Тампонажный раствор для цементирования скважин
Иллюстрации
Показать всеРеферат
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (l9I SU (ill
1229 А
g(gi) Е 21 В 33/138
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3432694/22-03 (22) 30.04.82 (46) 30.10.83. Бюл. М 40 (72) С.А. Абрамов, Г. В. Бели ков, Д.M.t1oíîìàðåB, А.Е.Михайлов, Л.И.Кутянин, А,Ш.Лукманов и В.Ф.Черных (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622,245,42(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
N 123908, кл. Е 21 В 33/138, 1959.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2943595, кл.Е 21. В 33/138
1980 (прототип), (54)(57) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий вяжущее, добавку.и воду, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения .эффективности замедления сроков схватывания тампонажного раствора и обеспечения прочности цементного
0 камня при температурах до 250 С, в качестве добавки он содержит 2-окси-1,3-пропилендиамин-N,N,N N -тетра1 метиленфосфоновую кислоту (ОПФ) при следующем соотношении компонентов, м ас.3:
Вяжущее 50-60
ОПф 0,05- 0,8
Вода 39,95-49,2
1051229
Изобретение относится к тампонажным растворам, применяемым при буре нии нефтяных и газовых скважин.
Известен тампонажный раствор, в котором для замедления сроков схватывания используют добавку винного камня в количестве 0,1-0,53 от массы цемента (1) .
Недостатком указанного раствора является загущение при добавке ре" 1О агента, что ведет к затруднению прокачивания его в затрубное пространство, Для увеличения текучести необходимо повышать водоцементное отношение, что приводит,к снижению прочности.
Известен также тампонажный раствор, в котором в качестве замедлите ля использовался нитрилотриметиленФосфоновая кислота (НТФ) в количест- 20 ве 0,025-0,0553 от массы цемента (2)„.
Недостатки известного раствора заключаются в том, что при температурах выше 1000C снижается эффективность замедления схватывания и 25 теряются его прочностные свойства, причем НТФ повышает прочность лишь .на изгиб и не улучшает прочность на сжатие.
Цель изобретения - повышение эф- щ фективности замедления сроков схва" тывания тампонажного раствора и обеспечение прочности. цементного камня при температурах до 250 С. !
Поставленная цель. достигается тем, что тампонажный раствор для цементирования скважин, включающий вяжущее, добавку и воду, .в качестве добавки. содержит 2-окси- 1,3-пропилендиамин-М,Й,Мl,N -тетраметиленфосфоновую.
1 кислоту (ОПФ1 при следующем соотношении компонентов, мас.З:
Вяжущее, 50 - 60
ОПФ 0 95 - 0 8
Вода 39,95 - 49,2
Молекулярный вес ОПФ равен 466,153
ОПФ согласно ТУ-6-09-4915-80 представляет собой жидкость от желтого до коричневого цвета, плотность не менее 1,1 г/см
Препарат не пожароопасен и-не взрывоопасен, Тампонажный раствор приготавливается путем затворения цемента водным раствором 2-окси-1,3-пропиленр диамин-й, N,N,Й -тетраметиленфасфоновой кислоты (ОПФ) .
Пример 1. Готовят тампонажный раствор для испытания при 150 С, содержащий компоненты, мас.3:
Бартландцемент 50
ОПФ 0,8 Вода 49,2 при этом водотвердое отношение равно 0,5. Из полученного раствора в соответствии с ГОСТ l581-80 готовят призмы 2 ° 2 10 см, а также определяют его сроки схватывания. Призмы твердеют в автоклавных условиях (Т-150 С, О
Р - 50 МПа) в течение 24 ч, затем их испытывают на изгиб и сжатие. Результаты приведены в таблице (опыт 8).
Пример 2, Готовят тампожный раствор для испытания при 160 С, содержащий компоненты, масА: йПЦС"200 60
ОПФ 0,05
Вода 39,95
Материал испытывают аналогично примеру 1 при автоклавных условиях (T-160 С, P = 60 Hlla).
Результаты приведены в таблице (опыт 11}
Пример 3. Готовят тампо- .. нажный раствор для испытания при
250ОС, содержащий компонент, мас.Ф:
ШПЦС-200 55
ОПФ 0 3
Вада 44,7
Материал испытывали аналогично примеру 2 при автоклавных условиях (Т 250ОС, Р 80 МПа) . Результаты приведены в таблице (опыт 17).
1051229
1
I
I (t
1
1
1
1 !
1
1
I
I (I
1
X ! X
1 (Щ
1 5
°S .О.
CA л о а а О в сО л л л л а о а о
° Д( л
СЧ л
C4 (A
С CO
Ф
° « щ OO.о
1О
О
У
О
Э (О
S й
СО
* л
-ф СО Я) СЧ
° «
О ю» л
СО .1
СО сО л л
-б аА сО
СО 00 л м а
CD л в с о
1 зК )
О 1
Y l
Й 1 (((I (О .О 1
Сф I
I.
О
Ю 1
О. 1
О а
1»
v (tI I
I =1
Ф (x
I М!
Г—
CD LA
О
I I
Ф е о О. 1
I ( (« о
1 о о а (1
СЧ -Ф
CD м
ОЪ о
СЧ
1 л. (t«
S х (((Ф
З
1Щ и х
О!
О ф ! у
I Л»
S !
С
О
О. о
an! (1 м О м
LA м
C(о о а а
l 1 (Ч о
C( о (LA
СЧ -Ф
I 1
° м
CD а
LA о о о м а а
I I . 1 м о!
1 46
l C л
I 0
1 л о о о м
iS
Й
Ф (,О, Я
О
О
S и
1
l -4t
1 C
1 X
1 Э
1 о а о о о О О МЭ о о о
LA л л
18 О а
° «
CD e
СЧ СЧ СЧ а л
° 4
СЧ а О
СЧ м о
СЧ СЧ о О (Ч СЧ
I (Ц
Y м
СО ОО
«ф
СО OO
» л аА
СЧ о л
I О а а о
° « о а а о л
C) LA
СЧ о л о 1!
I а о о
00 л о
1 . 1
I О!
O о ф -Ф л л ° л о
° ь о аА л.
LA л о .
LA л о а
A о а. LA, ° « .. л о о (.. о о
СЧ
5
С: и е !! 1
О
»
««! 1
З
C(1
1
l.
:.1
I
1
I
I !
t
1
1
l
1 !
1
I
I
I
1 !
I
1
1 г
-!
1 !
I !
1
t
l
1
1
1
I °
1 !
I !
1
° 1
1
1
I.
1 !
I !
I !
1
I
l
I
I
1
1 (((!
:ь 1 а
I".a (g
CL !
:l ., 1.
1 I !
1
I
1 ! .1
1 ! 1
l !
I, I
t
I . l ! (!
,1
jl (! 1
1
;1
t (!
-й а О 1. «О О о а о- о м а сч сч
1 I I л an
X а
X с
IO
1Э
Z
% с о
С о а
I ! !
1
1
XX
13Е и
1::
Х: л о
Iи о о.
С:
CV л
СЧ
0 -б
Ю сЧ
Ф ! о
L
6) CO л л
CA о л
<Ъ (Ч
I.-Ф
I О
О CD сЧ
l I! ч л!
Г
Х
Ш
2I
1-
m о m а х о u
l
I
1
I о с
Щ
У
Ю
1 м ь м
LA
Ю Ю !
Ч
I I
° . Я
CD л
Ю Ю
СО 00
)X
X л
m l а
Л 1
I- CD
Щ 1 а !
II Х
x m
m о л с с о о
>, X
I
l !
1
Ф
X
Ф
Iь
Ю
СЧ
Ю
Ю
Ю Ь в а
CV N! л
°
° 0
СЧ !Ч
Э !
» о а
Щ Cg
Iо о
X л
СЧ о
1
° фЧ
СО СО л л
00 л
00 л.0
l- I- X
ovu
4!Ъ, 1
lA 1
Ю I
Ц«\
LA
Ю ь в ( т в
1
1
I
CD
I.
1 1 м л
1 Ю
1 ! 1I ! CO !
I
I ! Ф ! 6)
1
1
I
I
I
-а л
« л л ь ь
I
I
I
1
1 !
I
1 !
I
1
I
1 >
1 3(I CI
I 1! I1 Б
1 C о
1. — — -4 — — — --4
1 1 I
1 1
1 ° 1:Г 1
1 Ф --4 и
1. -о"
1 C Х I
I 1
1051229
OQ л
lA л 0 ь О ! м
CD
СЧ
CD
Ю
LA !
Ч !
Ч
CD
1051229
Kàê видно иэ таблицы, ОПФ более эффективно замедляет процессы схватывания тампонажного раствора, чем
НТФ, особенно различие отмечается при, о температурах выше 100 С. Это позволяет сделать вывод о том, что эфФективность действия НТФ как замед-, лителя резко сни.;:ается при температурах свыше 100вС.
Дббавка ОПФ повышает прочностные свойства тамЬонажного камня, причем как прочность на изгиб, так и .прочность на сжатие при температурах до 250 С. Таким образом, добавка о
ОПФ улучшает термостойкость раство- 15 ра, а также обеспечивает механическую прочность сформировавшегося цементно"
ro камня при воздействии на него всесторонних нагрузок.
Тампонажный раствор с добавкой
ОПФ обладает пластифицирукщими свой-, ствами, что значительно повысит подвижность раствора, Свойства тампонажного раствора (повышенная прочность, замедленное схватывание), обработанного 2-окси-1;З-пропилендиамин-й,Н,N,N -тетраметиленфосфоновой кислотой (ОПФ) могут быть использованы при цементировании скважин с забойными температурами до 250 С, а также скважин о с высоким геотермическим градиентом.
Состввм ель Е.Тангалычев
Редактор А.Власенко Техреду Н,Тепер Корректор А.Повх г 1
Заказ 8630/33 Тираж 603 . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. М5 е
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,