Тампонажный раствор
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 110379 (21) 2735974/22-03 .
Р М К,.1 з с присоединением заявки NoE 21 В 33/138
Государственный комитет
СССР но делам .изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано .15т082., Бюллетень ¹ 38
Р И УДК б 22 . 2 45 .. 3 (088. 8) Дата опубликования описания 15.10.82
В.A Волошин, В.В. жорки, N,В. Бернштейн, В.П. Тимовский,".A.rA . Вольтерс и И.С. Кате (72) Авторы . изобретения (71) Заявитель
Всесоюзный научно-исследовательский инстит по креплению скважин и буровым растворам (54) ТАИПОНАЖНЫЙ РАСТВОР
Изобретение относится к тампонажным материалам для цементирования и производства ремонтно-изоляционных ° рабО г в нефтяных и газовых скважинах.
Известны тампонажные растворы, содержащие цемент, загуститель жидкой фазы - гипа, или гипан с ускорителем твердения - содой (1).
Однако этот раствор стабилен при температурах ниже 30 С; с повышением температуры изолирующая способ-. ность раствора резко падает, кроме того, раствор характеризуется продо жительными сроками схватывания и низкой прочностью.
Известен тампонажный раствор, содержащий цемент и сополимер кодинилового спирта с винилпластом, обладающий низкой водоотдачей и повышенной седиментационной.устойчивостью (2).
Однако этот раствор седиментационно неустойчив при испытаниях в условиях, имитирующих условия цементирования наклонно-направленных скважин (наклонные трубки), отличается малой скоростью загустевания и набора прочности, характеризуется невысоким градиентом давления начала фильтрации.
Введение ПВС-TP в количестве более О, 8 мас. Ъ при В/Ц = 0,5 приводит к получению непрокачиваемого ра.створа (растекаемость 10 см по конусу, при B/Ö/=0,5) и значительному замедлению сроков схватывания до (2 сут ) и получению камня низкой проч-. ности.
Известен цементно-полимерный там-. понажный.материал, состоящий иэ портландцемента, бентонитовой глины, эпоксидной смолы ТЭГ, отвердителяполиэтиленполиамина ПЭПА и воды (33 ° . Однако этот раствор имеет низкую седиментационную устойчивость в условиях цементирования наклонно-направленных скважин и .низкий градиент давления начала фильтрации, что не позволяет обеспечить изоляцию эаколонного пространства, особенно при значительных градиентах межпласто25 вых давлений, и получать успешный .результат при прбведении изоляционных работ, под давлением.
Цель изобретения - улучшение качества раствора за счет повышения
30 его седнментационной устойчивости в
966227
О, 4-0,8 ных работ.
Формула иэобретения
60
65 условиях цементирования наклоннонаправленных скважин, а также снижение проницаемости и ускоре.ние набора прочности раствора при твердении.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве добавки раствор содержит поливиниловый спирт ПВС-"TP
У) при следующем соотношении ингредиентов, мас. Ъ
Портландцемент 55-66
Водорастворимая алифатическая эпоксидная смола 2,0-4,0
Отвердитель аминного типа
Поливиниловый сприт ПВС-"TP" 0,3-0,8
Вода Остальное
Кроме того, в качестве водорастворнмой алибатической смолы раствор содержит смолу марки ТЭГ-1 или
ДЭГ-1 согласно ТУ 05-16-45-78, а в качестве отвердителя аминного типа — ПЭПА, ДЭТА, ТЭТА УП-0633.
Алифатическая эпоксидная смола
1 АЭС ) в водном растворе в присутствии отвердителя образует локальные пространственные сшитые структуры. При затворении цемента раствором смолы ее сшитые продукты адсорбируются на частиц©х клинкерных минералов и гидратных новообразований, образуя систему дополнительных связей в твердеющем растворе и частично кольматируя поровое пространство цементного теста. Однако в силу низкой концентрации полимеров в растворе и малой молекулярной массы АЭА надежная кольматация порового пространства возможна только после отсоса цементным тестом при гидратации значительного количества воды и получения отвержденного продукта смолы с малым содержанием растворителя в пространственной сетке.
Поливиниловый спирт. марки ПВС-"ТГ" в цементном растворе под действием солей, образующихся в процессе гидратации цемента, высаживается в виде сгустков студня в поровом пространстве цементного теста, кольматируя его АЭС, и практически мгновенно адсорбируется на поверхности клинкерных материалов и гидратных новообразований, создавая благоприятные условия для последующей адсорбции высокомолекулярного поливинило . вого спирта. При .комплексном действии полимеров (АЭС с отвердителем и IBC-"ТР") практически полностью кольматируется поровая структура на всех стадиях твердения. Благодаря образованию непроницаемой структуры и адсорбционной способности полимеров обеспечивается высокая седиментационная устойчивость тампожного раствора, в том числе при испытаниях в наклонных трубчах, имитирующих условия цементирования наклонных скважин. Тампонажный раствор характеризуется также малым промежутком времени между началом и концом загустевания, высоким темпом набора прочности на ранних стадиях твердения за счет связывания избыточной воды полимерами.
Раствор ПВС-"TP" готовят в стакане с лопастной мешалкой в течение
10 мин. Затем в расчетный объем раствора ПВО-"ТР" вводят последовательно смолу, отвердитель и доливают воду до получения расчетного объема жидкости,затворения. На полученном растворе после перемешивания в течение . 3 мин затворяют цемент.
В качестве отвердителя используется полиэтиленполиамин (ПЭПА У.
Для определения растекаемости, седиментационной устойчивости, начального давления гидропрорыва, седиментационной устойчивости, на— чального давления гидропрорыва, физико технических показателей приготавливают образцы тампонажного раствора (камня ) с разным соотношением цемента, смолы, отвердителя, ПВС-"ТР", воды. Комплексное действие АЭС приводит к значительному повышению изоляционных свойств раствора (камня, нормальной плотности, облегченности (градиент ) давления начала фильтрации.
Применение предлагаемого тампонажного раствора позволяет повысить качество цементирования наклонно-направленных скважин, скважин с значительными градиентами межпластовых давлений, предупредить водогазопроявление, обеспечить получение безводной продукции, увеличение периода безводной эксплуатации скважин, повысить успешность ремонтно-изоляционПредлагаемый тампонажный раствор может быть использован для строительства и ремонта бетонных конструкций гидротехнических сооружений, строительства подземных газохранилищ. 1.Тампонажный раствор, содержащий портландцемент, водорастворимую алифатическую эпоксидную смолу, отвердитель аминного типа, добавку и воду, отличающийся тем, что., с целью повышения седиментационной устойчивости раствора в условиях цементирования наклонно-направленных скважин, снижения проницаемости и ускорения роста прочностных свойств раствора при твердении, в качестве
966227
Составитель Г. Сапронова
Редактор Н. Швыдкая Техред T.Ìàòo÷êà Корректо Г.Ревя -тник
Заказ 7799/43 Тираж 623 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раув1ская наб., д. 4/5
Филиал ППИ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 добавки раствор содержит полнвиниловый спирт ПВС-"ТР", прн следующем соотношении ингредйентов, мас. %:
Портландцемент 55-66 .Зодорастворимая алифатическая эпоксидная смола 2,0-4,0
Отвердитель аминного типа О, 4- О,ф
Полнвиниловый спирт ПВС-"ТР" 0,3-0,8
Вода Остальное
2. Раствор по п. 1» о т л и ч а юшийся тем,что в качестве водорастворимой алифатической смолы он содержит смолу марки ТЭГ-1 или ДЭГ-1 согласно ТУ 05-16-45-78.
3. Раствор по п ° 1, о т л и ч аю щ и Я с я тем, что в качестве отвердителя аминного типа он содержит ПЕПА, ДЭТА, ТЭТА УП-0633..
Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе
1, Иариамиольский П.A. Опыт применейия реагентов-понизителей водо-!
О отдачи и пластификаторов цементных растворов-PHTC. - "Бурение", 1968, 9 7, с. 18-21.
2. Авторское свидетельство СССР
В 578433, кл. Е 21 В 33/138, 1977.
15 3 ° Авторское свидетельство СССР
В 555887,.кл. Е 21 В 33/138, 1975.