Тампонажный раствор

Тампонажный раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение изолирующей способности за счет воздухововлечения. Тампонажный раствор содержит компоненты при их соотношении, мас.ч: тампонажный цемент 100

вода 50-71,7

отход производства поливинилового спирта (ПВС) 0,3-1,2, причем отход ПВС имеет следующий состав, мас.% ПВС не менее 10

ацетат натрия не более 10

метанол не более 5

вода - остальное. При приготовлении раствора отход ПВС смешивают с водой, затем затворяют этой смесью портландцемент. Раствор может быть использован при температуре до 100°С. Тампонажный камень не дает усадки при твердении. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4318056/23-03 (22) 16.10.87 (46) 23.08.90. Бкп. № 31 (71) Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов (72) В.Г.Мосиенко, Ю.И,Петраков, В,А.Волошин, В,Н.Никифорова, В.И.Зубков,. П,В.Перцева, A.Ä.Ìèðîíîâ и П.С.Самокиш (53) 622.245.42(088.8) (56) Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам, — M. Недра, 1987, с.204.

Инструкция по примененич реаген- та ПВС-TP для тампонажных растворов.

РД 39-2-741-82, Миннефтепром, 1982, Изобретение относится к бурению, в частности к тампонажным растворам, .предназначенным для крепления нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение изолирующей способности за счет воздухововлечения.

Тампонажный раствор содержит компоненты в следующем соотношении,мас.ч: тампонажный цемент 100; вода 71,7; отход производства поливинилового спирта (ПВС) 0„3-1,2 (в пересчете на сухой остаток), причем отход ИВС имеет следующий состав, мас.1:

ПВС Не менее 10

Ацетат натрия Не более 10

Метанол Не более 5

2 (57) Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин. Цель— повышение изолирующей способности за счет воздухововлечения. Тампонажный раствор содержит компоненты при их соотношении, мас,ч.: тампонажный цемент 100; вода 50-71,7; отход производства поливинилового спирта (ПВС)

0,3-1,2, причем отход IIBC имеет следующий состав, мас.X: ПВС не менее 10; ацетат натрия не более 10; метанол . не более 5; вода остальное При приготовлении раствора отход ПВС смешивают с водой, затем затворяют этой смесью портландцемент, Раствор может быть использован при температуре до

100 С. Тампонажный камень не дает усадки при твердении. 1 табл.

Вода Остальное

Отход ПВС получают из фугата от щелочного омыления поливинилацетата в метанольной среде, Это бесцветная или слегка .окрашенная опалесцирующая жидкость без посторонних механических включений, растворимая в воде.

В качестве вяжущего используют тампонажный портландцемент облегченной и нормальной плотности., Технология приготовления тампонажного раствора сводится к разбавлению водой до требуемой концентрации отхода ПВС и затворению этим раствором тампонажного портландцемента.

При водоструйном затворении происходит эмульгирование воздуха в там-, понажном растворе, 1587174

Добавка не загущает тампонажный раствор (вязкость ее составляет 20—

0 П) а также не препятствует обра1

t з ованию в нем турбулентного потока при перемешивании.

Отход ПВС содержит продукты омыления поливинилацетата, ацетата натрия и метанол, снижающие поверхностное натяжение и способствующие обра" ованию прочных пленок, что и удервает вовлеченный в тампонажный ратвор воздух. Благодаря значительному величению поверхности раздела фаз ся гравитационная вода расходуется а смачивание поверхностей раздела и месте с полимером и цементным раствоом блокирует выход эмульгированного оздуха из раствора, При закачивании тампонажного раст- 2О вора в скважину вовлеченный воздух под давлением столба жидкости сжимает-. ся пропорционально давлению. При этом в зоне проницаемых пластов воздух является тампоном, кольматирует поры и 25 не пропускает тампонажный раствор B пласт.

При снижении давления на пласт в момент зависания тампонажного раст- Зр вора (в период загустевания) поровое давление тампонажного раствора с вовлеченным воздухом компенсирует это снижение и расширяет цементное тесто еще до окончания схватывания, компен- 35 сируя контракционную усадку.,Это обеспечивает ему безусадочность и даже некоторое напряжение на контакте с обсадной колонной и стенками скважины. При этом поровое давление там- 40 понажного раствора с вовлеченным воздухом вьппе, чем пластовое, что исключает прорыв газа через раствор. Таким.образом, вовлеченный B тампонажный раствор воздух компенсирует усад- 45 ку и исключает прорыв газа через раствор, Благодаря этому изолирующая способность тампонажного раствора повышается„

Применение отхода производства поливинилового спирта ограничено 100 С, так как вьппе этой температуры добавка разлагается, Пример 1 1,8 r отхода производства ПВС (или 0,3/ от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток) разбавляют в 408,2 мл воды (69,2 мас. .) .

Образовавшимся раствором затворяют 590 г облегченного тампонажного гсортландцемента, смесь перемешивают.

Объемная масса полученного тампоз нажного раствора 1530 кг/м . При этом воздухововлечение на 1 м тампонажного раствора составляет 78,3 л. За счет этого при снижении активного давления тампонажного раствора на пласт до гидростатического на глубине

1000 м линейное расширение цементного теста-камня составляет 0,31/.

Пример 2, 7,9 г отхода производства,ПВС (или 1,2/ от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток) разбавляют в 332,1 мл воды (50 мас. ). Образовавшимся раствором затворяют 660 т тампонажного портландцемента и далее чроцесс осуществляют по примеру 1

Объемная масса полученного тампонажного раствора 1720 кг/м . При этом э воздухововлечение на 1 м тампонажз ного раствора составляет U,3i, Пример 3. 4,1 r отхода производства ПВС (или 0,7 от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток) разбавляют в 415,9 мл воды (71,7 мас.%). Образовавшимся раствором затворяют 580 г облегченного тампонажного цемента и далее процесс осуществляют по примеру 1.

Объемная масса полученного тампонажного раствора 1440 кг/м . При этом

3 воздухововлечение на 1 м тампонаж3 ного раствора составляет 132,5 л. На глубине 1000 м линейное расширение цементного теста- камня составляет

0,38%.

Пример 4, 1,2 r отхода производства ПВС (или 0,2% от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток ) разбавляют в 408,8 мл воды (69,2 мас, ), Обраэовавшимся раствором затворяют 590 r облегченного тампонажного цемента и далее процесс осуществляют по примеру 1.

Объемная масса полученного тампонажного раствора 1570 кг/м . При этом

3 воздухововлечение на 1 м тампонаж3 ного раствора составляет 54,2 л. На глубине 1000 м линейное расширение цементного теста-камня составляет

0,28_#_. 1аким образом, содержание отхода производства ПВС в количестве менее

0,2% от массы вяжущего нецелесообразно.

Не менее 10

Не более 10

Не более 5

Остальное спирт

Ацетат натрия

Метанол

Вода

Пример 5. 8,5 г отхода производства ПВС (или 1,3Х от массы вяжущего в пересчете на безводный оста,ток) разбавляют в 336,5 мл воды. Образовавшимся раствором затворяют

655 r тампонажногр цемента и далее процесс осуществляют по примеру 1.

Объемная масса полученного тампонажного раствора 1740 кг/м . При этом воздухововлечение на 1 м тампонажного раствора составляет 54,3 л.

На глубине 1000 м линейное расшире- ние цементного теста-камня составляет 0,297. °

Таким образом, содержание отхода производства ПВС в количестве более

l,3Æ от массы вяжущего нецелесообразно, так как увеличивает структурную вязкость, Составы и свойства тампонажного раствора приведены в таблице.

Использование раствора позволяет упростить технологию цементирования, так как отход ПВС вЂ” жидкость и не тре» бует растворения, а также повысить качество разобщения пластов.

7174 б

Формула изобретения

Тампонажный р аствор, включающий тампонажный портландцемент, воду и добавку, содержащую поливиниловый спирт, отличающийся тем, что, с целью повышения изолирующей способности за счет воздухововлечения, он в качестве добавки, содержащей поливиниловый спирт, содержит отход производства поливинилового спирта при следующем соотношении ком" понентов, мас.ч.:

Тампонажный порт!

5 ландцемент 100

Отход производства поливинилового спирта (в пересчете на безводный

20 остаток) 0,3-1 ° 2

Вода 50-71,7 причем отход производства поливини" лового спирта имеет следующий состав, мас.X:

25 Поливиниловый

1587174 7

Свойства темпонвкиого материала

Солеркаиие компонентов

Сос" тяе

Линейное расвнреине> 2, при сннненин активного давления стопа ° цементного раствора до гидростатического на глубиие> м

Объем вов леченного вовдуха, л/мз

Обвенная нас" са>кг/мт

Тип ценен та

Отход проивводства поливннипового спирта>мас>1 от цемента (на беввод>еюй оста- . ток) Сополимер ви-. нилового спирта с винипаце татон ПВС-ТР, мас X от цемента

2иО 400 600 BOO 1000

1l

tl

It

»

0,33

0,37

0,41

0,44

0 45

0 ° 43

0,41

0,36

Oi34

0,48

0,54

0>59

0,63

0,64

0,63

0,59

0>52

0,49

0,30

0,34

0>37

0,40

0 >40

0,40

0>37

0,33

О 31

0,28

0,31

0,35

0,37

0,38

0,37

0,35

0>3!

0,28

ТПЦ

1780

0,42

0>68

0,70

0,66 0,62

О>57

P 53

Р,5

0>25

0,38

0,40

0,39

0>36

0,33

0,З!

0,29

0>27

0 ° 4l

0,43

0,41

O>39

О ЗЬ

v,çç

0>Çl

0,29

0,45

0,47

0,46

0,43

0,40

0,37

P>3S

°

«tt

«н

«и

«н

1l р и и е ч а н и е> Pill - облегчен>а>й танпоныний портлаидцемент.

ОЛЦ - тампоныний портландценент.

Составитель Л. Бестужева

Редактор О.Головач Техред А. Кравчук . Корректор М.Шароши

Заказ 2404 Тираж 478 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

2

4

6

8

Ч

11

12

l3

l4 !

16

17

18 !

0,2

0,3

0,4

0,6

0,7

0,8

1 О

1,2

1>3

О

0,2 о,з

0>4

0,6 и,е

1,0

1,2

1t3

1570.

15 30

1490 !

l 6 l O

16SO

1740

О

54,2

7S,Э

102,4

126,5

132,5

126,5

102,4

62,3

60,2

О

32,6

119>6

135,9

108, 7

103,7

81,5

65,2

54,3

Упадка

0,38

0>43

0,47

0,50

0>51

0,50

0,47

0>42

0,39

Усадка

0,33

0,52

0>54

0,52

0>49

0 46

0,42

0,4