In this study lightweight cement mortar was researched. Low-density mortar is used for cementing high temperature, heavily watered oil and gas wells. ISO standard methods, X-ray diffraction analysis and electron microscopy confirm that hollow microspheres of perlite are an effective lightening component for cementing slurry. The results show that admixing microspheres reduces slurry density to 1400 kg/m{3}. Cement stone with the 3% perlite microspheres has an increased strength of 1.9 MPa due to actual interaction of the cement matrix with the aluminosilicate substance of microspheres, the self-reinforcement of the cement matrix by use of ettringite crystals. Cellular multi-chamber structure of perlite microspheres with the reactive surface enhances water-retention of cementing slurry. Use of the perlite microspheres as a facilitating additive for grouting slurry is preferable in comparison with glass microspheres. Low-density cement mortar with perlite microspheres is recommended a lightweight solution for cementing oil and gas wells.

Объектом данного исследования является облегченный тампонажный раствор. Данный раствор имеет пониженную плотность и используется для цементирования высокотемпературных, сильно обводненных нефтяных и газовых скважин. С использованием стандартных методов ISO, рентгенофазового анализа и электронной микроскопии доказано, что полые микросферы из перлита являются эффективной облегчающей добавкой для тампонажного раствора. Результаты показывают, что введение микросфер уменьшает плотность раствора до 1400 кг/м{3}. Цементный камень с перлитовыми микросферами в количестве 3 %, имеет повышенную прочность 1,9 МПа. Это обусловлено активным взаимодействием цементной матрицы с алюмосиликатным веществом микросфер, самоармированием цементной матрицы с помощью кристаллов эттрингита. Сотовая поликамерная структура перлитовых микросфер с реакционноспособной поверхностью обеспечивает высокую водоудерживающую способность тампонажного раствора. Применение перлитовых микросфер в качестве облегчающей добавки для тампонажного раствора является предпочтительнее по сравнению со стеклянными микросферами. Облегченный раствор с перлитовыми микросферами рекомендуется в качестве легкого раствора для цементирования нефтяных и газовых скважин.

• 1. Introduction
• 2. Materials and Experimental method
  • 2.1. Materials
  • 2.2. Experimental method
• 3. Results and Discussion
• 4. Conclusions
• 5. Acknowledgments

Magazine of Civil Engineering / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2020-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2020 г. — Загл. с титул. экрана. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — Текст: электронный

Magazine of Civil Engineering / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2020-. № 1 (93), 2020. — 1 файл (16,3 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-118.pdf>.