Тампонажный раствор
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение деформативности и щепления цементного камня с обсадной колонкой. Тампонажный раствор содержит ингредиенты в соотношении, мас.ч.: портландцемент 100, королек - отход производства шлаковаты 10-20, полиоксиэтилен 0,2-1,0, хлорид натрия 2,5-3,0, вода 50-55. Раствор получают затворением смеси портландцемента и королька водным раствором полиоксиэтилена с хлоридом натрия. Уменьшение количества добавок ведет к снижению прочности камня, а увеличение - к ухудшению седиментационной устойчивости раствора. Раствор может быть использован при 20-150°С. Камень газонепроницаем, трещиностоек, имеет адгезию к металлу до 9,6 МПа. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 E 21 В 33/138
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 42 32 372/23-03 (22) 20.04.87 (46) 07.04. 89. Бюл. №- 13 (71) Украинский научно-исследовательский институт природных газов (72) В.Л.Назаренко, JI.А.Езлова, Д.А. Костенко, В. Д. Коваленко, Н.Г.Бубликова, Г.Х.Козюпа, И.Г.Плишка и И.П. Комарщук (53) 622.245.42(088.8) ! нию нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения — повышение деформируемости и сцеппения цементного камня с обсадной колонной. Тампонажный раствор содержит ингредиенты в соотношении, мас.ч.: портландцемент 100, королек — отход производства шлаковаты 10-20, полиоксиэтилен 0,2-1,0, хлорид натрия 2,5-3,0, вода 50-55.
Раствор получают затворением смеси портландцемента и королька водным раствором полиоксиэтилена с хлоридом натрия. Уменьшение количества добавок ведет к снижению прочности камня, а увеличение — к ухудшению седиме нт ац ион ной уст ой чиво ст и р аст во р а.
Раствор может быть использован при
20-150 С. Камень газ онепроницаем, трещиностоек, имеет адгезию к металлу до 9,6 MIa. 3 табл. (56) Тангалычев E. С. и др. Дисперсноармированные тампонажные материалы.—
ОИ, сер. "Бурение", вып, 19 (81),, М.: ВНИИОЭНГ, 1984, с. 6-7. р.вторское свидетельство СССР
¹ 11009999004499, кл. E 21 В 33/138, 1982, (54) ТАИПОНАЖНЫ! РАСТВОР (57) Изобретение относится к крепле1
Изобретение относится к тампонажным материалам, используемым при креппении нефтяных и газовых скважин.
Цель изобретения — увеличение деформируемо сти и сцепления цементного камня с обсадной колонной.
Тампонажный раствор содержит портл андпе мент, в оду, полио к сиэ тил ен, хлорид натрия и в качестве армирующей добавки королек, являющийся бросовым отходом производства шлаковаты, получаемой в результате переработки силикатного расплава доменного шлака с базальтовой лавой, и представляет собой микросферы диаметром
О, )-0,7 мм.
Тампонажный раствор приготавливают путем затворения смеси вяжущего с корольком водным раствором полиоксиэтилена с хлоридом натрия, Составы тампоиажного раствора приведены в табл. 1, свойства раствора и камня — соответственно в табл. 2 и 3.
Пример 1. Берут компоненты следующих количествах, г:-
Портл андце ме нт т ампо нажный
Вода
Королек
Полиоксиэтилен
100
10
0,2
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1470933
Хлорид натрия 2,5
Полиоксиэтипен растворяется в воде, в раствор вводится хлорид натрия, полученным раствором 3 атворяется смесь вяжущего с корольком.
При этом плотность тампонажного состава 1750 кг/м при растекаемости
215 мм. Время начапа схватывания при
22+2 С 8 ч 40 мин, при 75+3 С 10
2 ч 00 мин. Конец схватывания при
22+2 С 9 ч 50 мин, при 75+3 С
2 ч 25 мин.
Предел прочности на изгиб образовавшегося камня, отвержденного при 15 нормальной (22+2 С) температуре, сос-! тавил . 2 суток 2,4 МПа; 28 суток
3,6 NIIa. Предел прочности на сжатие соответственно 7,8 и 16,8 MIIa.
При 75+3 С предел прочности на 20 растяжение сост авил. 2 суток 5, О MIIa
28 суток 5,8 МПа. Предел прочности на сжатие соответственно 10,1 и
15,0 МПа.
При 75+3 С адгезия камня к металлу, определенная методом сдвига, равна 7,4 MIIa; при 150 С 7,9 MIIa.
Газопроницаемость камня 0,000 мд, трещиностойкость — трещин не обнару30, жено более 28 сут.
П р,и м е р 2. Берут компоненты в следующем количестве, г.
Портландцемент тампонажный 100
Вода 55 35
Королек 20
Полио ксиэтилен 1,0
Хлорид натрия 3,0
Технология приготовления аналогична
40 примеру 1.
При этом плотность тампонажного раствора 1650 кг/м при растекаемости 240 мм, Время начала схватывания при 22+2 С 8 ч 00 мин; при 75+3 С
3 ч,00 мин. Конец схватывания при
25+2 С 10 ч 15 мин при 75+3 С
3 ч 20 мин.
Предел прочности при растяжении (из гибе) образовавшегося камня, от. вержденного при 22+2 С, составил.
2 суток 3,5 МПа; 28 суток 6,0 MIIa.
Предел прочности на сжатие соответственно 9,15 и 16,9 МПа.
При 75+-3 С предел прочности на растяжение составил. 2 суток 6,0 MIIa;
28 суток 7,2 МПа, Предел прочности при сжатии соответственно 18,5 и
23,0 MIIa, При 75+3 С адгезия камня к металФ лу 8,3 MIa; при 150 С 8,6 МПа, газопроницаемость 0,000, деформация 0,0161 мм, трещиностойкость— трещин не обнаружено более 28 суток.
Пример 3. Берут компоненты в следующем количестве, r:
Портландцемент 100
Вода 50
Королек 15
Полиоксиэтилен 1,0
Хлорид натрия 2,5
Технология приготовления анапогична предыдущим примерам. . Плотность тампонажного раствора
1750 кг/м при растекаемости 220 мм.
Время схватывания при 2?+2 С
8 ч 40 мин; при 75+3 С 2 ч 55 мин.
Конец схватывания при: 2?+? С
10 ч 15 мин; при 75+3 С 3 ч 05 мин.
Предел прочности при растяжении (изгибе) образовавшегося камня при
22+? С 3,0 МПа; при 7513 С 6,8 МПа.
Предел прочности на сжатие соответственно 8,1 и 16,8 MIIa.
При 75+3 С предел прочности на растяжение составил: 2 суток 6,0 MIIa
28 суток 7,1 МПа. Предел прочности при сжатии соответственно 18,2 и
23,0 MIIa.
При 75+3 С адгезия камня к металлу 9,4 МИа; при 150 С 9,6 МПа, газопроницаемость 0,000, деформация
О, 016 мм, трещиностойкость — более
28 счток.
Тампонажный раствор обладает хорошей растекаемостью и удовлетворительными сроками схватывания в интервале температур 20-150 С.
Цементный камень газонепроницаем и трещиностоек. Содержание королька и полиоксиэтилена ниже предельного Приводит к снижению прочности цементного камня, а вьппе предельного к ухудшению седиментационной устойчивости тампонажного раствора.
Использование тампонажного раствора обеспечит повышение качества крепления скважин за счет увеличения сцепления камня с обсадной колонной и будет способствовать охране окружакщей среды за счет утилизации отхода промьппленности — королька.
Формул а из обретения
Тампонажный раствор, включающий портландцемент, водор аст ворим 1й поли7093 3 е стве минеральной соли — хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Портландцемент
Королек — отход произ водства шлаковаты
Полиоксиэтилен
Хлорид натрия
Вода
100
I O-2О
0,2-1,0
2,5-3,0
50-55
Таблица 1
Компоненты там- Содержание компонентов, мас,ч., в составах тампонажно го понажного раствора
Г j ° ° (t ° I
100 100 100 100 100 100
15 15 15 15 20 25
Портландцемент 100 100
Королек 5 10
Полиоксиэ тиО,1 0,2 0,4 0,6
2,0 2,5 2,6 2,7
50 50 50 50
0,8 1,0 1,0 1,5
2,9 2,5 3,0 3,5
50 50 55 50 лен
Хлорид натрия
Вода
Т аблица 2
Растека- Начало схваты- Конец схваты- ТемпеСос- Плотность, тав кг/м емость, мм вания, ч-мин вани я, ч-мин ратура, С (8-30) — (8-40) (2-40) — (2-50) (8-40)-(8-50) (1-50)-(2-00) (8-30 ) — (8-40) (2-50) — (2-55) (8-30)-(8-40) (2-50) †(2-55) (8-30) †(8-40) (2-50) †(2-55)
< 8-30)- (8-40) (2-50)- (2-55) (8-40 ) — (8-50 ) (3-00)-(3-05) (9-15) — (9-25 ) (3-05)-(3-10) 200
1750
1750
215
1750
225
1750
220
220
1750
1750
220
1650
240
8 1600
190 мер, армирующую добавку, минеральную соль и воду, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения деформируемости и сцепления цементноro камня с обсадной колонной, он содержит в качестве водорастворимого полимера полиоксиэтилен, в качестве армирующей добавки королек — отход производства шлаковаты, в каче(9-45)- (10-15) 20 (3-00)-(3-05) 75 (9-50) †(10-00) 20 (2-25)-(2-30) 75 (9-50)-(10-15) 20 (3-00)-(3-05) 75 (9-50) †(10-15) 20 (3-00) †(3-05) 75 (9-50)-(10-15) 20 (3-00)- (3-05) 75 (9-50)-(10-15) 20 (3-00)-(3-05) 75 (9-SO) †(10-15) 20 (3-15)-(3-20) 75 (9-50)-(10-20) 20 (3-40)-(3-45) 75
l 47093 3
Т аблиц а 3
С
Прочность на сжатие, MIIa
Состав
Деформация при растяжении мм
Адгезия, МПа рочность при згибе, МПа сут 28 сут
2 сут 28 сут
2,2
4,1.
4,3
4,45
2,4
6,25
6,50
7,40
5,0
5,3
5,4
2,4
5 2
5,3
5,4
2,96
5,1
6,0
6,1
3,5
6,0
6,1
6,20
3,0
6,0
6,1
6,22
3,5
6,0
6,4
6 55
3,4
5,6
5,4
5,1
Портландцемент и вода(без добавок
16,1 ,22,9
7,9
17,9
1,03 1,5
2,15 2,7
22
100
Составитель Л.Бестужева
Редактор И.Горная Техред И.Цидык
Корректор С.Шекмар
Заказ 1566/37 Тираж 514 Подпи сно е
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
"Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101
Производственно-издательский комбинат
4
22
22
22
75 !
22
22
22
22
22
150
3,0
5 2
5,25
3,6
5,8
6,0
6,2
3,6
5 9
6,1
6,2
6,8
7 05
7,2
7,4
6,0
7,1
7 3
7,4
6,8
79
7,3
7,41.
6,0
7,2
7,4
7,53
5 8
6,2
5 8
5,5
6,8
8,8
10,1
10, !3
7,8
10,1
12,3
12,6
7,9
1О,!
l2,4
12,7
8,1
17,!
18,4
19,2
9,1
18,5
20,0
20,8
8,1
18,2
20,0
20,8
9,15
18,5
20,0
22,3
9,1
16,2
18,7
18,75
14,8
12,0
14 1
15,5
16,8
15 0
17,2
17,3
16, 74
15,05
17,3
17,4
16,8
22,7
23,6
24,0
16,8
23,0
24,5
24,7
16,8
23,0
24,5
24,9
16,9
23,0
24,6
24,65
16,0
21,0
20,5
20,6
7,90
9,38
9,60
9,40
9,60
9,40
9,60
9,40
9,60
8,30
8,60
8,40
8,60
0,015
0,0145
0,015
0,0152
0,016
0,016
0,016
0,016
0,016
0,016
0,016
0,016
0,016
0,016
0,015
0 0152