Межгосударственный стандарт ГОСТ 1581-96 "Портландцементы тампонажные. Технические условия" (введен в действие постановлением Госстроя РФ от 10 апреля 1998 г. n 18-31)


Well portland cements. Specifications


Взамен ГОСТ 1581-91

Дата введения 1 октября 1998 г.


Введение


Стандарт унифицирован со стандартом Американского нефтяного института API Specification 10A (1) в части цементов типов I-G и I-H, соответствующих по техническим требованиям цементам типов G и Н Американского стандарта, пользующимся большим спросом на мировом рынке.


1. Область применения


Настоящий стандарт распространяется на тампонажные портландцементы (далее - цементы), изготовляемые на основе портландцементного клинкера и предназначенные для цементирования нефтяных, газовых и других скважин.

Требования настоящего стандарта, изложенные в разделах 5-9, за исключением показателей 2 и 4 таблицы 2 подпункта 5.1.2, являются обязательными.


2. Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 4013-82 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия

ГОСТ 5382-91 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа

ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия

ГОСТ 26798.1-96 Цементы тампонажные. Методы испытаний

ГОСТ 26798.2-96 Цементы тампонажные типов I-G и I-H. Методы испытаний

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия


3. Определения


Термины и определения - по ГОСТ 30515.


4. Классификация


4.1. По вещественному составу цементы подразделяют на следующие типы:

I - тампонажный портландцемент бездобавочный;

I-G - тампонажный портландцемент бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении, равном 0,44 (1);

I-H - тампонажный портландцемент бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении, равном 0,38 (1);

II - тампонажный портландцемент с минеральными добавками;

III - тампонажный портландцемент со специальными добавками, регулирующими плотность цементного теста.

4.2. По плотности цементного теста цемент типа III подразделяют на:

- облегченный (Об);

- утяжеленный (Ут).

4.3. По температуре применения цементы типов I, II и III подразделяют на цементы, предназначенные для:

- низких и нормальных температур (15-50) °С;

- умеренных температур (51-100) °С;

- повышенных температур (101-150) °С.

4.4. По сульфатостойкости цементы подразделяют на:

а) типы I, II, III

- обычный (требования по сульфатостойкости не предъявляют);

- сульфатостойкий (СС);

б) типы I-G и I-H

- высокой сульфатостойкости (СС-1);

- умеренной сульфатостойкости (СС-2).

4.5. Условное обозначение цемента должно состоять из:

- буквенных обозначений цемента: ПЦТ - портландцемент тампонажный;

- обозначения типа цемента - по 4.1;

- обозначения сульфатостойкости цемента - по 4.4;

- обозначения средней плотности для цемента типа III - по 5.1.2 (в таблица 3);

- обозначения максимальной температуры применения цемента - по 4.3;

- обозначения гидрофобизации или пластификации цемента - ГФ или ПЛ;

- обозначения настоящего стандарта.


Примеры условных обозначений


1. Портландцемент тампонажный с минеральными добавками сульфатостойкий для низких или нормальных температур


ПЦТ II-CC-50 ГОСТ 1581-96


2. Портландцемент тампонажный бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении, равном 0,44, умеренной сульфатостойкости


ПЦТ I-G-CC-2 ГОСТ 1581-96


3. Портландцемент тампонажный со специальными добавками облегченный плотностью 1,53 г/см3, для умеренных температур гидрофобизированный


ПЦТ III-06 5-100-ГФ ГОСТ 1581-96


5. Технические требования


Цементы должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному изготовителем.


5.1. Характеристики


5.1.1. Вещественный состав цементов всех типов должен соответствовать значениям, указанным в таблице 1.

5.1.2. Требования к физико-механическим показателям, характеризующим тампонажно-технические свойства цемента типов I-III, приведены в таблицах 2 и 3, а цемента типов I-G и I-H - в таблице 4.

5.1.3. Требования к химическим параметрам цементов приведены в таблице 5.


Таблица 1


В процентах

-------T-------T--------------------------------------------------------¬

¦ Тип  ¦Содер- ¦                   Содержание добавки                   ¦

¦цемен-¦ жание +----------------------------T---------------------------+

¦  та  ¦клинке-¦    Минеральная добавка     ¦   Специальная добавка -   ¦

¦      ¦  ра   ¦                            ¦ облегчающая (в том числе  ¦

¦      ¦       ¦                            ¦природная пуццолановая) или¦

¦      ¦       ¦                            ¦        утяжеляющая        ¦

+------+-------+----------------------------+---------------------------+

¦  I   ¦  100  ¦                     Не допускается                     ¦

¦ I-G  ¦       ¦                                                        ¦

¦ I-H  ¦       ¦                                                        ¦

+------+-------+----------------------------T---------------------------+

¦  II  ¦ 80-94 ¦           6-20*            ¦             -             ¦

+------+-------+----------------------------+---------------------------+

¦ III  ¦ 30-89 ¦             -              ¦           11-70           ¦

¦      ¦       ¦                            ¦                           ¦

+------+-------+----------------------------+---------------------------+

¦     * Добавок осадочного происхождения не должно быть более 10%  массы¦

¦цемента                                                                ¦

L------------------------------------------------------------------------


Примечание - Вещественный состав характеризуют содержанием портландцементного клинкера и добавок без учета гипсового камня, вводимого сверх 100% массы цемента


Таблица 2


---------------------T--------------------------------------------------¬

¦                    ¦ Значение для цемента при температурах применения ¦

¦                    +--------------------T-----------------------------+

¦    Наименование    ¦низких и нормальных ¦   умеренных и повышенных    ¦

¦     показателя     ¦                    ¦                             ¦

¦                    +---------T----------+---------T---------T---------+

¦                    ¦тип I, II¦тип III-Об¦тип I, II¦   тип   ¦   тип   ¦

¦                    ¦         ¦          ¦         ¦ III-Об  ¦ III-Ут  ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦1   Прочность    при¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

¦изгибе,   МПа,    не¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

¦менее, в возрасте:  ¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦1 сут               ¦    -    ¦    -     ¦     3,5 ¦    -    ¦    -    ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦2 сут               ¦     2,7 ¦    0,7   ¦    -    ¦   1,0   ¦   2,0   ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦2 Тонкость помола*: ¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦- остаток на сите  с¦    12,0 ¦   10,0   ¦    15,0 ¦  12,0   ¦  12,0   ¦

¦сеткой N 008 по ГОСТ¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

¦6613, %, не более   ¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦-           удельная¦   270   ¦    -     ¦   250   ¦    -    ¦ 230     ¦

¦поверхность,  м2/кг,¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

¦не менее            ¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦3 Водоотделение, мл,¦     8,7 ¦    7,5   ¦     8,7 ¦   7,5   ¦  10,0   ¦

¦не более            ¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦4      Растекаемость¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

¦цементного    теста,¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

¦мм,  не  менее   для¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

¦цемента:            ¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦-                   ¦   200   ¦    -     ¦   200   ¦    -    ¦    -    ¦

¦непластифицированно-¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

¦го                  ¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦-                   ¦   220   ¦    -     ¦   220   ¦    -    ¦    -    ¦

¦пластифицированного ¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦5 Время загустевания¦         ¦          ¦    90   ¦         ¦         ¦

¦до  консистенции  30¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

¦Bс**, мин, не менее ¦         ¦          ¦         ¦         ¦         ¦

+--------------------+---------+----------+---------+---------+---------+

¦     * допускается определять тонкость помола для цемента типа I только¦

¦по удельной поверхности, а для цемента типов II и III-Ут  -  только  по¦

¦остатку на сите                                                        ¦

¦     ** Единицы консистенции Бердена                                   ¦

L------------------------------------------------------------------------


Таблица 3


------------------------------------------------------------------------¬

¦    Значение плотности цементного теста для цемента типа III, г/см3    ¦

+-----------------------------------T-----------------------------------+

¦           облегченного            ¦           утяжеленного            ¦

+------------------T----------------+-------------------T---------------+

¦   обозначение    ¦плотность +-0,04¦обозначение средней¦   плотность   ¦

¦средней плотности ¦                ¦     плотности     ¦    +-0,04     ¦

+------------------+----------------+-------------------+---------------+

¦       Об 4       ¦      1,40      ¦       Ут 0        ¦     2,00      ¦

+------------------+----------------+-------------------+---------------+

¦       Об 5       ¦      1,50      ¦       Ут 1        ¦     2,10      ¦

+------------------+----------------+-------------------+---------------+

¦       Об 6       ¦      1,60      ¦       Ут 2        ¦     2,20      ¦

+------------------+----------------+-------------------+---------------+

¦                  ¦                ¦       Ут 3        ¦     2,30      ¦

L------------------+----------------+-------------------+----------------


Таблица 4


------------------------------------------------T-----------------------¬

¦            Наименование показателя            ¦ Значение для цемента  ¦

¦                                               ¦    типов I-G и I-H    ¦

¦                                               +-----------T-----------+

¦                                               ¦ не менее  ¦ не более  ¦

+-----------------------------------------------+-----------+-----------+

¦Прочность на сжатие, МПа, через 8  ч  твердения¦           ¦           ¦

¦при температуре:                               ¦           ¦           ¦

+-----------------------------------------------+-----------+-----------+

¦38°С                                           ¦    2,1    ¦     -     ¦

+-----------------------------------------------+-----------+-----------+

¦60°С                                           ¦   10,3    ¦     -     ¦

+-----------------------------------------------+-----------+-----------+

¦Водоотделение, мл                              ¦           ¦     3,5   ¦

+-----------------------------------------------+-----------+-----------+

¦Консистенция цементного теста через  15-30  мин¦     -     ¦    30     ¦

¦режима испытания, Вс                           ¦           ¦           ¦

+-----------------------------------------------+-----------+-----------+

¦Время загустевания до консистенции 100 Вс, мин ¦   90      ¦   120     ¦

L-----------------------------------------------+-----------+------------


Таблица 5


В процентах

-------------------------------T----------------------------------------¬

¦   Наименование показателя    ¦       Значение для цемента типа        ¦

¦                              +----------T---------T---------T---------+

¦                              ¦    I     ¦   II    ¦   III   ¦I-G и I-H¦

+------------------------------+----------+---------+---------+---------+

¦Потери  при  прокаливании,  не¦   5,0    ¦         -         ¦   3,0   ¦

¦более                         ¦          ¦                   ¦         ¦

+------------------------------+----------+-------------------+---------+

¦Массовая  доля  нерастворимого¦   5,00   ¦         -         ¦   0,75  ¦

¦остатка, не более             ¦          ¦                   ¦         ¦

+------------------------------+----------+-------------------+---------+

¦Массовая доля оксида серы (VI)¦                              ¦         ¦

¦SO3:                          ¦                              ¦         ¦

+------------------------------+------------------------------+---------+

¦не менее                      ¦             1,5              ¦    -    ¦

+------------------------------+------------------------------+---------+

¦не более                      ¦             3,5              ¦   3,0   ¦

+------------------------------+------------------------------+---------+

¦Массовая   доля  хлор-иона  Сl¦             0,10                       ¦

¦(-1), не более                ¦                                        ¦

+------------------------------+------------------------------T---------+

¦Массовая доля  суммы  щелочных¦              -               ¦   0,75  ¦

¦оксидов в пересчете  на  Na2O,¦                              ¦         ¦

¦не более                      ¦                              ¦         ¦

L------------------------------+------------------------------+----------


5.2. Требования к материалам


5.2.1. Портландцементный клинкер по химическому составу должен соответствовать технологическому регламенту. Массовая доля оксида магния MgO в клинкере не должна быть более 5,0%.

Минералогический состав клинкера для сульфатостойких тампонажных цементов должен соответствовать значениям, указанным в таблице 6.


Таблица 6


В процентах

------------------------------------------T-----------------------------¬

¦         Наименование показателя         ¦Значение для клинкера цемента¦

¦                                         ¦  типа и сульфатостойкости   ¦

¦                                         +---------T-------------------+

¦                                         ¦ I, II,  ¦     I-G и I-Н     ¦

¦                                         ¦   III   ¦                   ¦

¦                                         +---------+---------T---------+

¦                                         ¦   СС    ¦  CC-1   ¦  СС-2   ¦

+-----------------------------------------+---------+---------+---------+

¦Содержание трехкальциевого силиката C3S: ¦         ¦         ¦         ¦

+-----------------------------------------+---------+---------+---------+

¦не менее                                 ¦    -    ¦   48    ¦   48    ¦

+-----------------------------------------+---------+---------+---------+

¦не более                                 ¦    -    ¦   65    ¦   58    ¦

+-----------------------------------------+---------+---------+---------+

¦Содержание трехкальциевого алюмината C3A,¦    5    ¦    3    ¦    8    ¦

¦не более                                 ¦         ¦         ¦         ¦

+-----------------------------------------+---------+---------+---------+

¦Сумма  трехкальциевого  алюмината   С3А и¦   22    ¦   24*   ¦    -    ¦

¦четырехкальциевого алюмоферрита C4AF,  не¦         ¦         ¦         ¦

¦более                                    ¦         ¦         ¦         ¦

+-----------------------------------------+---------+---------+---------+

¦    * Сумма четырехкальциевого  алюмоферрита  и  удвоенного  содержания¦

¦трехкальциевого алюмината                                              ¦

L------------------------------------------------------------------------


5.2.2. Гипсовый камень - по ГОСТ 4013. Допускается применение других материалов, содержащих сульфат кальция, по соответствующим нормативным документам.

5.2.3. Минеральные добавки - по соответствующим нормативным документам.

5.2.4. Специальные добавки (облегчающие и утяжеляющие), регулирующие плотность цементного теста, - по соответствующим нормативным документам. Облегчающие и утяжеляющие добавки должны обеспечивать получение цемента плотностью, указанной в таблице 3, и не должны вызывать деструкцию и коррозию цементного камня.

5.2.5. Технологические добавки, регулирующие основные тампонажно-технические свойства цемента, и технологические добавки, применяемые для интенсификации помола, - по соответствующим нормативным документам.

Содержание добавок, вводимых в цемент при помоле, не должно быть больше значений, указанных в таблице 7.


Таблица 7


В процентах массы цемента

-----------------------T------------------------------------------------¬

¦     Тип цемента      ¦   Значение для добавок (в пересчете на сухое   ¦

¦                      ¦                    вещество                    ¦

¦                      ¦                    добавки)                    ¦

¦                      +-------T--------T-------T-------T-------T-------+

¦                      ¦ускори-¦замедли-¦пласти-¦гидро- ¦водоу- ¦интен- ¦

¦                      ¦ телей ¦ телей  ¦фициру-¦фобизи-¦держи- ¦сифика-¦

¦                      ¦тверде-¦загусте-¦ ющих  ¦рующих ¦вающих ¦ торов ¦

¦                      ¦  ния  ¦ вания  ¦       ¦       ¦       ¦помола,¦

¦                      ¦       ¦        ¦       ¦       ¦       ¦ в том ¦

¦                      ¦       ¦        ¦       ¦       ¦       ¦ числе ¦

¦                      ¦       ¦        ¦       ¦       ¦       ¦органи-¦

¦                      ¦       ¦        ¦       ¦       ¦       ¦ческих*¦

+----------------------+-------+--------+-------+-------+-------+-------+

¦      I, II, III      ¦  0,5  ¦  0,3   ¦  0,5  ¦  0,5  ¦  1,5  ¦ 1,00  ¦

+----------------------+-------+--------+-------+-------+-------+-------+

¦    * Органических добавок не должно быть более 0,15%                  ¦

L------------------------------------------------------------------------


5.3. Требования безопасности


Удельная эффективная активность естественных радионуклидов А_эфф в цементе не должна быть более 740 Бк/кг.


5.4. Упаковка, маркировка


Упаковка и маркировка цементов - по ГОСТ 30515.


6. Правила приемки


6.1. Правила приемки - по ГОСТ 30515 со следующим дополнением.

6.2. Партия цемента может быть принята и отгружена, если результаты испытаний по всем показателям соответствуют требованиям настоящего стандарта, если иное в части рекомендуемых показателей не предусмотрено договором (контрактом) на поставку цемента.

6.3. В случае обнаружения при испытаниях цемента малозначительного дефекта по величине, не превышающей предельного значения, указанного в таблице 8, партию цемента принимают, но учитывают ее как дефектную при оценке общего уровня качества.


Таблица 8


-------------------------------T--------------------T-------------------¬

¦   Наименование показателя    ¦    Тип цемента     ¦ Малозначительный  ¦

¦                              ¦                    ¦дефект - предельное¦

¦                              ¦                    ¦   отклонение от   ¦

¦                              ¦                    ¦требований раздела ¦

¦                              ¦                    ¦5, не более чем на ¦

+------------------------------+--------------------+-------------------+

¦Прочность при изгибе,  МПа,  в¦     I, II, III     ¦       -0,2        ¦

¦возрасте 1, 2 сут             ¦                    ¦                   ¦

+------------------------------+--------------------+-------------------+

¦Водоотделение, мл             ¦       То же        ¦       +0,5        ¦

+------------------------------+--------------------+-------------------+

¦Время  загустевания,  мин,  до¦         "          ¦       -5          ¦

¦консистенции 30 Bс            ¦                    ¦                   ¦

+------------------------------+--------------------+-------------------+

¦Массовая доля оксида серы (VI)¦         "          ¦       +0,5        ¦

¦SO3,  %                       ¦                    ¦                   ¦

+------------------------------+--------------------+-------------------+

¦Массовая    доля     хлор-иона¦      Все типы      ¦       +0,01       ¦

¦Сl(-1), %                     ¦                    ¦                   ¦

L------------------------------+--------------------+--------------------


В документе о качестве должно быть указано:

- наименование изготовителя, его товарный знак и адрес;

- наименование и (или) условное обозначение цемента по настоящему стандарту;

- номер партии и дата отгрузки;

- номера вагонов или наименование судна;

- вид и количество добавок для цемента типов II и III;

- прочность при изгибе в возрасте 1, 2 сут или на сжатие через 8 ч;

- водоотделение;

- плотность цементного теста для цемента типа III;

- время загустевания;

- значение удельной эффективной активности естественных радионуклидов в цементе по результатам периодических испытаний;

- гарантийный срок, сут;

- знак соответствия при поставке сертифицированного цемента (если это предусмотрено системой сертификации).


7. Методы контроля


7.1. Физико-механические свойства цементов определяют по ГОСТ 26798.1, ГОСТ 26798.2.

7.2. Химический анализ клинкера и цемента - по ГОСТ 5382.

7.3. Минералогический состав клинкера и сумму щелочных оксидов (R2O) рассчитывают в процентах на основании результатов химического анализа клинкера.

При отношении содержания оксида алюминия к оксиду железа (Аl2О3/Fе2О3), равном или менее 0,64, С3А=0.

При отношении содержания оксида алюминия к оксиду железа (Аl2О3/Fе2О3) более 0,64 расчет производят по формулам:


                     С3А = 2,65 Аl2О3 - 1,69 Fe2O3,                   (1)


                           C4AF = 3,04 Fе2О3,                         (2)


    С3S = 4,07 CaO - 7,60 SiO2 - 6,72 Al2O3 - 1,43 Fе2O3 - 2,85 SO3.  (3)


При отношении содержания оксида алюминия к оксиду железа (Аl2О3/F2О3) менее 0,64 содержание C3S рассчитывают по формуле


    С3S = 4,07 CaO - 7,60 SiO2- 4,48 Al2O3 - 2,86 Fe2O3 - 2,85 SO3.   (4)


Массовую долю суммы щелочных оксидов определяют по формуле


                              R2O = 0,658 К2О + Na2O.                 (5)


7.4. Вид и количество минеральных и специальных добавок определяют по методике, аттестованной в установленном порядке.

7.5. Удельную эффективную активность естественных радионуклидов определяют по ГОСТ 30108.


8. Транспортирование и хранение


Транспортирование и хранение цементов - по ГОСТ 30515.


9. Гарантии изготовителя


Изготовитель гарантирует соответствие цемента всем требованиям настоящего стандарта при соблюдении правил его транспортирования и хранения в упакованном виде в течение 60 сут после отгрузки, а при поставке без упаковки - на момент получения цемента потребителем, но не более 60 сут после отгрузки.


Приложение А

(информационное)


Библиография


(1) API Specification 10A США Технические условия на цементы и материалы для цементирования скважин

Государственный стандарт СССР ГОСТ 15825-80 (СТ СЭВ 22-73) "Портландцемент цветной. Технические условия" (утв. постановлением Госстроя СССР от 1 декабря 1980 г. n 182)  »
ГОСТы и правила »
Читайте также