Тампонажный материал для цементирования высокотемпературных скважин
ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ BtJCOKOTEFfflEPATyPHHX СКВАЖИН, содержащий вяжущее - таитонажный цемент на шлаковой основе и волокнистый наполнитель, о тли чающийс я тем, что, с целью снижения водоотдачи и повышения ударостойкости --цементного камня, он дополнительно содержит пластификатор , а в качестве волокнистого наполнителя - минеральные волокна антофиллитили хризотил-асбеста при следующем соотношении компонентов, мае.%: Тампонажный цемент 92,00-99,45 на шлаковой основе Минеральные воЛокна антофиллитили (О хризотил-асбеста 0,50-7,00 Пластификатор ;0,05-1, 00
„„5U„„ l 010253 А
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
IHIIHC
РЕСПУБЛИК
3(50 Е 21 В 33 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
92,00-99,45 д е
0 50 7 00
:0,05-1,00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3242413/22-03 (22) 02.02.81 (46) 07. 04 83. Бюл. М 13 (72) A.È. Булатов, Д.Ф.Новохатский, П.Ф.Паринов, В .A . . Левшин, А .. К..Куксов, В.A.Àíòîíoâ, 10.И. Сидоренко,. Б.Т.Целуйко, М.A.Åãîðîâ, С.С. Головачев, Б.А.Сонин, О.С.Бахтина и С.Н,Шанин (71) Всесоюзный научно-исследова ельский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622 .245..42(088.8) (56) 1 . Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2729565/22-03, кл. Е 21 В 33/138, 1979, 2. Авторское свидетельство СССР
Ю 775295, кл. Е 21 В 33/138,.1979 (прототип). (54) (57) ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ
ЦЕФ1ЕНТИРОВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ
СКВАЖИН, содержащий вяжущее - тампонажный цемент на шлаковой основе и волокнистый наполнитель, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения водоотдачи и повышения ударостойкости цементного камня, он дополнительно содержит пластификатор, а в качестве волокнистого на-. полнителя — минеральные волокна антофиллит- или хризотил-асбеста прн слецующем соотношенж компонентов, мас. Ъ:
Тампонажный цемент на шлаковой основе
Минеральные воЛокна антофиллит- или хризотил-асбеста
Пластификатор
1010253
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при изготовлении тампонажных материалов, применяемых при креплении буровых скважин в интервале температур 80-250 С.
Известен тампонажный материал, содержащий портландцемент, хризотиласбестовое . минеральное волокно и декстрин (СЬН16ОЕ), который исполь- !О эуется в качестве пластификатора.
Тампонажный камень из этого материала обладает повышенными адгезионными свойствами (1 ).
Недостатками данного материала 15 являются невысокая стабильность таипонажного раствора, низкие прочностные свойства и коррозионная стойкость камня при температурах выше
100оС. 20
Наиболее близким техническим решением к изобретению является тампонажный материал для цеме нти рова ния высокотемпературных скважин, содержащий вяжущее — цемент на шлаковой 25 основе и волокнистую добавку (наполнитель) — шлаковату или базальтовое волокно. Тампонажный камень из этого материала обладает повышенной прочнос тью и долгове ч нос тью (2 ).
Недостатками известного материала являются повышенная водоотдача раствора и пониженная ударостойкость цементного камня.
Целью изобретения является снижение водоотдачи тампонажного раствора и повышение ударостойкости цементного камня.
Поставленная цель достигается тем, что в тампонажный материал, содержащий вяжущее — тампонажный це- 40 мент на шлаковой основе и волокнистый наполнитель, вводится пластификатор, а в качестве волокнистого наполнителя — минеральные волокна антофиллит- или хризотил-асбеста при следую-45 щем соотношении компонентов, мас.%:
Тампонажный цемент на шлаковой основе 92,00-99,45 50
Минеральные волокна анто.филлит- или хриэотил-асбеста О, 50-7, 00
Пластификатор О, 05-1, О
Минеральное волокно хриэотил-асбеста (XA) представляет собой смесь тонких эластичных волокон различной длины и их агрегатов, образованных в процессе расщепления минерала хризотил-асбеста. Волокна регламентируются ГОСТом .12871-67. Минеральные волокна антофиллит-асбеста (AA) gocтоят из смеси тонкораспущенных волокон асбеста антофиллитового, полученных в процессе расщепления минералов антофиллит-асбеста. Применялись волокна сорта AH-1-42 и утилиэированные отходы асбестового производства, регламентируемые ТУ 21-22-
13-78 и ТУ 023-04-1-75.
Тампонажная смесь готовится путем введения минерального волокна в тампонажный цемент (в процессе его изготовления или уже в готовый продукт) с последукщим совместньм перемешиванием сухой смеси. Возможно введение коротковолокнистого асбеста непосредственно в жидкость затворения или в тампонажный раствор.
П р и.м-е р . Тампонажный материал состоит из 96,9% тампонажного цемента на шлаковой основе ШПЦС-200, 3% XA и 0,2% пластификатора СДБ. К тампонажноыу материалу добавляли
40% жидкости. Растекаемость .тампонажного раствора по конусу АзНИИ 19 см, водоотстой через 2 ч составил 0,8%.
Прочность при изгибе/сжатии тампонаж; ного камня иэ этого раствора после суточного твердения при 2009С равна
6,3/24,6 МПа соответственно, сопротивление удару 2060 Дж/м2. Для сравнения водоотстой тампонажного раствора по известному способу равен
4,0%, сопротивление удару 1860 Дж/м (см. опыт 9 5 и Р б, табл. 1).
В табл. 1 приведены физико-механические свойства спеццементов с добавкой волокон.. 1
I ъ
4l 1
Нб о о
М I
Эб 1
Об
Нб
Q 1 1
C I
%
°
Ф Ъ Ф
° Ь
4О
° Ф
РЪ б ц) о
4Ч
th
4Ч
6Ъ. о
4Ф
РЪ о
ОО
I.
I Q ббб
X х о
Х l а I о
3С
I о
СЧ б
°
1О
CV
EO
Ю б о . l1I а
I 1 ое ак б ббб ох
vf о о
CV
-о
Ю
4О л
1
1
1 C
1 4
1 Р4К о
Ю . л о ь
ФЧ ь
4Ч
D, ь бЧ
1 1-1 Я ! оэ е1 !ФЬЮ а0
1ОНЕЕ « !
àÎÜ 0 Ч!
I б I
4Ч
Р ) .О
4Ч о
СЧ о (Ч
% Ф б41 в Я
I О
1 Эъ .
1 Се
I 3
1 Artl
1 ма бeo
5й
1 .A Q
ФЧ
М л л
00 л л
4О
Л4
1
° Я ! iso
РЪ
М
М о
С Ъ
Ю о н ббб
Ю
М ь
I4
1.4 <Ф
М
4Ч о (Ъ
I 1
I Х
1 О
l ! oo д х
Э
3 о ббб ф «Ю н
o c ох ио
tlat
<Ч \бЪ
% (Ч б
I 1 ,>ь
Э ббб Й
v
::(О
v
ыю
Я nl
44
Ф
3 х н
Э
NI
1
1
I
3 х .н о
Э
Ф х
С, 3 и о
1
Э
14
4бб к
1 и
Ii Я
1 И
1 б
I O, 3
K к ф ф х х о а
I б» Э
1 Я Н
Э C
1 Е Е
° 1
1 Н
1 3
1 И
1 О
1 Э
Ю О I и
О Х1Н аНб! Э
Е с ) Рв ol 1 ф
Э ОХ!O.
1 Э
О 1 Х и о анб! е
Эл >ь6) 1 ф ох! о
1 Э
Э О 1 Х й
Х 1 онс! Э
ЭеЧ. »Э 1 М
ОХ1 О
1010253
1., 1 . ббЪ О
I O о
I о о
Ю 4бе, л . (Ч
С0 Ф
Ъ Ь л л
РЪ
In 41 о о
1
1
1.
1
1
1
1 !
1
I
1
I
1
1
1
1
1
l
I
00 (О! л
4O . 1 с л
Ch л
4й
° 1
О 1
СЧ в о 1
I
<") I
I 1 и
„:бо иI
1. I
Э !
Щ 1
Ф 1
Ц а3 3
1
10 1
1010253
В табл. 2 приведены технологичес,кие свойства тампонажного раствора на основе УШЦ-1-200 с добавкой асбеста (при B/T = 0,35).
Таблица 2
Водоотдача (с к орос ть фильтрации см/ми н) при
Т=160 С, P=60 МПа
Состав смеси, %
Реагенты, Ъ
Наличие пены
Параметры раствора
СДБ хромпик
Д / 3 см. в яжу- хри зотилщее асбест
0ii 0,3
99,7
23 209 . есть 7,5
0,292
19. 2, 11
18 2,12
96,7 3
94,7 5
О, 265
0i 001 р,3 0,3
0,3 0,3 нет
71 не определяли нет
25 2,02 есть
99,0
1,0
1,0 не опре" деляли
1i0
1i0
25 2,08 нет
Зкономический эффект от примене- Использование предлагаемого материания тампонажного материала (напри- 40 ла также существенно повысит качество мер, в замен выпускаемого ШПЦС-120) крепления скважин, увеличит межретолько за счет более низкой его стон- монтный период их эксплуатации и мости составит 23310 руб. в год. сократит время на капремонт.
Составитель М. Николаева
Редактор A. .Шаидор Техред E.Харитончик Корректор
Тираж 601 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 т
Заказ 2429/19 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Предложенный состав тампонажного материала позволяет получить тампонажный камень с улучшенными прочност ными характеристиками, повышенным сопротивлением удару и трещиностойкостью, коррозионной стойкостью,ис- 5 польэованного в температурном диапазоне 100-250 С.
Наличие асбеста (антофиллитового или хриэотилового . в рассмотренных спеццементах приводит к значительному снижению образования пены при приготовлении и транспортировке тампонажных растворов, обработанных пенообразующими реагентами, что позволяет повысить максимальное их содержание. Данный эффект особенно важен при креплении зон с АВПД, так как снижение пенообразования повышает плотность утяжеленных растворов (табл. 2) .
Начальный градиент фильтрации, МПа/м
