Облегченный тампонажный материал

 

ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ, состоящий из вяжущего и облегчающей добавки, отличаю-, щ и и с я тем, что, с целью увеличе-. ния прочности тампонажного камня, его коррозионной стойкости и снижения прюницаемости, он в качестве облегчающей добавки содержит кероген - порошкообразный концентрат органического вещества горючего сланца при следующем соотношении компонентов, мае.%: Вяжущее 30-95 Кероген-порошкообразный концентрат органического вещества горючего сланца5-70

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 E 21 В 33 1 8

ЯРА () щр, д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, ; ." ц

ЙИБДИОТЕК4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3567419/22-03 (22 25.03.83 (46) 30.07.84. Бюл. М 28 (72) A ° H.Булатов, В.Т.Филиппов, Д.Ф.Новохатский, С.Б.Трусов, A.Ê.Kóêñîâ и В.В.Гольдштейн (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.245.42(088.8) (56) 1. Данюшевский В.С.Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов. M., "Недра", 1978, с.55-58 (прототип). (54)(57) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ

МАТЕРИАЛ, состоящий из вяжущего и

1 (19) (И) облегчающей добавки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличе- . ния прочности тампонажного камня, его коррозионной стойкости и снижения .проницаемости, он в качестве облегчающей добавки содержит кероген — порошкообразный концентрат органического вешества горючего сланца при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Вяжущее 30-95

Кероген-порошкообразный концентрат органического вещества горючего сланца 5-70

1105614

Изобретение относится к облегченным тампонажным материалам,применяемым для цементирования нефтяных,газовых и прочих скважин в интервале геостатических температур от — 10 до +250 С

Известны обле1ченные тампонажные материалы, содержащие органические и минеральные облегчающие добавки

Ото облегченный тампонажный цемент для горячих скважин типа ОЦГ (ТУ 39—

01 — 08-469 — 79 (, состоящий из портланд- (О цемента и молотых шлака и трепела, облегченный портландцемент (ТУ 21—

20-36-78 ), содержащий Опоку или диатомит.

Наиболее близким к предлагаемому,5 по технической сущности является облегченный тампонажный материал,, состоящий из вяжущего и облегчаю— щей добавки (1!.

Однако вс1.. Оцементное отношение гельцементных тампонажных раствсрах велико, что предопределяеr высокую проницаемость камня и низкие проч— носгь и коррозионную стойкость.

Кроме этого, срок сохраняемости гальцементов невелик, они слеживаются и комкуются.

Цель изобретения — повышение прочности тампонажного камня, его коррозионной стойкости и снижение проницаемости. 30

Поставленная цель достигается тем, что облегченный тампонажны материал, состоящий из вяжущего и облегчающей добавки, в качестве облcI"÷àþùåé добавки содержит j L керс ген — порошкообразный концентрат органического вещества горючего сланца при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Бяжущее 30-95

Кероген 5 — 70

Кероген — порошкообразный концент— рат органического вещества горючего сланца, представляющий высокомолекулярное вещес::âî гетероциклического строения, включающее ароматические фенольныез структуры. Постоянный элементный химический состав кероге— на, мас.Ъ: С 76,99; H 9,68; О 10,55;

Я 1,7; ((0,36; Ct 0,72. Приближенная эмпирическая формула C H,p„,, Кероген д коричневогс цвета, с гидрофобными свойствами поверхности, плотностью не выше 1350 кг/м, усгойчив против действия различных химических рс гентов кислот, щелочей, не растворим в органических растворителях и в воде. Применяется в промышленности в качестве наполните.;1я при производстве резинотехнических издет;ий и пластических масс. Кероген вь.пускается по ОСТ 38-927-73.

Для получения облегченного -ампо— нажного материала кероген был использован в ка е .тве Облегчающеи добавки к вяжущим. Б качестве вяжущего в зависимОсти От 1емпературного д1.апа зона использования материала можно применять гипса-глиноземистый цемент

ГГЦ при температурах(-10) †(+30) С, тампонажные портландцементы(15

100 "C), шлакопесчаные цементы типа

ШПЦС(100 — 250 С).

Пример 1. Облегченный тампонажный материал получают при смешивании совместно до однородного состояния 95 мас.Ъ гипсо-глиноэемистого цемента и 5 мас.Ъ керогена. Смесь затворяют жидкостью затворения(вода) при водосмесевом отношении Б/C=D,55.

Плотность полученного .ампонажнсго раствора 1740 кг/м, р-:стекаемость

0,19 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе сжатии через

48 ч твердения и(). : — 10 С и давлении

0 1 !" 1Па сос:.ав." я "т О, 4 О, 6 МПа, газ опроницаемос. гь О, 7) . 10 мкм, vàìåHü коррозионностоек.

Пример 2. Облегченный тампо нажный материал получают при смешивании -. .Местно 70 мас.Ъ тампонаж— ного пор1. «íäöåìeíòà и 30 мас.Ъ керогена, затворяют водой при водо— смесевом отношении B/C=0,65. При этом получают облегченный тампонажный раствор плотностью 1470 кг/м с .«стекаемостью 0,2 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе/сжатии через 48 ч твердениH в автоклаве при 75 С и давлении

20 МПа составляет 2,7/4,6 МПа газопроницасмость 0,3- 10 - мкм, камень коррозионностоек.

Пример 3. Облегченный тампонажный материал получают при смешивании совместно 50 мас,Ъ шлакопесчаного цемента типа ПШЦС=200 и 50 масЪ керогена, затворяют водой при водо-..ìåñåâîì отношении Б/C=0,78. Плотность полученного облегченного

1ампонажного раствора 1320 кг/мз, растекаемость 0,19 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе/

/сжатии через 48 ч твердения в автоклаве при 250 C и давлении 70 МПа составляет 2,8/5,8 МПа,газопроницаемость

О, 38 10 4км, камень корроэионностоек.

Пример 4. Облегченный тампонажный материал получают при смешивании совместно 30 мас,Ъ шлакопесчаного цемента типа ШПЦС вЂ 1 и 70 мас.Ъ керогена. Материал затворяют водой при водосмесевом отношении B/C=0 95.

Плотность полученного облегченного тампонажного раствора 1240 кг/м1, растекаемость 0,19 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе/сжатии через 48 ч твердения в автоклаве при 175 C и давлении 60 МПа составляет 2,0/3,6 МПа, газопроницаемость

0,5 -L0 MêM, камень коррозионностоек.

b таблице представлены данные, характеризующие физико — механические свойства Облегченного тампонажного раствора и камня на осНоВе вяжущих с добавкой керогена.

1105614

0,55

О,1

-10

1740

0,19

0,21

О,1

1440

0,70 зо

70 зо

1250

О,18

0,95

ПЦ

1780

0,20

10

0,5

1700

1о

0,75 0,20

70 30

30 70

0,65

0,20

1476

1340

30

1,60 0,19

0,95 0,19

Не технологичен

1250

100

100

70 зо

ШПЦС-120

100

1770

0,19

0,45

95 5

70 30

0,63

150

1470

0,18

175

0,19

1240

0,95

30 70

ШПЦС-200

1780

150 50

200 60

250 70

250 70

0,18 ок43

95 5

70 30

50 50

1480

0,20

0,60

0,78 .

0,92

1320

0,19

1250

0,20

30 70

ОШЦ шлак

150

1520

0,19

0,80

70

200 как видно из приведенных примеров

1и таблицы, разработанный облегченный тампонажный материал способен твердеть, набирать достаточную прочность, имеет низкую проницаемость в широком диапазоне температур и давлений, 5 камень коррозионностоек в агрессивных полиминеральных пластовых водах, вследствие гидрофобности керогена возрос срок сохраняемости материала.

Все перечисленные показатели превосходят аналогичные показатели гельцементов.

Иэ таблицы следует, что добавки керогена способствуют снижению плотности тампонажного раствора при сравнительно низких значениях водосмесевого отношения. Это обеспечивает повышение прочности и снижение газопроницаемости тампонажного камня по сравнению с цементами, у которых снижение плотности тампонажного раствора достигается за счет увеличения водоцементного отношения, например цементов, содержащих глинопорошок, в том числе облегченного шлакового типа ОШЦ по ТУ 39-01-08296-77.

Применение облегченного тампонажного материала для цементирования скважин в условиях аномально- низких пластовых давлений может осуществляться по общепринятой технологии без конструктивного изменения цементировочного оборудования.

1105614

Продолжение табл.

Предел прочности камня через 48 ч, NIl a

Коррозионная стойкость образцов тампонажного камня в агрессивных водах « через

12 мес

Коэффициент проницаемос— ти камня, х10 мкм

Сроки схватываник тампонажного раствора,4-мин

При из- При сжагибе тии

Первый состав Второй состав

Начало Конец

Стоек(0 94)

Стоек(0,94)

Стоек 0,96

0,4

0,75

0,6

19-00

2 -00

0,85

0,7

1,3

12- P

16-00

0,90

1,4

1,0

13-30

18-00

Стоек(0,92) 2,9

Стоек (0,95) 6-25 8-10

10-00 14 — 30

7-00 8 — 45

13-00 18-00

4,7

Разру:, 9 мес

Разруш.к.9 мес

Стоек(0,96) 3,1

1,2

Стоек (0,94) 4,6

2,7

Разруш. к 2 мес

Разруш. к 2 мес

0,8

Стоек (0,97) Стоек (0,98) 15-00 20-00

0,55

0,5

0,9

Не схватился

5-30

4 — 00

5-45

7-30

5 — 20

8-30

3,1

4,1

3,6

2,0

10,1

7,8

8,5

4,7

2,8

5,8

4,9

2,1

10-00

7-00

Разруш.к 2 мес

Разр,к 2 мес

3,55

5,4

3,7

5-30 8-00

Разруш. к 2 мес

Разр. к 2 мес

5,60

7,4

4,3

ГГЦ-гипсо-глиноземистый цемент(ГОСТ 11052-74 ), ПЦ-тампонажный портландцемент(ГОСТ 1581-78 ), ШПЦС-120, 200-шлакопесчаный цемент(ОСТ 39-017-80), ОЩЦ-облегченный шлаковый цемент(ТУ 39 — 01-08-296 †), кероген(OCT 38 †9-73) глинопорошок(ТУ 39-01-08-658-81) .

«» Содержание ионов,кг/м :первый состав На+К вЂ” 1,0256; Са -0,014t); Ng 0 0067

C l - О, 8 5 2 5, S O q -О, 2 3 О 4; Н С О - 1, О 3 7 О, H z S -О, 1; второй состав — ) (а +К -8, 6 2 90;

Са "-1, 2814; Mg + -О, 3702; Cl -15,9570; SO -О, 1129; НСО -О, 5661; СО -P,?90, Н S -0 423, В скобках указан коэффициент коррозионной стойкости тампонажного

BHHHIIH Заказ 5563/25 Тираж 565 Подписное

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

0,10

1,15

0,30

15,00

0,15

0,32

0,50

0,10

0,25

0,38

0,41

Стоек (О, 96)

Стоек(0,98)

Стоек(0,98) Стоек (О, 97)

Стоек (0,98)

Стоек (О,, 98) Стоек (,>, 98)

Стоек 0,98

Стоек(0,99)

Стоек(0,981

Стоек (0,94)

Стоек (0,96)

Стоек (0,97) Стоек (О 97)

Стоек (О, 97)

Стоек (0,97)

Стоек (0,96}

5-00

7-30

9-00

10-30

7-00

10-00

13-00

15-00