Тампонажный раствор

Тампонажный раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических республик

О П И С А Н И Е (iii829874

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено23.07.79 (2l ) 2800661/22-03 (51) м. кл.

Е 21 B 33/138 с присоединением заявки J6—

Веударетееиньй кемитет

ССьр

N делам иаееретеиий е втарытий (23)ПриорятетОпубликовано 15 05,81. Бюллетень и 18

Дата опубл и ко в а пня описания 1 8. 05. 8 1 (53) УДК622.245. .44(088.8) Г. P. Вагнер, Г. А. Голик, В. П. Добриднев, В. Н. Завацкий, (72) Авторы изобретения

М. О. Лозинский, H.-К.А. Марабаев, Е. и К. А. Шншин

Институт коллоидной химии и химии во (71) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

+ ) " (СН2) „- N (ÑÍ,)g.

СН ООа СЦ,gag

Изобретение относится к тампонажным растворам для цементирования скважин, горных выработок, траншей н может быть использовано в нефтегазовой про .мышленности н строительстве.

Известны тампонажные растворы, соцержащне органические поверхностно-ак- тивные вещества (ПАВ), пластификаторы» лимонную Kscaary, лнгносульфонатй, алкнлсульфонаты и др. 1 1.

Нанболее близким по составу и постигаемому технологическому эффекту к предлагаемому является тампонажный раствор, содержащий на 100 весовых частей цемента 05-5 KpeMHBBBMHOTQO добавки 15 с размером частиц 0,1-4,4 мм, 0,1-2% реагента регулятора сроков схватываний, например кальцнйлнгносульфоната (ССБ, КССБ, СДБ) н 27115% воды $2).

Однако этя технические решения имеют замедленные сроки схватывания и низкую прочность цементного камни. Прн цементнрованян им скважин, имеющих не высокую температуру ствола, часто наблюдаются водопроявления и ператоки флюицов как в период O31I, так" и после освоения скважин, что ограничивает область его применения, а при наличия пластов, соцержащих высокоминерализованные воцы, как правило, приводит к систематическим осложнениям в процессе эксплуатации.

Цель нзобретения - улучшение качества раствора за счет повышения его прочностных свойств при одновременном сокращении сроков .схватывания.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве регулятора сроков схватывания тампонажный раствор содержит разнорадикальную бичетвертнчную соль аммония РБСА следующего строения гце в качестве радикала к чередуются группы С1 Н<>, С Нщ 1 C>H q CgH чOH

1,30-5,30

3 82987 при слецующем соотношении компонентов, вес.7:

Цемент 61,30-65,30

Кремне земистая или карбонатная добавка

Разнорадикальная бичетвертичная соль аммония 0,07-0,11

Вода Остальное 10

РБСА представляет собой нетоксичйый продукт, может выпускаться в вице порошка или пасты, хорошо растворима в воде при нормальной температуре, синтеэирована и производится на опытном заводе 15

Института органической химии AH УССР.

Стоимость РБСА ниже стоимости основной массы реагентов-пластификаторов, применяемых в нефтяной промышленности, В качестве кремнеземистых цобавок 20 используются добавки диатомита, прироцного цеолита Закарпатского месторождения и карбонатпая добавка, прецставляющая собой отходы от распиловки камняракушечника на Узенском карьере полу- 25 острова Мангышлак. Размер частиц применяемых молотых добавок составляет

0,1-1,0 мм. Для приготовления тампонажного раствора используется тампонажный портланццемент Новотроицкого це- 30 ментного завоца.

Пример 1. В1000см воцы растворяется 2,83 г РЕСА, затем вводится 666 г диатомита и смешивается с

2158 r цемента. Полученный тампонаж- 35 ный раствор и камень имеют следующие свойства: растекаемость 22 см, уцельный вес

1,78 г/см3, статическое напряжение сцвига 14 цм/см, цинамическое напря- 40 жение с цви га l 80 дн/см, наименьшая

2 пластическая вязкость 12 П., наименьшая бингамовская вязкость 3 П, проницаемость через 2 сут О, 1 2, начало схватывания при температуре 22 С 7 ч d5

00 мин, конец схватывания 8 ч 15 мин, прочность на изгиб через 2 и 7 сут

"1соответственно 30 и 75 кг/см, начало о

: схватывания при температуре 75 С

2 ч 10 мин, конец - 2. ч 55 мин, проч-. 50 ность, на изгиб через 2 и 7 сут соответственно 68 и 77 кг/см .

Пример 2. В 1000 см воды

3 растворяется 2,00 г РБСА, затем ввоцится 177 г цеолита и смешивается с 55

2065 г цемента. Полученный тампонажный раствор и камень имеют слецующие свойства:.ф ф

pBcreKBEMocTb 22 см, уцельный вес

1,77 г/см, статическое напряжение

3 сдвига 11 дн/см, динамическое напря2 жение сдвига 150 дн/см, наименьшая

2 пластическая вязкость 10 П, наименьшая

6ин гем овска я вязкость 2 П, прон ица емость через 2 сут 0,06, нччало схватывания о при температуре 22 С 6 ч 20 мин, конец схватывания 7 ч 35 мин, прочность на изгиб через 2 и 7 сут соответственно 30 и 73 кг/см, начало схватывания о при температуре 75 С 2 ч 00 мин, конец схватывания 3 ч 00 мин, прочность на изгиб через 2 и 7 сут соответственно

63 и 65 кг/см .

Пример 3. B 100.0 см воды

3 растворяется 3,33 г РБСА, затем вводится 110 г карбонатной добавки и смешивается с 2113 г цемента. Полученный тампонажный раствор и камень имеют следующие свойства: растекаемость 22 см, уцельный вес

1,78 г/см, crатическое напряжение сцвига 12 дн/см, цинамическое напряже2 ние сдвига 160 цн/см наименьшая пластическая вязкость 11 П, наименьшая бингамовская вязкость 2 П, проницаемость 0,08, начало схватывания при о температуре 22 С 7 ч 15 мин, конец о схватывания при температуре 22 С

8 ч 20 мин, прочность на изгиб через

2 и 7 сут соответственно 27 и 65 кг/см; о начало схватывания при температуре 75 С

2 ч 10 мин, конец схватывания

3 ч 15 мин, прочность на изгиб через

2 и 7 сут соответственно 62 и;73 кг/см.

На основании исследований можно сделать вывод, что тампонажный раствор, содержащий РБСА, в отличие от известного раствора имеет ускоренные сроки схватывания при температуре 22 и 7. > С до 45/o и увеличенную на 50% прочность цементного камня, хранящегося пр температуре 22 С и 15-39% хранящегося о при температуре 75 С, в то же время растекаемость и реологические характеристики предлагаемого тампонажного раствора остаются аналогичными характеристикам раствора — прототипа.

Кроме того, предлагаемый тампонажный раствор имеет не только высокие ранние прочности и низкую проницаемость

2-х суточного камня, но и сохраняет свои физико-механическИе свойства после 6 и

1 2 мес тверцения как в пресной воде, так и в растворах электролитов, включающих, в г/л:

8298

Формула изобретения

Тампонажный раствор, содержащий цемент, кремнеземистый или ка рбона тный наполнитель, регулятор сроков схватывания и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества

5

МаСВ - 27,2, hhgCe - 3,8, Ма БО1,7., Са 504 — 1,2.

Опытно-промышленные испытания состава, проведенные Hs Узенском нефтяном месторождении, полностью подтверждают полученные в лаборатории данные и показывают технологическую и экономическую перспективность применения разработки.

Наличие хороших реологических характеристик, так .же как и при применении из- О вестного раствора, обеспечивает снижение гидравлических сопротивлений при продавке цементного раствора в затрубное пространство скважины и подъем его до устья, а в отличие от известного состава 15 достигается быстрое схватывание тампонажного раствора в условиях скважины, что предотвращает водо- и газопроявления в период ОЗЦ, а также обеспечивает благодаря высокой прочности камня длитель- 2l ную работу скважины без промедления ремонтно-изоляционных работ. раствора за счет повышения его прочностных свойств при одновременном сокращении сроков схватывания, в качестве регулятора сроков схватывания раствор содержит разнорадикальную бичетвертичную соль аммония, следующей общей формулы где Ц - С,Н, С Н, СдН19

C Н ОН, при следующем соотйошении ингредиентов, в вес.7:

Цемент 61, 3-65, 3

Кремнеземистый или карбонатный на полнитель 1,3-5,3

Разнорадикальна я бичетвертичная соль аммония 0,07-0, 11

Вода Остальное

Источники информации, принятые во,внимание при экспертизе

1. Данюшевский В. С. и др. Справочное руководствб по тампонажным материалам. М., Недра, 1973, с. 139.

2. Патент США М 2558335, кл. 106-90, опублик. 1971 (прототип).

Составитель В; Никулин

Редактор М. Хома Техред З.Фанта . Корректор H. Стец

Заказ 3689/76 Тираж 627 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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