Состав для приготовления тампонажного раствора
1. СОСТАВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА, содержащий неорганическое вяжущее и замедлитель его сроков схватывания, отличающийся тем, что, с целью эффективного замедления схватывания, и по вышения прочностных свойств раствора при тампонировании высокотемпературных (до 300°C скважин, в качестве замедлителя состав содержит натриймоноэтанол амин ную соль сополимера метакриловой кислоты с метакрилатом при следующем соотношении компонентов , мае.%: Неорганическое вяжущее99-99,7 Натриймоноэтаноламинная соль сополимера метакриловой кислоты с метакрилатом0 ,3-1,0 2. Состав по п. 1, отличаю-® щ и и с я тем, что в качестве мине (Л рального вяжущего он содержит цемент марки ШПЦС-200.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(6П Е 21 В 33/138
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2777711/22-03 (22) 06. 06. 79 (46) 30.07.84. Бюл. 9 28 (72) В. A. Антонов, Л. П. Вахрушев, Д.A.Лоскутов, Н. A. Мариампольский, A.И.Пеньков и Б.A.Растегаев (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622 ° 245.3(088.8) (56) 1. Булатов A.И. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин. M., "Недра", 1977, с.173.
2. Там же, с. 177. (54)(57) 1. СОСТАВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛКНИЯ
ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА, содержащий неорганическое вяжущее и замедлитель его сроков схватывания, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью эффек„„SU„„1105612 А тивного замедления схватывания.и повышения прочностных свойств раствора при тампонировании высокотемпературных (до 300 С) скважин, в качестве замедлителя состав содержит натриймоноэтаноламинную соль сополимера метакриловой кислоты с метакрилатом при следующем соотношении компонентов, мас. Ъ:
Неорганическое вяжущее 99-99, 7
Натриймоноэтаноламинная соль сополимера метакриловой кислоты с метакрилатом 0,3-1,0
2. Состав по п. 1, о т л и ч а ю- ф шийся тем, что в качестве минерального вяжущего он содержит цемент марки ШПЦС-200.
1105612 г Ц 7
Ж
2 у О
UN 1
I сн — 6
Изобретение от нос ится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к материалам, применяемым для тампонажа.
Известен тампонажный материал, содержащий неорганическое вяжущее и за в 5 медлитель схватывания — винно-каменную кислоту (ВКК ) (1 1.
Однако материал имеет недостаточно замедленные сроки схватывания при температурах выше 200 С и сравнитель-10 но низкую прочность. 1(роме того, BKK неудобна в использовании из-за сп .— собности ускорять схватывание в малых количествах
Известен состав для приготовления 15 тампонажного раствора, содержащий неорганическое вяжущее и замедлитель схватывания на основе акриловых соединений (гипан (23.
Недостатками материала являются малые сроки схватывания при температурах выше 200 С и низкая прочность, так как гипан не влияет на прочность камня. Гипан выпускается в виде
15%-ного водного раствора и имеет вы-у5 сокую щелочность — рН составляет 1213. Приходится перевозить и вводить где = 15 — 20 мас. -.-;
35-60 мас. -.;
20-50 мас.Ъ, представляет собой порошкообразный продукт, хорошо растворимый в воде.
Моноэтаноламинная составляющая реагента сама по себе является замедлителем схватывания и обеспечивает дополнительный эффект реагента. Реагент сохраняет работоспособность при темпе — )0 ратурах до 300 C. Это связано с образованием межмолекулярных с вя э ей ("сшив ок "J с участием моноэтаноламина, упрочняющих макромолекулу, тогда как известные реагенты в этих условиях необра — 55 тимо деструктурируют.
Тампонажный раствор готовится на стандартном технологическом оборудовании путем затворения цементного в цементную суспенэию большие объемы реагента, содержащего наряду с активной частью значительное количество воды. Высокая щелочность реагента приводит к загустеванию тампонажного раствора, что отрицательно сказывается на качестве проводимых работ.
Цель изобретения - эффективное замедлениеие схв атыв ани я и повышение прочностных свойств раствора при тампонировании высокотемпературных (до
300 С) скважин.
Поставленная цель достигается тем, что состав в качестве замедлителя содержит натриймоноэтаноламинную соль сополимера метакриловой кислоты с метилметакрилатом (товарное наименование Лакрис-201 при следующем соотношении компонентов, мас.-.Неорганическое вяжущее 99,0-99,.7
Замедлитель схватывания 0,3-1,0
В качестве вяжущего состав содержит цемент марки ШПЦС-200.
Лакрис-20, имеющий формулу
I орQttt<а на воде, в котороz предварительно растворяется Лакрис-20, Тампонажный раствор може готовиться и другим путем. Смесь цементного nopoILêà и сухого Лакрис-20 затворяется на воде.
Были приготовлены смеси с натриймоноэтаноламинной солью сополимера метакриловой кислоты с метилметакрилатом и, для сравнения, с гипаном.
В качестве вяжущего использовали шлакопесчаный цемент ШПЦС-200 . Отверждение производили при 150, 200, 250 и
300 С. Определяли сроки схватывания и прочность камня на изгиб и сжатие стандартным способом согласно ГОСТ
1581-78. Результаты испытаний приведены в таблице.
1105612
Состав, мас .%
Сроки схватыва ния, ч-мин
Плотность г/см Прочность камня, МПа
В/Ц
ШПЦС-200
Лакрис20
Гипан
Начало Конец
Из гиб Сжатие .
150 С, P = 50 МПа
100
1-10
0,5 1,85
2-05 5,4 12,5
99,7
0,3
1,84, 4-15 5-15 6,6 22,7
99,5
0,5
5-24 6-28 5,6 18,8
1,84
18
99,0
1,0
1,83
8-34
5,4 13,8
6-58
2-10
4-15
99,7
0,3
1, 84
99,5
1,84
0 5
3-37 5-08
5-03 7-21
18 1,0
99,0
1,83
200 С, Р = 50 МПа
0-47 1-04 б, б
100
15,9
99,7
0,3
1-40
2-10 7,7
28,9
7,3 21,9
99,5
0,5
99,0
1,0
99,7
0,3
99,5
0,5
1,0
1-26
1-57
99,0
250 С, Р = 50 МПа
1-00 6,4
12,7
0-23
0-59
100
31,3
1-34
8,2
99,7
0,3
7,4
24 6
1-20 2-00
99,5
0,5
2-58 7,3
17 2
2-05
1,0
99,0
Т = 300 С, Р = 50 МПа
100
0,3
99,7
0 5
99,5
1,0
99,0
П р и м е ч а н и е: Плотность и растекаемость раствора замеряли при
Т = 20 С °
На основании опытных данных можно Ми сроками схватывания и повыаенной сделать вывод, что получен тампонаж- прочностью. Он также отличается низ-. ный материал, обладающий замедленны- у кой водоотдачей. Так,;если чистый
Растекаемость, см
2-30 3-12
3-20 4-04
0,57 1-20
1-08 1-38
0-12 0-25 4,3 10,8
0-33 0-56 8,4 32,2
0 53 1-10 .7,8 25,7
1-12 1-38 4,8 18,0
1105612
Составитель Г.Сапронова
Редактор Л.Алексеенко Техред С.Мигунова: 1Сорректор В.Гирняк
Заказ 5562/24 Тираж 565 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5 — -. 3й. - — .— ..
Филиал ДДН "патент", г.Ужгород, ул, Цреектндя, 4
ШПЦС-200 при 150 и 200 С имеет водоотдачу 61 и 49 см> за 30 мин, то при содержании 0,5 Лакрис-20 водоотдача
его снижается соответственно до 14 и 11 см . ШПЦС-200 с добавкой 1,0%
Лакрис-20 имеет водоотдачу при 150 и 200 С 3 и 2 смЗ. В таких же пределах снижается водоотдача тампонажногс раствора с добавками Лакрис-20 при
250-300 С. Материал может быть использован при тампонаже: скважин и изоляции поглощающих пластов.
Эффект достигается при добавлении малых количеств замедлителя.
