa α - C2SH, chuyển sản phẩm hydrat hoá xi măng dạng khoáng vừa có tính tạo cấu trúc tốt, vừa bền nhiệt Việc đa điatomit metakaolin vào xi măng poóclăng chuyển sản phẩm hidrat hoá dạng khoáng mong muốn: tobermorit, xonotlit ổn định C-S-H(I) + Điều kiện tối u thành phần hoá học cho phép ổn định khoáng CS-H(I) nhận đợc hàm lợng cực đại khoáng tobermorit, xonotlit cho khoảng nhiệt độ 90 ữ 120 0C, 120 ữ 180 0C > 180 0C lµ tû lƯ CaO/ SiO2 nhá 108 giá trị tơng ứng cho khoáng 0,8; 0,83 (trong điều kiện cần tạo khoáng tobermorit nhôm điều kiện đợc biĨu diƠn nh− sau CaO/ (SiO2 + Al2O3 ≤ 0,83) + Để tạo cấu trúc hợp lý cho xi măng đóng rắn, cần định hớng cho khoáng mong muốn đợc tạo thời kỳ đầu đóng rắn, độ bền xi măng hạn chế (dùng xi măng có hoạt tính thấp, không nghiền xi măng mịn) giới hạn khoáng C3A C4AF + Sản phẩm metakaolin cần đợc gia công (nghiền, phân ly) cho hỗn hợp xi măng nhẹ bền nhiệt có khả tham gia tạo khoáng mức tối đa nhng không làm ảnh hởng xấu tới tính chất vữa đá xi măng bền nhiệt, thành phần hợp lý cho loại phụ gia loại có cỡ hạt trung bình 15 àm + Để chế xi măng bền nhiệt, ta cần có xi măng nguyên liệu chứa SiO2 Al2O3 Xi măng nhẹ bền nhiệt dạng đặc biệt xi măng bền nhiệt, nhận đợc cách thay phần nguyên liệu chứa SiO2 xi măng bền nhiệt nguyên liệu chứa SiO2 Al2O3 nhng có khả nâng cao tỷ lệ nớc/ xi măng + Để chế xi măng nhẹ bền nhiệt sử dụng hỗn hợp xi măng nền, điatomit metakaolin Đây loại khoáng sản có Việt Nam, nhiên trình tuyển kaolin điatomit tăng thêm chi phí cho sản phẩm, loại bỏ đợc số thành phần tạp chất hữu khoáng sét có ảnh hởng trực tiếp đến tính chất xi măng Vì vậy, hai loại sản phẩm đợc sử dụng qua đờng biến tính hợp lý + Giải pháp biến tính kaolin Cà Đáo thành metakaolin nhiệt độ nung 800 oC với thời gian nâng nhiệt 55 ữ 65 phút, tốc độ nâng nhiệt 40 o C/ phút Sản phẩm hoàn đáp øng vai trß phơ gia nhĐ bỊn nhiƯt cho xi măng giếng khoan 109 + Xi măng nhẹ bền nhiệt (>100 oC) sở nguyên liệu Việt Nam có thành phần trung bình: xi măng nền/ metakaolin/ điatomit biÕn tÝnh = 69/ 8/ 23, cho v÷a cã tØ trọng đạt yêu cầu thị trờng Vietsovpetro; Vữa có độ chảy tỏa, độ tách nớc chấp nhận tốt tính chất lu biến nghiêng phía có lợi cho bơm trám Đá từ xi măng có độ bền lớn yêu cầu đặt tiêu chuẩn API với loại xi măng F J chứa khoáng đảm bảo tính bền nhiệt cho vùng nhiệt độ 120 ữ 160 oC Kiến nghị: 1- Những lý luận đợc tổng kết báo cáo làm định hớng cho thiết kế chơng trình trám xi măng giếng khoan khai thác Đề nghị Tổng Công ty XNLD Vietsovpetro xem xét, xúc tiến sử dụng xi măng bền nhiệt nhẹ bền nhiệt cho vùng thân giếng có nhiệt độ động khai thác >90 oC; 2- Các tổng kết đợc nêu b¸o c¸o cịng gióp cho viƯc tÝnh to¸n thiÕt kÕ thành phần xi măng bền nhiệt cho vùng nhiệt độ >180 oC Tuy nhiên, xi măng để chế xi măng bền nhiệt cho vùng nhiệt độ >180 oC nên từ clanhke xi măng belit (tốt - belit) chuyên dụng Đề nghị Công ty tiếp tục hỗ trợ cho nghiên cứu ứng dụng theo hớng này; 3- Quá trình hủy hoại tính chất đá xi măng, điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao thực chất dạng ăn mòn xẩy với đá xi măng giếng khoan Một số dạng ăn mòn khác xảy môi tr−êng cã khÝ H2S (ë ¸p suÊt >10 MPa), CO2 cần nhận đợc quan tâm mức nhà khoa học quản lý 110 TI LIỆU THAM KHẢO Phạm Văn An (1997), Các phương pháp đại nghiên cứu khoáng vật, Trường Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội Phạm Văn An (1997), Nghiên cứu đánh giá đặc điểm Kaolin số mỏ thuộc miền Bắc Việt Nam, Báo cáo chuyên đề, Hà Nội Nguyễn Văn Chiển, Trịnh Ích, Phan Trường Thị (1999), Thạch học, Nhà Xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội Tr 293 – 317 Nguyễn Hữu Chinh (2002), Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ bơm trám xi măng siêu nhẹ giếng khoan dầu khí thềm lục địa Việt Nam, Luận án Tiến sĩ Địa chất, Trường đ ại học M ỏ - Địa chất, Hà Nội Cục Địa chất Việt Nam (1994), Thuyết minh đồ địa chất khoáng sản tỉnh Quảng Ngãi - Tỷ lệ: 1/200.000, Hà Nội Lương Đức Long nnk (1997), Nghiên cứu công nghệ sản xuất xi măng giếng khoan chủng loại G, Báo cáo tổng kết đề tài mã số: RD2096, Viện Vật liệu Xây dựng, Hà Nội Lương Đức Long nnk (2001), Hồn thiện cơng nghệ sản xuất xi măng giếng khoan chủng loại G theo tiêu chuẩn API, Báo cáo tổng kết dự án P cấp nhà nước, Viện Khoa học Công nghệ Vật liệu Xây dựng, Hà Nội Ngơ Thế Lý (1997), Giới thiệu tiềm khống sản tỉnh Quảng Bình danh mục dự án kêu gọi nước ngồi hợp tác trợ giúp thăm dị hợp tác liên doanh khai thác chế biến, Sở Cơng nghiệp, Quảng Bình Đặng Mai (1982), Kaolin vỏ phong hoá vùng trũng Hà Nội, Hà Nội 10 Hoàng Văn Phong nnk (1979), Nghiên cứu thiết lập kỹ thuật chế tạo xi măng giếng khoan nóng 75 ÷ 1500C sở pooclan belit – alumoferit – cát, Báo cáo tổng kết đề tài N.C.K.H., Viện Vật liệu Xây Dựng, Hà Nội 111 11 Nguyễn Hữu Phú nnk (1995), Báo cáo nghiệm thu R-D Bột trợ lọc Điatomit sơ cấp, Đề tài nhánh KC-06-12, Hà nội 12 Mai Văn Thanh nnk (2004), Kỹ thuật cơng nghệ sản xuất xi măng lị quay phương pháp khô, Viện KH Vật liệu Xây dựng - Bộ Xây Dựng, Hà Nội 91 Tr 13 Võ Thanh (1993), Nghiên cứu tính chất vữa xi măng trám giếng khoan dầu khí thềm lục địa Việt Nam vật liệu nước, Luận án PTS KH, Trường Đại Học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 14 Bùi Trung (1995), Nghiên cứu qui trình chế tạo bột trợ lọc Điatomit từ khoáng Việt Nam, Đề tài nhánh từ đề tài nhà nước KC-06-12, Hồ Chí Minh 15 Tiêu chuẩn Việt Nam (2004), Xi măng giếng khoan chủng loại G, TCVN 7445-1÷2: 2004, Trung tâm Tiêu chuẩn chất lượng, Hà Nội 16 Tổng Cơng ty Dầu khí Việt Nam (2002), Xi măng giếng khoan – Xác định thời gian đông quánh vữa xi măng thiết bị consistometer, Tiêu chuẩn ngành, TCN 36:2002, Hà Nội 17 Tạ Đình Vinh, Nguyễn Văn Ngọ (1997), "Cát nghiền (Silica flour) DMC với việc nâng cao chất lượng xi măng gia cố giếng khoan nhiệt độ cao", Tạp chí Dầu khí, Tr 36 - 41 18 Alan Rawle (2005), Basic Principles of Particle size Analysis, Malvern Instruments Limited., UK 19 Alison Burke (2006), "Half full or half empty? Filling North America’s kaolin demand", Industrial Minerals, San francico, United State, P.2835 20 ASTM (2000), Standards book of Standards on CD, Vol 04.01 and Vol 04.02, United State 112 21 A Ray (2002), "Hydrothermally treated cemented-based building materials Past, present, and future", Pure and Applied Chemistry, Vol.74, No 11, Australia, P.2131-2135 22 API (1995), API Specification 10A, Twenty-Second Edition, Specification for Cements and Materials for well cementing American Petroleum Institute 1220 L Street, Northwest Washington, D.C 20005 23 B Persson, D Bentz and L-O Nilsson (2005), Self-Desiccation and its importance in concrete technology, Lund University, United State, P 230 – 244 24 B.Velde (1992), Introduction to clay minerals, Chapman & Hall, 2-6 Boundary Row, London SE18HN, Britain, P 12 – 79 25 Barlet-Gouedard and and et al (2003), Retarding systems and appliction to oil well cementing, Schlumberger Technology Corporation, United State 26 Brother, Lance E and et al (2002), Light weight high temperature well cement compositions and methods Halliburton Energy Services, Duncan, OK, United State 27 Булатов А И., Данюшевский В.С (1987), Тампонажные материалы, Москва, Недра, 280c 28 Бутт Ю.М., Cычев М.М., Тимашев В.В (1984), Текнология вяжущих материалов, Москва, Вышая школа, 384c 29 Бутт Ю.М., Майера А.А (1953), О механиэме срастния кристаллических эатвпрок на твердение цементов пребывании при автоклавной обработке, Тр МХТИ им, Менделеева 30 Бутт Ю.М., Рашкович портландцемента Л.Н (1956), скристаллическим автоклавной обрабтке, Цемент, Москва О взаимодействии кремнеэемом при 113 31 C.-I.Fialips, S.Petit and A.Decarreau (2000), "Hydrothermal formation of Kaolinite from various metakaolins", Clay Minerals, Vol.35, P.559572 32 Carter G and Smith D.K (1958), "Properties of Cementing Compositions at Elevated Temperatures and Perssures", Trans AIME 213, P 20 - 27 33 Charles E.Weaver and Lin D.Pollard (1973), the chemistry of clay minerals, Elsevier Scientific Publishing Company, New York United State, P 131 – 144 34 Chiara F Ferraris (1985), Alkali-Silica Reaction and High Performance Concrete, National Institute of Standards and Technology, American 35 Daniel B.Nahon (1990), Introduction to the Petrology of soils and chemical weathering, John Wiley & Sons, Inc., France, 105 P 36 Данюшевский В.С (1963), Проектирование оптимальных составов тампонажным цементов, Москва, Недра, 193с 37 Данюшевский В.С, Толстых Мильытейи (1973), Справочное руководство по тампонажным ма териалам, Москва, Недра, 301c 38 David M Shulman (1996), Lightweight cementitious compositions and methods of their production and use, Milwaukee Way, Littleton, Colo.80122 39 David M Shulman (1997), Lightweight, low water content cementitious compositions and methods of their production and use, Milwaukee Way, Littleton, Colo.80122 40 David M Shulman (1998), Lightweight, low water content expanded shale, clay and slate cementitious compositions and methods of their production and use, Milwaukee Way, Littleton, Colo.80122 41 David M.Shulman (2003), Synthetic aggregate and method of producing the same, Milwaukee Way, Littleton, Colo.80122 114 42 Della M Roy, E.L.White, C.A Langton, and M.W Grutzeck (1980), New high temperature cementing materials for geothermal wells: stability and properties, National Technical Information Service, Armerica 43 Eilers L.H., Nelson E.B., Moran L.K (1983), "Hight - Temperature Cements Compositions -Pectolite, Scawtite, Truscottite, of Xonotlite: Wich you want?", Journal of Petroleum Technology, P 1373 - 1377 44 Emil Constantinescu, Lucian Matei (1996), Mineralogie determinativă, Editura Universitătii Din Bucuresti 45 Erik B.Nelson (1990), Well cementing, Schlumberger Dowell, Sugar Land, Texas 77478 46 Erik Pram Nielsen (2004), The durability of white Portland cement to chemical attack, Danmarks Tekniske Universitet, P 19 – 46 47 F.Elsass, D.Dubroeucq and M.Thiry (2000), "Diagenesis of Silica minerals from clay miner in volcanic soils of Mexico", Clay Minerals, Vol.35, The Mineralogical Society, P.477-489 48 F.Muller, V.A.Dirts, A.Plancon and G.Besson (2000), "Dehydroxylation of Fe3+, Mg-rich dioctahedral micas: (I) structural transformation", Clay Mineral, Vol.35, The Mineralogical Society, P491-504 49 Fred L Sabins (1990), Problems in Cementing Horizontal Well, Society of Petroleum Engineers, France, P 398 – 400 50 G Christuodoulou (2000), "A comparative study of the effects of silica fume, metakaolin and PFA on the air content of fresh concrete", Society of Chemical Industry, London, UK,P - 14 51 Grabowski E and Gillott J.E (1989), "Effect of Replacment of Silica Flour with Silica Fume on Engineering Properties of Oil Well Cements at Normal and Elevated Temperatures and Pressures", Cement & Concrete Res., Vol 19, P.333 - 334 115 52 George and et al (1967), Method of using a foaming agent in a cementing process, Union Oil Company of California, United State 53 J Madejova and et al (2002), "Identification of components in smectite/ kaolinit mixtures", Clay Minerals, Vol.37, The Mineralogical Society, P.377-388 54 J.D.C.McConnell and S.G.Fleet (1970), Clay Minerals, Vol.8, the Mineralogical Society, P.279 – 289 55 Jean-Michael Casabonne and et al (1996), High temperature retarders for oil field cements, cement slurries and corresponding cementing processes, Dowell, a division of Schlumberger Technology Corporation, Sugar Land, Texas, United State 56 Jie Wang, Risa Ishida, and Takayuki Takarada (2000), Carbothermal Reactions of Quartz and Kaolinite with Coal Char, Energy & Fuels, Vol.14, P.1108-1114 57 John Bensted (1988), "Oilwell cements – Standards in current use", World cement, England, P 310 – 319 58 Julius P Gallus (1978), Method of cementing well casing using a high temperature cement system, Union Oil Company of California, United State 59 Judith L., Larosa - Thomson and Micheal W Grutzeck (1996), "C-S-H, tobermorite, and coexisting phases in the system CaO-Al2O3-SiO2-H2O", Cement Research and Development P 243 - 257 60 K.A Gruber and S.L Sarkar (1996), "Exploring the pozzolanic activity of high reactivity metakaolin", World cement research and development, United State, P.78 – 80 61 K.R Backe and et al (1999), "A Laboratory Study on Oilwell Cement and Electrical Conductivity", Society of Petroleum Engineers 56539, France 116 62 Kazuko and et al (2002), "Silicate Anion Structural Change in Calcium Silicate Hydrate Gel on Dissolution of Hydrate Cement", Journal of Nuclear Science and Technology, Vol.39, No.5, Japan, P 540 – 547 63 Ken A Phillips (1998), Industrial minerals in arizona’s paint industry, Arizona Department of Mines and Mineral Resources, 1502 West Washington, United State 9P 64 L.E Kukacka and et al (1977), Cementing of Geothermal Wells, Brookhaven National Laboratory Upton, New York, P 12 – 14 65 Гост 26798.1 – 96 (1998), Цемененты тампонажные, Методы испытаний, Издание официфльное, Москва 66 Masuru Kawai; Shuji Igarashi (1997), Admixture for cement, Dipsol Chemicals Co., Ltd, Tokyo, Japan 67 Menzel C.A (1934), ACI Procceding, Vol 31, P 125 - 144 68 Michael A Caldarone, K.A Gruber, and Ronald G.Burg (1994), "HighReactivity Metakaolin: A New Generation Mineral Admixture", Concrete International, United State, P.37 – 40 69 Michael B Underwood et al (2003), "Data report: normalization factors for semiquantitative X-ray diffraction analysis, with application to DSDP site 297, shikoku basin, Proceedings of the Ocean Drilling Program", Scientific Results, Volume 190/196, 28P 70 Mironov K.A., Malinhina L.A (1958), "Autoclave cured concrete", Architecture and Structural Materials, State Publishing Office of Literature of Structural Engineering, Moscow 12P 71 Mitsuo Kinoshita and et al (2002), Hydraulic cement compositions and additives therefore, Takemoto Yushi Kabushiki Kaisha, Aichi, Japan 72 P.S de Silva and F.P Glasser (1990), "Hydration of cements based on metakaolin: thermochemistry", Advances in Cement Research, Vol.3, No.12, UK, P.167 – 177 117 73 Robert Lee Dillenbeck (1997), Composition for controlling the set time of cement, 3817 NW Expressway Suite 840, Oklahoma City, Okla 73112, United State 74 Robert Pollard and et al (1994), "New cement additive improves slurry properties and saves cost", Society of Petroleum Engineers, France 75 Roni G and et al (2004), "On the Rheological Parameters Governing Oilwell Cement Slurry Stability", Annual transactions of the nordic rheology society, Vol 12, Petrobras, Rio de Janeiro, Brazil, P 85 – 91 76 Thomas F.Vezza (1999), Refractory system including reactive metakaolin additive, North American Refractories Co., United State 77 Toshifumi Sugama and Lawrence E.Kukacka (1987), Treated ceramic microsphere-cement lightweight composites for geothermal cementing system, Upton, New York 78 V.Ravisangar, K.E.Dennett, T.W.Sturn, and A.Amirtharajah (2001), "Effect of Sediment pH on Resuspension of Kaolinite Sediments", Journal of Environmental Engineering, P.531-538 79 Véronique Barlet – Gouedard and et al (1996), High temperature retarders for oil field cements, cement slurries and corresponding cementing processes, Dowell, a division of Schlumberger Technology Corporation, Sugar Land, Texas, United State 80 Véronique Barlet – Gouedard and et al (2003), Retarding systems and application to oil well cementing, Schlumberger Technology Corporation, Sugar Land, TX, United State 81 William D.Kirkpatrick and et al (1996), Blend hydraulic cement for both general and special applications, 1431 S.Ocean Blvd.,#10, Pompano Beach, Fla.33062 82 William D.Smiley and et al (1998), Method of producing metakaolin, North American Refractories Co., United State ... lại, xi măng bền nhiệt cho giếng khoan Việt Nam vấn đề tồn tại, cần đợc giải Đề tài Nghiên cứu đặc điểm sét kaolin Cà Đáo - Quảng Ng i khả sử dụng làm phụ gia xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt. .. đá xi măng [37] Yêu cầu thành phần khoáng hóa học với xi măng để chế xi măng bền nhiệt xi măng nhẹ bền nhiệt Yêu cầu thành phần khoáng hóa học với xi măng để chế xi măng bền nhiệt xi măng nhẹ bền. .. đào tạo Trờng đại học mỏ - Địa chất Ph¹m Xuân ánh Nghiên cứu đặc điểm sét kaolin Cà Đáo Quảng Ng i khả sử dụng làm phụ gia xi măng giếng khoan nhẹ bền nhiệt Chuyên ngành: Địa