Дисперсно-армированный тампонажный материал для крепления скважин

 

ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЙ ТАМ-ПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН, содержащий потландцемент, воду и минеральное волокно с хризотил-асбестом , отличающийс я тем, что, с целью улучшения адгезионных свойств цементного камня путем увеличения адгезии между цементным камнем и волокном, а также увеличения деформативности цементного камня, материал дополнительно содержит кислую соль поливалентного металла или смесь этих солей, силикокристаллит и водорастворимый полимер при следующем соотношении компонентов , нас. ч,: Портландцемент100 Минеральное волокно с хризотил-асбестом 0,5-5,0 Кислая соль поливалентного металла или смесь этих солей 0,1-1,0 Силикокристаллит 20-30 Водорастворимый полимер0 ,01-0,5 Вода100-130

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(5и Е 21 В 33/138

1 ( (( (100

О, 1-1,0

20-30

0,01-0,5

100-130

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ (21) 3468838/22-03 (22) 09.07.82 (46) 23.06.84. Бюл. И- 23 (72) О.К.Ангелонуло, В.С.Вакшутои, Е.С.Тангалычев и В.З.Аваков (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И.М.Губкина (53) 622.245.42(088.8) (56) 1. Рояк С.М. и др. Волокнистый цемент. Труды Гидроцемента. Л., 1940, с. 30-33.

2. Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. M., "Недра", 1973, с. 148.

3. Авторское свидетельство СССР к- 773251, кл. Е 21 В 33/138, 1979 (прототип) . (54) (57) ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЙ ТАМПОНАЖНЫИ МАТЕРИАЛ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ((9(SU(ll) 1 О 9

СКВРЛИН, содержащий потландцемент, воду и минеральное волокно с хриэотил-асбестом, отличающийс я тем, что, с целью улучшения адгезионных свойств цементного камня путем увеличения адгезии между цементным камнем и волокном, а также увеличения деформативности цементного камня, материал дополнительно содержит кислую соль поливалентного металла или смесь этих солей, силикокристаллит и водорастворимый полимер при следующем соотношении компонентов, Mac ° ч.:

Портландцемент

Минеральное волокно с хризотил-асбестом 0 5-5 0

Кислая соль поливалентного металла или смесь этих солей

Силикокристаллит

Водорастворимый полимер

Вода

i 0B

9 ((, М

Изобре ение относитcrB к произ«0:г,— ству тампонажных MBтериало« для ;c-Me(-ITHp0I3(I«Hs нефтяньгх и газовых скя»с! ! " f,"" : )! r!."! ИТ (

::.";: ь l I ). )!lва fe 1(. i:(0 О ме I ял .з HJIH сме (ь

-: ТИХ C 33!ЕЙ,, Ci! Ик ОКО«С ТЯЛпит И РОДОЖИН .

Известен Гампонажный рас; Вор, 00держащий асбестовое минеральное волок«а, например с хризотил-асое<.том„ гидросиликято((магния 1, и тампон((яГ 1

L—

«bIA мяте 1) иял с Оде ржящиЙ па р т.1 я «дц( мент и декстрин (С, Н, 05)» (2

НедастаткОм этих материя!!013 яВ ляется их HeiiocTBточ«ая сила (ц- .(ялсния со стенками скважины и с кот(0(t". ной абсад«ых труб вс ie JJC Tliие ««эких адгезион«ых свойств цеме« : «ого камня.

Наиболее близким по составу и

Гехнической сущности к предлагаемому является дисперсно-ярмирова««ь .Й тямпонажный материал для крепления аква)кин, содержащий, мас. Е(портландцемент 96,5-99,5; декстри«

0,2-1,0 и ми«еральнае Волокно с хризотил-асбестом Голее 507. — 0.,3-2,5.

Известный материал имеет повьппе««ые ядгезионные свойства tio cpBB«p«HI<) составами, перечисленными вьппе ) 1, Однако эффект увеличения сцепле.— ния цемент«ого камня с металлом сос" авляет 0,5 кг/см и дефарматив((ые свойства известного материапа «све лики.

Эта обусловлено тем, ч-<î минеpBJlь-)!ое волокно с хризатил-асбестом «е имеет достаточного сцепле«ия с Цементным камнем из — за отсутствия прочньгх химических связей. В03(окнистая часть представляет собой агрегаты (яссоциаты) фибрилл хризотил-асбеста и в силу этого не обладает высокими армирующими свойствами, кроме того неравномерное ее распределение по объему цементной композиции г(редапределяет неравномерность (анизотропность) прочностных, деформативньгх и адгезионных свойств цементного к:амня

Цель изобретения — улуч(пание я -,— гезионных сзо-ICT(3 цементного камня ,вутем узе.((и<1Р«ия ад1 Рзии между цР

МЕ(1ТНЫМ Камнем и ВОЛОКном, тЯКЖР увели ения деформативности цеме«г«ого камня.

Указанная цель достигается тем, что дисперсно-ярмирова«1гый T-BMïî«àæнь(й материал для крепления скважин, сздержа(пий портландцемент, воду и м (нераль (аe волокно с хризотил-Ясбес„:. - .!: Ва р(с(ый! IO. f(e" е р lip H (.Ji(fiIУюЩ -M T «r)!rtP lrHi(К()М71C iie IT ÎÂ 1,1)(. (I;0pтл Я«ДЦсме «

i"!H«r раЛЬHОР ВОГ1<)К«() х;. ) и 3 0 I ил — B с б = с ч о "1

0„ -5 0

КИС!iBH СОЛЬ По. 1HBB !! С! НТ!iO г О Ме T(3,«. 3B ИЛI1

; ме(ь этих солей

О,i — 1,0

20-30

;;. 1:1 !- К О К; Р „.; Г Я Ji)-! (т

- .0 Орас.т« )pi(M!.(Й (р ) !(к<с )) (),01-0.,5

100- 30

) рl< i О Г Р,Г!Р «11е )) яс тв Ор я Uc yøe стВ с« B сл», ("ющ ей ((ос .. (Р дав ятР.(h«0 с т<(с !(я! f p«я Ос уце () 9JI (II()т актиВ яцию ((я)к гще О c l è!(Ооярмирук)ней,lобявкОЙ ! (ч I м их с 0!3 Me ()т -10 ГО пОИОл B. 5;CMOëü (<, ": 1C(И Р ПЬ!! ОЙ УC TB I(0 (3 К Е T H! . Я,IР ЗИ«

"c f -) ятара,:(ятем готовят 0 „(-1 -Г- .ь и

)-)Я Г«0() ((Я OC H

«" ". -.«Ti!0I метал.(а, пос:Ie этого в

)! (-.i)op Вводится Г(ороткаволокнистьп(Bc .)-:.с: и получен«яя химичесi(H яктH—

-;.=:О<:; —;B««Bë сус.пе«сия перемегпивяется, .Г () -0 13 !I<)«<ГИЕН ЧУЮ СУСПЕНЗИЮ

Я -; i!Tc<(Ва;IОРЯс "ВОР:lмьlЙ пО:IимеР H ,««: <31-. -.. П<Е-. ТВЛЯЕТСЯ ПЕ! РМРШИВЯНИЕ, i(; r i Ч:= i A >Ie Ха«ОХ HMI(ЧЕ(КИ ЯКТИВира

-, !;! «яя сампо яя(«ая смесь за-.воряется хи:- .,«erc (и активирсва«ной .-.ус.".<=е«зией.

В 3 BH «" (1(<. ГИИИ HO «О В< )IОЛИР

)(«! и в с: оспе «="ию садержащу!с хими—

;::;ти-,;.,ОВЯ«ный асбес-:. Пслиме— ра и. слс)ц«ий . Вязь!Вае тс я C ПОГерх

;1<3(тью асбеста, образуя i рак(-;ук: изли.-(в р-ми«(. Ял(«:y;- с труктуру . стойкую к Вс зде -(ств((г) T-e!H(tературы и минер,зли-;овен«ос(свел-.< Под .еиствием I .=* "=й с )3((i г Олскна Яс 6 =r" а )3Яс!Цепляются !!

« 1)и бр иллы, В р -з.)льтяте --<его значительно увеличиваетс- их а)змирующ(ая способность, 01(ределяемая Oт«off!e«ием (./()) . Пс сле

=:;iTlB0ðåïèÿ M(= < BiIo:(имически активироВаннтй ..-Я.(па«аж«ой смеси -.:с-:;е«зий, ("-Р "(ЛЛЯ С I70repX«OC «<ЬIMH . ру . Ями ac(5еста) во-lo »«минерала. . .р«ОГр(-тают Высок к сорбцио««ую ак; ИВ:<ОС Т Ь »РС)МЕ О 1-0 ПОД Г30 ЗДЕИ(Т

Ви<=)1 к<)с-0-=;: средь(, образующейся "-B

i! tдроли з а кислых СО!!е )1 прои сха<) << д: —: . ин;е»сиь ((ое г MMh(I3 ание ма-;о актии:iГ!(ъ(х 3к(1с) foH, l ip0 > С Я()1 из Bc!Bee TB )

:. T(-- ве:IH)(HFJBе т паве рхно ст ь ми«ер ада ., кол(! (Рс:130 ак-.ивкых Iie .т-рав. При вве!

099049 содержащих химически активированное асбестовое волокно, активные центры последнего взаимодействуют с Са(Он) образуя единую и прочную органомине4 ральную композицию, обладающую высокими адгезионными и деформативными свойствами.

В опытах использоваЛся асбест 5,6 и 7-го сортов (Р-5-50, П-6-30, К-6-30, 7-450 по ГОСТ 12871-67 !О

"Асбест хризотиловый").

Кислая соль металла выбирается из группы — алюминий, железо, хром, медь, цинк.!

В качестве смеси кислых солей поливалентных металлов можно использовать отход расплавов титановых хлораторов (OPTX) со следующим сред ним химическим составом, мас. 7: 20

Ti 1,5-?,0; Fe 5,0-15,0; АЙ 1,5-10,0; Na 5,0-16,0; Hg 0,5-3,0; Cr 0,2-2,0;

Ct 50,0-60,0; Са 0,2-2,0; Си 0,2-1,5.

Данный отход получают при хлорировании титановых шламов. ф

Водорастворимые полимеры — полиакриламид(ПАА), реагенты на основе г полиакрилонитрила К-4, К-9 гипан, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), крахмальный реагент (KP), силикокристаллит — микроармирующая добавка. Известны слоистые волокнистые и каркасные силикокристаллиты.

Составы и свойства предлагаемого тампонажного материала приведены в табл. 1 и 2.

Анализ табл. 1 и 2 показывает, что предлагаемый тампонажный материал при содержании компонентов в допустимых пределах и способ его приготовления позволяет значительно (на 30-907) повысить деформативность и адгеэионные свойства цементного камня, что дает возможность повысить качество и обеспечить долговременную изоляцию пластов, Указанные составы имеют необходимые технологические свойства, отвечающие требованиям ГОСТ-1581-78 "Портландцементы тампонажные".

l"

EI

Г)

f г сб

О с4

Z o с)) () (б б) сб е (о

o (!

)и (1

Д о с» б) с (! ()3 к ("(()3 (С (- О

Р.

0 ()

), )б (О Р о

Г» (c) (-о

0 г) c() Г

,(, сб

1 е» (Р с

I (! (0

»

-с Lr сб) о

cl} с-. (»

r l

0 (. (), "l

g 0

Еп ) c3 (е Сб (» о

1! (0 О сб,")» — гс, !

I„j,J

) 1 ) Ц б)

Ц

gl (-» (tl!

) 3! СГ) 1

1 (1

1 1

1 1! 1

1 1

1 1 (3

1 I

1 1! !

Р

t! () е

Е с»(1! ц (1 сб I 1

1 () i 1 о сз

l 1

1 1

1!

1!

) е

3!!

1 1

i 1

j j

\!! (1

1

3Г

"l

-.

Я »

) (() Р; б)

Р,:

) с ) (б

-(0, 3) (! (l)

)(О ()j ()(c(j (()

fQ сб (i!

Г б

Г сб

r б) r3 х о

Р и о () 3) сб сб (б

Q о (\

Х сб з сб л

Г ". о

Р г)

) сб

jt

Г ()

L д б

"l с (1)

С:С) Я, О о (!

\ о

Д

:) i) (3 (с-.

0 (L!

Р)

)3) ( и (б

Р

Я (» о (б!

Е .б б)

@ сс} т» гn

0 Г, (- 0

Ь, 0 (J

2 р р с) !.

5-!

0 ! 1

1.

Г( I!

) » ."б (Г( о сб сб

ГГ, о (б

;) о, о

) сб

rn,б) о

)с(:б (» )»

;! 0

0 :б

f",

), и

Ix л"(б) (3) н (-3 с)) (),1..Г.,:С

1

i

E g

i О

0 т

- 3

1

I

I

I 1

1 1

I

1 ! 1 (1 1 ! 1

1 ! 1

0

E ж б}

Г( о б)

Z 0

Х ж ji( о цсб

Ы С.(сб к б о

g (с ж (. о сб Р. Х о о

Р Г)У б) Гб а С-, (l1 о о ( (б

IlJ

z o

C((Я (r!

А, (((0 сб 0 (-, ).„г, Ж Е. О

Д б), }б

Г) 03 о т

Z c л о о

СГ)

1:.

1 ,е) (3:

t(б (» ! сб

О 0

40990 9 с

F х

С33 сс4

СС3

О«

С3 « п

О с 3 о с4 х

1«

« с3 сч

CCl

С33

О« м

О

"С3

О х о о

Cd с4

CJ3

3 и

Cd о

4с4

U с 1

С3 л с«3

С3

\

I I

1

l «вЂ”

I

1 ! 1

I

I

| — — — « — —— сс3 м.

О сГ) A

О сЧ

1 о

I33

CCI

1 с

Д

C3 а

1 о о сс3

3

Д«

Cd о

4 и с!3 х с

I М g

1 О 4

1 4 4

l I

4.3«cdd

«.с у с!

1

Ц с

4: (I

1 !

Z с3 — i

t сс3 I 1 с 3 о 1сц

Ж о

О ГС3 С ж

Cd Ж:

Э

С3 Г"

F

Ж

1 (-« о

«« о

Х

- у с3

4-«

Cd с

« (Л, М с

Х я с3

«»

«-3 (;1 с

Д

Х . д, с (ж

Ц и с с с3 и

Q.

« с

С0

4: с

433

С) с.3 «

I

I

Ц с

«с4 1

F о

О 4

Х Ж

Е Ж

Ж Ф

K й

Т а 5 л и ц а 2

Состав

Прочность сп»Еле}H:ия

I ра, ":.. .J()8 ) 7 /- р

ПI7! !. j) .}9: —:! . . ()!(!9 ?

8,,9

),, (.)1 8

7 !

Я / !.

Я з

7 9

), !"} ) 2

7 (., l9 j .) 6 cj

Известный!

} j }() } с() Составите ть "., Г )зи яанов

Редактор П.Волкова Техрец А,Вабинег, }(ореектс р : -- яс о

Заказ 4334/26 Тираж 564 Г! О//.!,. } и с н c! E

ВНИИПИ Г осударстве-:*! —;ñã:;: комите..а СССР по Генам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-)8, Рауп(скан наб,, /з 6/ филиал ППГ(}:атент . г,. /.",:;}ро! у !. Посе «тн,"-я

) Время сут

1! твевцен!гя „) Темлера: y- I Г)!зформация ! н,jí ра! ( с! ° н ци („р,(I

1 нементногз !

}, камня, j кг/с (8,31

R /- !9