Способ приготовления утяжеленного тампонажного материала

Способ приготовления утяжеленного тампонажного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам получения утяжеленных тампонажных материалов , предназначенных для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномально-высоких пластовых далекий. Цель изобретения - повышение изолирующей способности тампонажного материала за счет увеличения седиментационной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличение прочности цементного камня. Способ получения утяжеленного тампонажного материала на основе гидравлического вяжущего путемпомола вяжущего и введения пластификатора и утяжелителя состоит в совместном помоле вяжущего с сухим пластификатором в количестве 0,5-4% от массы вяжущего, а утяжелитель вводят в смесь после помола. Использование способа позволяет снизить водоотделение тампонажного раствора на 39%, повысить прочность цементного камня на 80% и получить при этом тампонажные растворы плотностью до 2290 кг/м3, пригодные для использования в условиях аномально-высоких пластовых давлений. 2 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР . ЕЫЗ<А3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

АГЕ « <,г (21) 4666974/03 (22) 27.03.89 (46) 23.06.91. Бюл. М 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) Ю.Я.Тарадыменко. М.Я,Бикбау, В.fl,Тимовский, Н.Ю.Черномор, B,А.Кушу и Н.А.Мариампольский (53) 622,245.42 (08&.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1113516, кл. Е 21 В 33/138. 1984.

Рояк С.М. и др. Специальные цементы. — М.: Стройиздат, 1983. с.102 и 103, Гень О,П. и др. Применение суперпластификатора С-3 для повышения плотности тампонажного раствора. — PHTC. Сер. "Бурение". Вып. 1. — М„ВНИИОЭНГ, 1983, с,13 и 14. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ УТЯЖЕЛЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к способам получения утяжеленных тампонажных материИзобретение относится к способам получения утяжеленных тампонажных материалов, предназначенных для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномально-высоких пластовых давлений, Цель изобретения — повышение изолирующей способности тампонажного материала путем увеличения седиментационной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличение прочности цементного камня.

Способ получения утяжеленного тампонажного материала на основе вяжущего, утяжелителя и пластификатора путем гомо„„5U „„1657612 А1 алов, предназначенных для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномально-высоких пластовых далений, Цель изобретения — повышение изолирующей способности тампонажного материала эа счет увеличения седиментационной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличение прочности цементного камня. Способ получения утяжеленного тампонажного материала на основе гидравлического вяжущего путем помола вяжущего и введения пластификатора и утяжелителя состоит в совместном помоле вяжущего с сухим пластификатором в количестве 0,5-4% от массы вяжущего, а утяжелитель вводят в смесь после помола.

Использование способа позволяет снизить водоотделение тампонажного раствора на

39%, повысить прочность цементного камня на 80 и получить при этом тампонажные растворы плотностью до 2290 кг/м, пригодные для использования в условиях аномально-высоких пластовых давлений. 2 табл. ла вяжущего и введения пластификатора и 4 утяжелителя состоит в совместном помоле (7, вяжущего с сухим пластификатором в количестве 0,5 — 4 от массы вяжущего, а утяжелитель вводят в смесь после помола.

Пример 1. В шаровую мельницу загружают 94,5 (945 г) портландцемента и

0,5 (5 г) пластификатора С-3. помол кото- рых ведут в течение 3 ч. В полученную смесь добавляют 5,0 (50 г) барита и вручную перемешивают, после чего тампонажный материал считают готовым и из него приготавливают тампонажный раствор добавлением 26 мас. жидкости эатворения.

1657612

Смесь перемешивают на механической мешалке и получают тампонажный раствор, растекаемость котооого по конусу 20 см, плотность 2,08 г/см, водоотделение 1,4, начало схватывания раствора при 20 С 4 ч, прочность при изгибе/сжатии в суточном возрасте 6,5/15,2 МПа.

Составы 2-14 готовят аналогичным образом. Исследованные составы и их свойства представлены в табл.1.

Квк видно из табл.1, в результате совместного помола вяжущего с сухим пластификатором происходит снижение водосмесевого отношения на 407, снижение водоотделения на 39ф и повышения прочности тампонажного камня на 807. За счет пластифицирующего эффекта возможно повышение содержания утяжелителя в тампонажном материале дв 50, что дает возможность получить тампонажные растворы с плотностью 2,29 г/см, пригодные для использования в условиях аномальновысоких пластовых давлений.

Оптимальная добавке пластификатора находится в пределах 0,48-4,0 мас.$. При введении менее 0,48 мас. пластификатора повышается водосмесевое отношение, повышается водоотделение и уменьшается рочность. При введении более 4 мас. $ увеличиваются сроки схватывания раствора и значительно уменьшается прочность тампонажного камня. В качестве вяжущего используют портландцемент и ШЙЦС-120, наиболее распространенные в практике крепления скважин (портландцемент применяется при t до 100 С, ШПЦС-120 при

t-80-160 С). В сложных условиях крепления скважин при t до 100 С может применяться алинитовый цемент, а при т =160250 С вЂ” ШПЦС-200.

Результаты влияния способа введения пластификатора на свойства тамвонажного раствора и камня приведены в табл.2.

Пластификатор, входящий в состав утяжеленного тампонажного материала, должен быть сухим твердым веществом, так как совместный помол портландцемента с жидким пластификатором малоэффективен.

Промышленностью выпускаются в сухом виде только С вЂ” 3, НФ и лигносульфонаты (КССБ, СДБ). Применение лигносульфонатов возможно, но менее эффективно, чем применение С вЂ” 3 и НФ, так как они являются эамедлителями твердения.

В качестве утяжеляющей добавки может быть использован любой утяжелитель иэ применяемых в бурении. например барит, гематит.

Ф ор мул а и зоб ре те н ия

Способ приготовления утяжеленного тампонажного материала на основе гидравлического вяжущего путем помола вяжущего и введения пластификатора, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью повышения изолирующей способности там понажного материала за счет увеличения седиментационной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличения прочности цементного камня, пластификатор вводят в твердом сухом состоянии в количестве 0,54,0 от массы вяжущего на стадии помола последнего.

1657612

00 сч сч сч

Ф Ю Ю о о о

00 О О Л Л Ф C/a » «Ф О Г Л 00 N с 1 сч с(г (сч сч сч сч м Yl с o o сч с 1 сч

Ю Ф В Э Ф Ю Ю

О О О О О О О О О О О О О О О O O с И I

Ю Ю

1 1 I 1 I I 1 1 1 1 1 1 Ф 1 1 1 сч 1 о с

В В

1 о о

° В

Ю

1 I сч

Ф о

И И а о о

I I 1

И И И

Ф а °, О О сЧ о

I (И

N 1 1

6! 1 CV

Ю сЧ 1 1

И о о о

° с с о

И И ь

1 сч ь о о

И И 1

Ю

1 сч

И

И сЧ 1 1 о о

° Э

И И 1

И И

В Фь

И И.

I 1 CV C4 I 1 о о

В а с о

И о о о

И

\/ сч о о

Ф е

И И и о о е с е Ь сч

01 Л

I 1 и о о в в а О УЧ

1 1 I 1 1 I I 1 1 1 I 1 1 1 1 О Л 1 1

1 I о — сч с )

Л 00 Ch

1 I I 1 I 1 1 1 1 1 I 1

И И О O О О

Ф ° В Ф В В

СЧ сЧ С> a/0

Cn Cn r Л Е 1 1 (1 1 1 и о о о о

a ° Ю Ю

CV CV О О

О О Л I» W W 1 I «! I « °

Ig

Х 00

OI C

A о

IZl

f"

С0

И 00

Ю о

Ц о с0

tlj

cL о

Е»

Cd 1 1

34 х .Я х

1 и сч

/0 а л (» сЧ х х

Э

a o

0! ° (0 сЧ с0 л 1

1657612

1

1 ! &»

1 v

l Cl а

О

N СЧ сч л л а

СЧ СЧ

О CO а ° со с

СЧ о в в м сч

СЧ СЧ

О И а в л л

СЧ СЧ СЧ

N О И л а . е а е л — И О сч с 1 сч сч сЧ

И В а в !

О м

N СЧ л в л в с

N N х х ъ

С0 л

° а л И ф !О а а а

О м

Ю а О И м л О а а а о со

О о а е

И !O сч м е в и со м л л °

C) И О е л ! о с!

О О

° \

N О х а

L !

N e а в»ф

М а

О

О\ л

О л

И сЧ а а

СЧ О

00 °

CO а е с м

И

° ф м л

00 с

«о» е а

00 се

00 м, в л л

N Ch

° в

00 0

N !!! I

lO х

I х 1 о

И С1 е а а л л о и о а л м а °

И

° л л -Ф

00 N О е л л л л

О

Ф л

° в л

И в в

Ф 00

00 О в а

О О

СЧ, 1 j

Ъ

В

tC х х х

v () ! Ф ,:5 ! !с.

4I I

О» !

Ю

I о о е

k(Q Э

c3 k(х

СЧ И !О

СЧ ф е а

N СЧ л а в в в ° °

° A е

° f в а

Е»

Е

Clj а

CC

Ch И

СЧ а л

N N

И СЧ

О 00 а е

О О О О

N СЧ

O N N

СЧ СЧ N СЧ

N ° сч сЧ

О О СЧ

СЧ ° N!

u m с

; () Π— сч М

CO О1 л

Ф

v о х о а

И! е ф 0! Сб к(х% ! а

Щ а

5а э о »!0

0е о и 5 о .

» I» оэо ф о

0 !С X v

О О И О О О О И И О И О О О И О О О

N М М М O И О < М СЧ вЂ” О М М О М

1 ! ! I ! I ! .! I ! I О М N СЧ Ф lCl И И И И Q И М Ф 0

О О С О И О О О О О О О О О О О О О О И

О И О О М И . < М СЧ О СЧ И И И СЧ и м1

1 ! I I ! I I I ! I I 1 с"1 N N N e O М М М С \ W М М N O СЧ м o) О О О О О О О О

N СЧ М С ! О И

О О О О О О О О О

О С С О О О О О О N сч O О О О Ф И О O С4

Ф !О CO 00 СЧ 00 W N СЧ

N М И N e V I И e e

00 00 » О О О О О О СЧ О О И

O O сч сЧ N N Î СЧ е а л л е л в е е а в е в а е а

СЧ СЧ N N N N N СЧ СЧ N N N СЧ СЧ N СЧ

1657612

I и л

«31

A о

«Ч л л О

«h

» л

«Ч л

«О

\%

f х

Ф

И

t4

f»

Рю о

° °

В Ф

I 3»

U

I !

I л

Ю о (О

Ю

Я

Ю о х, о

«4

«О

° Ь

«31

00

CO

1 f

1 > о

«Ч

Ф л

CO л

«

Ю

L1

I О

1 о л

О о с 1

1 х

Ю

<Ч

С 1 о

« о л

«3 ь б

«Ч о о, 3

«3

° Ь

«Ч

СЧ л

Д сю

f f

CO ь л

СЧ

С ) ю л

«Ч

I л х д

d3

О (б

Р» Ю

Ю

«Ч

CV о

СЧ

СЧ

СЧ л (Ч

v

«О л

«Ч

° Ь

Ю л

«Ч

° с о л»

СЧ

gj o ф

«3. о

Х о к

4 1

Ф Э

Ef о о о

И и л х

0

v k

aJ оэх ц tf x оее

«аое;

1 1 1 х о х

9 X 9

f 2 o f 4

«3 4 0 О с3 Х э с3 х

5 й(4Я «3 d, Х «4 ооа оо

Х3 Х3.

1 ь d3 d3:»э (б

VXg O3d

m XOIII

Ю а3

0 о а о

q O d3 хох и В

ЯVf.

X О х

vx2

1

1 (!

I

I

I

1

I

1

I

1 л

3 о

v о

В

Q

Д о ° л и о о7 з о

° В а

° ь

g л х сч

f» Ц

Н а о