Тампонажный материал для цементирования высокотемпературных скважин

Тампонажный материал для цементирования высокотемпературных скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ BtJCOKOTEFfflEPATyPHHX СКВАЖИН, содержащий вяжущее - таитонажный цемент на шлаковой основе и волокнистый наполнитель, о тли чающийс я тем, что, с целью снижения водоотдачи и повышения ударостойкости --цементного камня, он дополнительно содержит пластификатор , а в качестве волокнистого наполнителя - минеральные волокна антофиллитили хризотил-асбеста при следующем соотношении компонентов, мае.%: Тампонажный цемент 92,00-99,45 на шлаковой основе Минеральные воЛокна антофиллитили (О хризотил-асбеста 0,50-7,00 Пластификатор ;0,05-1, 00

„„5U„„ l 010253 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

IHIIHC

РЕСПУБЛИК

3(50 Е 21 В 33 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

92,00-99,45 д е

0 50 7 00

:0,05-1,00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3242413/22-03 (22) 02.02.81 (46) 07. 04 83. Бюл. М 13 (72) A.È. Булатов, Д.Ф.Новохатский, П.Ф.Паринов, В .A . . Левшин, А .. К..Куксов, В.A.Àíòîíoâ, 10.И. Сидоренко,. Б.Т.Целуйко, М.A.Åãîðîâ, С.С. Головачев, Б.А.Сонин, О.С.Бахтина и С.Н,Шанин (71) Всесоюзный научно-исследова ельский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622 .245..42(088.8) (56) 1 . Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2729565/22-03, кл. Е 21 В 33/138, 1979, 2. Авторское свидетельство СССР

Ю 775295, кл. Е 21 В 33/138,.1979 (прототип). (54) (57) ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ

ЦЕФ1ЕНТИРОВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ

СКВАЖИН, содержащий вяжущее - тампонажный цемент на шлаковой основе и волокнистый наполнитель, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения водоотдачи и повышения ударостойкости цементного камня, он дополнительно содержит пластификатор, а в качестве волокнистого на-. полнителя — минеральные волокна антофиллит- или хризотил-асбеста прн слецующем соотношенж компонентов, мас. Ъ:

Тампонажный цемент на шлаковой основе

Минеральные воЛокна антофиллит- или хризотил-асбеста

Пластификатор

1010253

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при изготовлении тампонажных материалов, применяемых при креплении буровых скважин в интервале температур 80-250 С.

Известен тампонажный материал, содержащий портландцемент, хризотиласбестовое . минеральное волокно и декстрин (СЬН16ОЕ), который исполь- !О эуется в качестве пластификатора.

Тампонажный камень из этого материала обладает повышенными адгезионными свойствами (1 ).

Недостатками данного материала 15 являются невысокая стабильность таипонажного раствора, низкие прочностные свойства и коррозионная стойкость камня при температурах выше

100оС. 20

Наиболее близким техническим решением к изобретению является тампонажный материал для цеме нти рова ния высокотемпературных скважин, содержащий вяжущее — цемент на шлаковой 25 основе и волокнистую добавку (наполнитель) — шлаковату или базальтовое волокно. Тампонажный камень из этого материала обладает повышенной прочнос тью и долгове ч нос тью (2 ).

Недостатками известного материала являются повышенная водоотдача раствора и пониженная ударостойкость цементного камня.

Целью изобретения является снижение водоотдачи тампонажного раствора и повышение ударостойкости цементного камня.

Поставленная цель достигается тем, что в тампонажный материал, содержащий вяжущее — тампонажный це- 40 мент на шлаковой основе и волокнистый наполнитель, вводится пластификатор, а в качестве волокнистого наполнителя — минеральные волокна антофиллит- или хризотил-асбеста при следую-45 щем соотношении компонентов, мас.%:

Тампонажный цемент на шлаковой основе 92,00-99,45 50

Минеральные волокна анто.филлит- или хриэотил-асбеста О, 50-7, 00

Пластификатор О, 05-1, О

Минеральное волокно хриэотил-асбеста (XA) представляет собой смесь тонких эластичных волокон различной длины и их агрегатов, образованных в процессе расщепления минерала хризотил-асбеста. Волокна регламентируются ГОСТом .12871-67. Минеральные волокна антофиллит-асбеста (AA) gocтоят из смеси тонкораспущенных волокон асбеста антофиллитового, полученных в процессе расщепления минералов антофиллит-асбеста. Применялись волокна сорта AH-1-42 и утилиэированные отходы асбестового производства, регламентируемые ТУ 21-22-

13-78 и ТУ 023-04-1-75.

Тампонажная смесь готовится путем введения минерального волокна в тампонажный цемент (в процессе его изготовления или уже в готовый продукт) с последукщим совместньм перемешиванием сухой смеси. Возможно введение коротковолокнистого асбеста непосредственно в жидкость затворения или в тампонажный раствор.

П р и.м-е р . Тампонажный материал состоит из 96,9% тампонажного цемента на шлаковой основе ШПЦС-200, 3% XA и 0,2% пластификатора СДБ. К тампонажноыу материалу добавляли

40% жидкости. Растекаемость .тампонажного раствора по конусу АзНИИ 19 см, водоотстой через 2 ч составил 0,8%.

Прочность при изгибе/сжатии тампонаж; ного камня иэ этого раствора после суточного твердения при 2009С равна

6,3/24,6 МПа соответственно, сопротивление удару 2060 Дж/м2. Для сравнения водоотстой тампонажного раствора по известному способу равен

4,0%, сопротивление удару 1860 Дж/м (см. опыт 9 5 и Р б, табл. 1).

В табл. 1 приведены физико-механические свойства спеццементов с добавкой волокон.. 1

I ъ

4l 1

Нб о о

М I

Эб 1

Об

Нб

Q 1 1

C I

%

°

Ф Ъ Ф

° Ь

4О

° Ф

РЪ б ц) о

4Ч

th

4Ч

6Ъ. о

4Ф

РЪ о

ОО

I.

I Q ббб

X х о

Х l а I о

3С

I о

СЧ б

°

1О

CV

EO

Ю б о . l1I а

I 1 ое ак б ббб ох

vf о о

CV

-о

Ю

4О л

1

1

1 C

1 4

1 Р4К о

Ю . л о ь

ФЧ ь

4Ч

D, ь бЧ

1 1-1 Я ! оэ е1 !ФЬЮ а0

1ОНЕЕ « !

àÎÜ 0 Ч!

I б I

4Ч

Р ) .О

4Ч о

СЧ о (Ч

% Ф б41 в Я

I О

1 Эъ .

1 Се

I 3

1 Artl

1 ма бeo

5й

1 .A Q

ФЧ

М л л

00 л л

4О

Л4

1

° Я ! iso

РЪ

М

М о

С Ъ

Ю о н ббб

Ю

М ь

I4

1.4 <Ф

М

4Ч о (Ъ

I 1

I Х

1 О

l ! oo д х

Э

3 о ббб ф «Ю н

o c ох ио

tlat

<Ч \бЪ

% (Ч б

I 1 ,>ь

Э ббб Й

v

::(О

v

ыю

Я nl

44

Ф

3 х н

Э

NI

1

1

I

3 х .н о

Э

Ф х

С, 3 и о

1

Э

14

4бб к

1 и

Ii Я

1 И

1 б

I O, 3

K к ф ф х х о а

I б» Э

1 Я Н

Э C

1 Е Е

° 1

1 Н

1 3

1 И

1 О

1 Э

Ю О I и

О Х1Н аНб! Э

Е с ) Рв ol 1 ф

Э ОХ!O.

1 Э

О 1 Х и о анб! е

Эл >ь6) 1 ф ох! о

1 Э

Э О 1 Х й

Х 1 онс! Э

ЭеЧ. »Э 1 М

ОХ1 О

1010253

1., 1 . ббЪ О

I O о

I о о

Ю 4бе, л . (Ч

С0 Ф

Ъ Ь л л

РЪ

In 41 о о

1

1

1.

1

1

1

1 !

1

I

1

I

1

1

1

1

1

l

I

00 (О! л

4O . 1 с л

Ch л

4й

° 1

О 1

СЧ в о 1

I

<") I

I 1 и

„:бо иI

1. I

Э !

Щ 1

Ф 1

Ц а3 3

1

10 1

1010253

В табл. 2 приведены технологичес,кие свойства тампонажного раствора на основе УШЦ-1-200 с добавкой асбеста (при B/T = 0,35).

Таблица 2

Водоотдача (с к орос ть фильтрации см/ми н) при

Т=160 С, P=60 МПа

Состав смеси, %

Реагенты, Ъ

Наличие пены

Параметры раствора

СДБ хромпик

Д / 3 см. в яжу- хри зотилщее асбест

0ii 0,3

99,7

23 209 . есть 7,5

0,292

19. 2, 11

18 2,12

96,7 3

94,7 5

О, 265

0i 001 р,3 0,3

0,3 0,3 нет

71 не определяли нет

25 2,02 есть

99,0

1,0

1,0 не опре" деляли

1i0

1i0

25 2,08 нет

Зкономический эффект от примене- Использование предлагаемого материания тампонажного материала (напри- 40 ла также существенно повысит качество мер, в замен выпускаемого ШПЦС-120) крепления скважин, увеличит межретолько за счет более низкой его стон- монтный период их эксплуатации и мости составит 23310 руб. в год. сократит время на капремонт.

Составитель М. Николаева

Редактор A. .Шаидор Техред E.Харитончик Корректор

Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 т

Заказ 2429/19 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предложенный состав тампонажного материала позволяет получить тампонажный камень с улучшенными прочност ными характеристиками, повышенным сопротивлением удару и трещиностойкостью, коррозионной стойкостью,ис- 5 польэованного в температурном диапазоне 100-250 С.

Наличие асбеста (антофиллитового или хриэотилового . в рассмотренных спеццементах приводит к значительному снижению образования пены при приготовлении и транспортировке тампонажных растворов, обработанных пенообразующими реагентами, что позволяет повысить максимальное их содержание. Данный эффект особенно важен при креплении зон с АВПД, так как снижение пенообразования повышает плотность утяжеленных растворов (табл. 2) .

Начальный градиент фильтрации, МПа/м