Тампонажная смесь

Тампонажная смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(iil726312

Союз Советскмк

Социапистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4r

1 б (6() Дополнительное к авт. свиЛ-ву (22) Заявлено 02.06.78 (2()2623140/22-03 (51) М. Кл.

Е 21 В 33/138 с приеоединением заявки РЙ

Госудерстевииый комитет

СССР

IIo делам иэабретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано05.04.80. Бюллетень М 13 (53) УДК 622.243. .13(088.8) Дата опубликования описания 08.04.80

В. A. Волошин, B. П. Редько, A. Е. Анохин, B. П. Кондратьев, Ю. Я, Ронина, E. М. Бляхман, B. П. Тимовский и Л. Б. Хусид (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (71) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ

Изобретение относится к производству полимерных тампонажных смесей на основе карбамидного полимерного -связующего и макет быть использовано в качестве теплоизоляционного облегченного тампонажного материала при бурении нефтяных, газовых, паронагнетательных и других скважин в температурном диапазоне от о )

-5 до+60 С в нефтегазовой промышленности и горном деле.

Изв естна полимерная тампонажная смесь на основе карбамидного связующе го, включающая минеральный наполнитель, воду и отвердитель Я

Однако такая смесь отверждается только при комнатной и повышенных температурах, а отвержденные образцы имеют большую. усадку и низкую водостойкость.

Наиболее близкой по составу и техни- э0 ческой сущности иэ известных ранее является тампонажная смесь на основе карбамидного связующего, включающая минеральный или органический наполнитель, 2 а также модифицирующую добавку, пластификатор и отвердитель (2g, Однако такая тампонажная смесь оъверждается в присутствии т.:асоких температур и давлений, а отвержденные продукты имеют невысокие изоляционные свойства (водостойкость), а также низкие деформативные свойства.

Il em изобретения — разработка тампонажной смеси, способной отверждаться в температурном диапазоне от -5 до +60 С с получением камня с хорошими изоляционными свойствами. Поставленная цель достигается тем, что тампонажная смесь на основе карбамидного связующего, включающая наполнитель, модификатор, пластификатор и отвердитель, в качестве отвердителя содерхит эвтектическую с месь 20%-ного сернокислого или солянокислого гидроксиламина с 40%-ной и-бенэолсульфокислотой

72633

3 в соотнаг:енин 1:1 при следующем соотношении компонентов, вес.%:

18-22

Кар бамидная смола (синтезированная при со- 5 отношении мочевины и

37 О/-ного формалййа от

1:3 до 1:3,5) .45-55

Наполнитель (лигнин, барит, полиэфирная

1О пыль) . Модификатор (бакелитовый лак) 20-22. . Пластификатор (латекс бутадненстирольного каучука) 4-6

Отвердитель (эвтектичьская смесь 20О/ ного сернокижого илн солянокислого гидрокснламина с

40%-ной и-бензолсульфокислотой в соогнашении

1:1) 3-5, а в качестве полимерного связующего карбамидную смолу, синтезированную при соотношении мочевины .и 37/-ного формалина от 1:3 до 1:З,Г.

: Эвтектическая смесь отвердителя вводится в тампонажную смесь после совмещения смолы с пластификатором, модификатором и наполнителем. Отверждение тампонажной смеси при отрицательньи температурах достигается вследствие высохой реакционной способности метилольных групп карбамидной смолы (синтези35 рованной при соотношении мочевины и

37/ -ного формалина от 1:3 до 1:3,5) с аминогруппой гидроксиламина и сшиваю-- -щего эффекта п-бензольсульфокислоты.

Высокая водостойкость отвержденных продуктов достигается за счет образова- . ния пространственного полимера, содержащего в своей структуре арилалкильные радикалы модификатора. Хорошие упругоэластичесхие свойства отвержденного ма териала достттгаются за счет наличия а цепи сополимера звеньев бутадиенстирольного олигомера, . - ° !

Готсвят тампонажные смеси с разным соотношением полимерного связующего, модификатора, пластификатора, наполнитвля и отвердителя.

Пример 1. Берут компоненты ь следукацем соотношении, вес.%

Карбамидная смола (синтезирсванная при соотношении мочевины и 37/ного формалина 1:3) 45.

Наполнитель (лигнин, фракция 0,8 мм) 22

М одификатор (бакелитовый лак) 22

Пластификатор (латекс бутадиенстирольного каучука) 6

Отвердитель (эвтектическая смесь 20%-ного сернокислого гидроксиламипа с 40/ ной и-бе нзолсульфокислотой в соотношении 1:2) 5 °

Время начала схватывания тампоши ной смеси при+20 С составляет 1.5 ч, при -2 С 3,3 ч. о

Пример 2. Берут тампонажную смесь при следующем содержании компонентов, вес.%:

Карбамидная смола (синтезированная при соотношении мочевины и 37/ ного формалина 1:3,5) 50

Наполнитель (барит) 20

Модификатор (бакелитовый лак)

Пластификатор (латекс. бутадиенстирольного каучука) 5

Отвердитель (эвтектическая смесь 20 / ного солянокислого гидроксиламина.с 40%-ной и-бензолсульфокислотой в соотношении 1:1) 4 °

Время начала схватывания тампонажной смеси при +20 С составляет 1 3 ч, при - 5 С 7 ч. Прочность материала, ото вержденного при 20 С, через 4 ч после начала схватывания при сжатии 45кг/см, 2 при изгибе 25 кг/см . Образцы, отвержденные при -5 С, через 10 сут, после начала схватывания имеют прочность при сжатии 50 кг/см, при изгибе 38 кг/см

Процент экстрагируемых после 3-х месячного пребывания обраддов в воде составляет 2-3%. Усадка составляет 0,3%.

Начало схватывания тампонажной смеси определяют в соответствии с методи-. кой ГОСТ 1581-63. Прочность материа о ла, отвержденного при 20 С, через 4 ч после начала. схватывания при сжатии

54 кг/см, при изгибе 30 кг/см . Прочй а ность материала, отверкденного при

-2ОС, через 10 сут. после начала схватывания при сжатии 57 кг/см; при из%. гибе 32 кг/cM . Процент экстрагируемых после 2-х месячного пребывания в воде отвержденного при 20 С образца составляет 1,5-2%. Усадка 0,4-0,5%.

726312

I и-бензолсульфокислотой в соотношении 1:2) 3 °

Время начала схватывания тымпонажо ной смеси с отвердителем при 20 С со5 ставляет 1 ч. Жизнеспособность смеси при 60 С составляет 20 мин. Прочность о материала, отвержденного при 60 С, через 4 ч после начала схватывания при сжатии 58 кг/см при изгибе 37 кг/см . е

Процент Ькстрагируемых после 2-х ме сячного пребывания образцов отверждемных при 60 С в воде составляет 1,52%, Усадка отвержденного материала со» ставляет 0,5%.

Данные опытов сведены в таблице.

Напол«

Расте- Ппо

Предел прочности камня,, ПОП УЧЕ ННОГО при температурах через

10 сут, кгlсм +

Предел прочности камня, полученного при температурах через

4 ч, кг/см

Процен экстра гируемых в

Усад ка,%

Моаифииируеоецие добавки, вес.%

Свяееость гlсм кае мость вер ди»

ЗУЕОецее, нитель, вес.% по к, нусу зННН см тель, вес. вес. бакелатекс бутадиенстиводе че рез 60 сут. литовый лак ропьного каучука

-2С «5 С

О О

ОС 40С 60С

Лигнин, фракция

0,8 55

22 6

5 20 1,13 0,4 1,5 ЗЯ - 32

54 57

4. 21 1,20 0,3 2 25 - . ее

45 l Е"

Барит

50- 21 S

Г!Ол иэфирная пыль

18 55 20

4 3 22 11206 2

Лигнин, фракция

1,5 мм

22 48.4 20 110 05 1 5 - ««37

28 .5

В числителе - предел прочности при изгибе, з

Как видно из таблицы полученная тампонажная смесь способна нормально отверждаться при положительных и отрица» тельных температурах с получением кам ня с повышенной водостойкостью, малой усадкой и высокими изоляционными csoRствами.

Применение предлагаемого материала позволяет сократить период ОЗЦ до 3 ч.

Стоимость 1 т тампонажной смеси составляет 180 руб. Общий экономический эффект от применения предлагаемого материала составляет 2421 руб. на скважину.

Пример 3. Гзерут компоненты в следуклием соотношении, вес.%:

Карбамидная смола (синтезированная при соотношении мочевины и 37%-ного формалина 1:3) 55

Наполнитель (полиэфирная пыль) 18 .Модификатор (бакелитовый лак) 20

Пластификатор (латекс бутадиенстирольного каучука) 4

Отвердитель (эвтектическая смесь 20%-ного сернокислого гидроксиламина с 40%-ной наменатепе - предел прочности при сжатии, Формула изобретения

1. Тампонажная смесь на основе К8рбамидного связующего, включающая наполнитель, пластификатор, модификатор и отвердитель, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью отверждения в диапазоне температур от -5 до +60 С и получения о камня с высокими изоляционными свойствами, в качестве отвердителя используют эвтектическую смесь 20/.-ного ссрнокислого или солянокислого гидроксиламина с

40 /-ной п-бензолсульфокислото» в соот7 72631 ношении 1:1 при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полимерное связукзцее (карбамидная смола) . 45-55

Наполнитель 18-22

Модификатор 200-Р 2ПластиФикатор, 4-6

Огэердитель (евтектическая смесь 20%-ного сернокислого или солянокислого гидро о ксиламина с 40%-ной и-бензолсульфокислотой в соотйошении 1:1) 3-5

8

2. Смесь по п. 1, о т л н ч а юш а я с я тем, что в качестве полимерного связуюшего смесь содержит карбамидную смолу. синтезированную при соотношении мочевины и 37%-ного формалина от 1:3 до 1:3,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 490908, кл. Е 02 3/14, 1973.

2. Патент Японии И 48W1926, кл. 9А, раз. Н, опублик. 1974 (прототип).

Составитель В, Бакшутов

Редактор В. Зарванская Текред М. Петко - Корректор М, демчик

Заказ 860/20 Тираж 626 Подписное

UHHHlIH Государс твенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4