Тампонажный раствор

Тампонажный раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, содержащий цемент, дизельное топливо, поверхностно-активное вещество - эмультал и воду, о тличающийся тем, что, с целью расширения температурного интервала применения и повышения прочности цементного камня, он дополнительно содержит сульфонол, изобутиловый спирт и хлорисьш кальций при следующем соотношении ингредиентов , мас.%: 60-70 Цемент Дизельное 10-20 топливо 0,1-1,0 Эмультал 0,06-0,15 Сульфонол Изобутиловый 0,1-0,25 i спирт Хлористый (Л 0,01-0,025 кальций Остальное Вода

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕС1- ЛХ

РЕСПУБЛИ(( (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

60-70

I0-20

0,1 — 1,0

0,06-0,15

0,1-0,25

0,0I-0,025

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3829476/22-03 (22) 16.10.84 (46) 15.10.86. Бюл. № 38 (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промьппленности им. И.M.Губкина (72) Л.К.Мухин, Н.И.Щавелев, О.В.Прохоров и Н.В.Дудыкина (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 825863, кл. Е 21 В 33/138, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 529134, кл. E 21 В 33/138, 1972. (54)(57) TAMIIOHARHbII РАСТВОР, содержащий цемент, дизельное топливо, поверхностно-активное вещество - эмуль„„SU„,, 1263817 А1 тал и воду, отличающийся тем, что, с целью расширения температурного интервала применения и повышения прочности цементного камня, он дополнительно содержит сульфонол, изобутиловый спирт и хлорис ый кальций при следующем соотношении ингредиентов, мас,X:

Цемент

Дизельное топливо

Змультал

Сульфонол

Изобутиловый спирт

Хлористый кальций

Вода

63817

Сульфонол

Вода

Изобутиловый спирт

Хлористый кальций

27,3

27,3

41,0

РастекаеПлотСостав тампонажного раствора на l л, мас.X

УР пп ность кг/м мость м

Портландцемент для холодных" скважин 1275

Дизельное топливо 285

Эмультал 1,8

Сульфонол

НП-3 2,6

Изобутиловый спирт 3,9

Хлористый кальций 0,4

Вода пресная 300 г — 70, 00 см - 13,00 см — 0,10

1820 0 195

r - 0,15 см — О, 25 г — 0,025 см - 16 475

1 12

Изобретение относится к составам тампонажных растворов для креппения нефтяных и газовых скважин, пробуренных с буровыми. растворами на углеводородной основе.

Цель изобретения — расширение температурного интервала применения тампонажного раствора и повышение прочности цементного камня.

Химический состав и физико-механические параметры тампонажных растворов приведены в таблице.

Способ приготовления тампонажного раствора следующий.

Вначале готовят комплексное поверхностно-активное вещество (ПАВ) затем — обратную эмульсию (типа вода в масле) требуемой устойчивости.

Устойчивость эмульсии регулируют в широких пределах за счет использования смеси ПАВ с взаимоподавляющими и ДОпОлняющими cBQAcTBBMH: c ëüôoå1oë

НП-3 в изобутиловом спирте с добавкой хлористого кальция — эмульгатор и эмультал — стабилизатор. Обратную эмульсию готовят следующим образом: в дизельном топливе распределяют расчетное количество эмульгатора, в полученный раствор вводят воду в количестве, необходимом на гидратацию вяжущего материала, эмульгируют ее, затем в слабостабилизированную эмульсию добавляют расчетное количество эмультала, тщательно перемешивают и получают обратную эмульсию требуемой

5 устойчивости. Дальше тампонажный раствор готовят по обычной технологии, используя в качестве жидкости затворения обратную эмульсию.

Тампонажный раствор работает в .диапазоне температур от 20 до 200 С.

Пример приготовления тампонажного раствора.

Вначале готовят комплексное ПАВ.

Процесс приготовления комплексного

ПАВ сводится к интенсивному механическому диспергированию компонентов, входящих в его состав. Состав комп— лексного ПАВ следующий, мас.Е:

Выбрана наиболее седиментационноустрйчивая композиция комплексного

ПАВ, которая позволяет использовать для его приготовления как порошковый, 30 так и 50Х-ный водный раствор сульфонола НП-3.

Прочность цементного камня 1 сут возраста, ИПа

Условия и сроки схватывания тампоРеологические показатели при

20 С нажного раствора, ч

Т, ОС Начало Конец на изгиб на сжаПредельное напПластическая тие ряжение сдвига,lIa вязкость мПа с

5,0

20 4-20 5-50 .2,1

3,06

90,3

76

11opядОк 1tp>(ГОТОвления комплексно— го ПАВ следующий. В 5(Л-ны i водный раствор сульфонола НП-3 вводят расчетное количество хлористого кальция, переводя тем самым натриевую форму сульфонола в кальциевую, интенсивно перемешивают. Затем добавляют в расчетное количество изобутилового спирта полученный раствор, меняя при этом полярность растворителя, и так- 10 же интенсивно диспергируют. Полученное комплексное ПАВ напоминает по своим свойствам кальций сульфонат, но превосходит его по эмульгирующему действию за счет наличия в нем как кальциевой, так и натриевой формы сульфонола. Комплексное ПАВ готовят заблаговременно за несколько суток до цементирования.

В 285 см (13 мас.%) дизельного топлива распределяем 9,6 см (0,5 мас.Е) приготовленного комплексного ПАВ, в полученный раствор вводим 300 см (16,4 мас.7) водопроводной воды и эмульгируем ее в течение 10 мин. Затем в слабостабилиэированную эмульсию добавляем 1,8 см (0,1 мас.Х) эмультала, перемешиваем ее в течение 20 мин и получаем обратную эмульсию наименьшей устойчи3817 4 во< ти, в которую добавляем 1275 г (70 мас.7) портландцемента для "xcr— лодных" скважин, диспергируем его в течение 5 мин и получаем тампонажный раствор (см. п.1 в табл.).

Тампонажный раствор может показаться по составу сложным, однако сложность состава объясняется применением комплексного ПАВ, содержание которого в рецептуре тампонажного раствора изменяется в диапазоне 0,20,5 мас.X.

Регулирование начала и конца сроков схватывания предлагаемого тампонажного раствора происходит пропоре ционально концентрации стабилизатора — эмультала. Это очень важно, подбор сроков схватывания для других типов тампонажных растворов,на углеводородной основе затруднен. В предлагаемом тампонажном растворе с повышением температуры формирования цементного камня для сохранения необходимых технологических параметров увеличивается концентрация эмультала и дизельного топлива, а уменьшается концейтрация комплексного ПАВ. Изменением соотношения ПАВ в предлагаемом тампонажном растворе достигается вь бор оптимальных реологических -арактеристик (см. п.п. 6,7 в табл.).

126381 7

РастекаеСостав тзмпонажного раствора на 1 л, мас.7.

Плотность кг/м масть, м

950 г — 60,00

1585 0,21

1,8 г — 0,12

2,7 смэ - 0 20

1265 г — 70,00

325 см — 15,0

7,2 cM — 0,40

1810

0,20

1,6 г — 0,09

2,4 см — 0,15

1215 r — 68,00

0,22

1790

1 r 0,06

1,5 см — 0,10

0,16 г — 0,01

2 Цемент глиноземистый

Дизельное топливо

Эмультал

Сульфонол

НП-3

Изобутиловый спирт

Хлористый кальций

Вода пресная

3 Портландцемент дпя

"горячих скважин

Дизельное топливо

Эмультал

Сульфонол

НП-3

Изобутиловый спирт

Хлористый кальций

Вода пресная

4 ШПЦС-200

Дизельное топливо

Эмультал

Сульфонол

НП-3

Изобутиловый спирт

Хлористый кальций

Вода пресная

380 см — 20,00

1,6 см — 0,10

0,3 r — 0,02

310 см — 19,56

0,25 r — 0,015

260 см — 14,345

370 смз — 17,40

12 5 см — 0,70

245 см — 13,73

) 263817

Продолжение таблицы

Реологические

Показатели при

2000

Прочность цементного камня 1 сут возраста,, ИПа

Начало Коне

5,1

4-25

2,2

6-05

2,96

76,4

7,0

2,9

2-45 3-55

2,90 80

82,6

13,4

5,6.

2,74 140 3-40 . 5-00

7 0, 7

Пластическая вязкость мПа с

Предельное напряжение сдвига,Па

Условия и сроки схватывания тампонажного раствора, ч на изгиб на сжаwe

l 6381 7

Растекас— мо,ть, НлатСостав тампонажнога раствора на 1 л, мас.% !! !!" пп ног 1 ь кг, и, / 3

1210 г — 68, 00!

780 0,225 спирт

Хлористый кальций

Вода пресная скважин

Дизельное!

215 г — 68,76

1770 0,22 топливо

Эмульта.I

Сульфонол

9 7 г 0 9 О

2,5 см- — 0,17!

215 г — 68,75

1770 0,20.ШПЦС-200

Дизельное топливо

Эмультал

Сульфонол

НП-3

Изобутилавый

6 Партландцемент для

11 II холодных

НП-3

Изобутиловый спирт

Хларистый кальций

Вода пресная

7 Портландцемент для

XOJI0PHÛÕ скважин

Дизельное топливо

Эмультал

Сульфонол

НП-3

Изобутиловый спирт

Хлористый кальций

Вада пресная

385 см — 18,00

17,8 см — 1,00

1 г — 0,06

1,5 см — 0,10

0,16 г — 0,01

230 см — 12,83

365 см — 17,02

2,4 см — 0,14

0,25 г — 0,017

245 смз — 13,793

365 смз — 17,01

1,8 см — 0,10

2,0 r — 0,117

3 О смз — О 195

0,32 г — 0,020

245 см — 1 3, 808

1263817 Продолжение таблицы

Условия и сроки схватывания тампонажного раствора, ч на сжаПластическая

Коне на изгиб тие вязкость мПа с

68,3

2,64

200 3-30 4-40 6,? 14,6

71,4

2,82

40 . 4-00 4-50

6,5

84,6 2,92

40 4-00 420 2,gy

Реологические показатели при

200С

Предельное напряжение сдвига,Па

Т, С Начало

Прочность цемент ного камня 1 сут возраста, МПа