Облегченный тампонажный состав

 

ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ , вкл очакяф1й кремнегель, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности цементного камня в интервале температур 10-40 С, состав дополнительно содержит портландцемент и/натрия сульфат при следующем соотношении компонентов, мас.%: Портландцемент81-87 Кремнегель10-18 Натрия сульфат1-3 г

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОММОЮ

РЕСПУБЛИК

0% (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ н asòÎåñÍÎþ саИдП иЬству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР йб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfHPblTHA (21} 3603607/22-03 . (22) 05.04.83 (46) 23. 11.84. Вал. В 43 (72) Е.П.Катенев, Е.В.Смирнов, А.И.Бринцев, А.А.Остапенко и А Н.Высотенко . (7f) Филиал Северо- Кавказского государственного научно-исследовательского и проектного института нефтяной промышленности (53) 622.245.42(088.8) (56) t. Патент США В 3804058, кл. 166-292; опублик. 1974.

2. Каримов Н.Х. и др. Тампонажные смеси для скважин с аномальными пластовыми давлениями. И., "Недра", 1977, с. 87 (прототип). (54) (57) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАИПОНАЖНЫЙ СОСТАВ, включающий кремнегель, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности цементного камня в интервале температур 10-40 С, состав о дополнительно содержит портландцемент и натрия сульфат при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Портландцемент .81-87

Кремнегель 10-18

Натрия сульфат 1-3

Поставленная цель достигается тем, что облегченный тампонажный состав, включающий кремнегель>допол нительно содержит портландцемент и натрия сульфат при следующем соотношении компонентов мас.Х:

Портландцемент 81-87

Кремнегель 10-18

Натрия сульфат 1-3

Кремнегель выпускается согласно ТУ 6-08-465-80 и представляет собой белый мелкодисперсный порош9 ковидный материал плотностью 1,2 г/см

Очень мапо растворим в воде, в кислотах и в щелочах. Промытый и высушенный кремнегель имеет влажность

3-7Х. Обладает хорошей сыпучестью.

По химическому составу кремнегель представляет собой смесь следующих соединений, мас.Х:

Оксид кремнегеля (510 ) 78-82

Фторид алюминия (АВГ ) 8-12

55

4 11253

Изобретение относится к нефтепро- мысловому делу и может быть использовано при креплении нефтяных и газовых скважин.

Известен раствор (fj следующего составй, мас. ч.:

1Ъ дравлическое вяжущее 5-200

Нуццолановый материал 100 10

Известь 5-25

Недостатком этого тампонажного раствора является его довольно высокая плотность 1,44-1,74 r/ñì при водосмесевом отношении 0,4-0,84. Об- 15 разующийся камень набирает достаточную прочность при 150 С, что не поэо возволяет использовать такой раст«. вор при более низких температурах.

В зависимости от химического соста- 20 ва пуццоланового материала характеристики получаемого раствора могут быть очень различными.

Наиболее близким к изобретению является тампонажный состав, включаю- 25 щий кремнегель, известь, гипс )2) .

Недостатком известного состава isляется то, что при температуре ниже о

50 С прочность камня на основе рез ко снижается, что не позволяет испольэовать его для крепления скважин.

Целью изобретения является повышение прочности цементного камня в интервале температур 10-40 С. о

58 2

Гидроксид алюминия (A0(OH),) 8-10

Кремнефтористая кислота (Н .б F< ) Не более 1

Натрия сульфат выпускается Невинномыским азотнотуковым комбинатом согласно ТУ 6-18-1-77.

Пример 1. Граничный состав . для 10 С, включающий, мас.Х: о

Портландцемент 87

Кремнегель 10

Натрия сульфат 3

Тампонажный раствор в лабораторных условиях получают следукицим образом.

Содержание компонентов .в граммах определяют из расчета массы сухой смеси, равной 500 r и В/С 1,0. С точностью до 0,01 г отвешивают 15 г сульфата натрия. Эту навеску помещали в мерный цилиндр объемом 500 мл.

Добавляют водопроводную воду примерно до 200 мп. После полного раство- . рения сульфата натрия объем раствора в цилиндре доводят водой до 500 мл.

Полученную жидкость затворения тща" тельно перемешивают и выливают s стакан мешалки. После этого с точ костью до 1 г о вешивают 435 г пров сеянного портландцемента и 50 г кремserena. Указанные компоненты высыпают в,тот же стакан и полученную композицию перемешивают в течение

3 мин при скорости вращения мешалки

1500 об/ьын. Испытания полученного тампонажного раствора проводят согласно ОСТ 39-051-77.

Такая тампонажная смесь является еще приемлемой, обладает удовлетворительными реологическими свойствами и достаточной прочностью образующегося камня (10-15 кг/см по ТУ 21-1-6-67) .

При увеличении содержания портландцемента более 87Х и сульфата натрия более ЗХ и одновременном снижении со» держания кремнегеля менее 10Х увеличивается плотность раствора, ухудшается прокачиваемость и сокращается время начала схватывания, что мажет привести к недоподъему раствора до проектных отметок.

Пример 2. Содержание компонентов и граммах определяем из расчета массы сухой смеси, равной

500 r, и В/С = 1,0.

Оптимальный состав для 10 С, включающий, мас.Х:

Портландцемент 84 420 (г)

Кремнегель 14 70 (г) 3 11253

Натрия сульфат 2 10 (г)

Вода 500 (r)

Этот раствор имеет плотность

1,42 г/см, обладает хорошими реологическими свойствами. Седиментационно устойчив. Начало. схватывания происходит через 2 ч 30 мин. Образующий» ся камень обладает достаточной прочностью.

П р и и е р Э. Содержание компо 16 .нентов в граммах определяется из рас-: чета массы сухой смеси, равной 500 r и В/С f 0.

Граничный состав для 40 С, включающий мас . Х 3

Портлайдцемент 81 405 (г)

Мремиегель 18 90 (г) .

Натрия сульфат 1 5 (г)

Вода 500 (г)

При указанном для этого состава саотноижнии компонентов удается снизить плотность раствора до 1 40 г/см сохранив достаточно высокую прочность камня. Снижение содержания натрия суль58 .4 фата представляется нецелесообразным так как при этом резко удлиняются сроки схватывания. Увеличение концентрации кремнегеля более 18Х приводит к ухудшению прочностных свойств камня, которые заметно снижаются и при содержании цемента менее 81Х.

Пример 4. Содержание компонентов в граммах определяют из расчета массы сухой смеси, равной 500 г, и В/С 1,0.

Оптимальный состав для 40 С, включающий мас. Х:

Портландцемент 84 420 (г)

Еремнегель 14 70 (r)

Натрия сульфат 2 10 (г)

Вода 500 (г)

Такой раствор имеет плотность

1,42 г/саР ° седиментационно устойчив. Начало схватывания происходит через 2 ч 10 мин. Образующийся камень имеет достаточную прочность..

Составы и свойства предлагаемого тампонажного состава и известного приведены в табч. 1 и 2.

1125358 о.о и

Ch»Ф Ю IA МЪ

Ю g о 4h М)

° л е» 1Ч и ev еч -- 4 ф м CO Ф

cO ev е1 еъ еЪ м ф1 е». ф о

° е» фЧ

col о о

ФЧ ФЪ

1 1 йч

ФЧ ф . е» 1Ч ф е» CV 4Ч о сч Ф

И Ch о Я

Я

Ф 1 «1

И л я

М)

Й CC CV CV, t4 фс Я Ol У 1 мЪ л л л л ° е» е» е» е е» о о о о о л л ° е» е» е» л л м е» ф - л g и ф Ф о е е» е» .ф

Приготовление раствора осуществляется непосредственно на скважине с использованием обычной технологии.

Кремнегель применяется беэ предва1О рительного высушивания, доставка его на скважину мажет осуществляться с помощью цементовозов. Для погрузки и складирования можно использовать пневматический способ, все зто приводит к значительному удешевлению цементировочных работ на скважинах.

Составитель Е.Тангалычев

Редактор Л.Гратилло Техред А.Бабинец Корректор C.111 KNSÐ .

Заказ 8455/24 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

7 1125358

При температурах ниже 50 С (табл.2) и гидроразрыва пласта, что играет прочность цементного камня, получен- большую роль для сохранения коллекного из известного состава, резко сни" торских свойств продуктивных горижается, тогда как предлагаемый сос- зонтов тав можно использовать при температурах ниже 50 С вплоть до 10 С.

При этом прочность цементного камня соответствует требованиям ТУ 211-6-67, а раствор обладает маленькой плотностью и хорошими реологическими свойствами.

Наличие такого раствора дает возможность цементировать скважины с температурами 10-40 С в условиях

О низких пластовых давлений. При этом уменьшается возможность поглощения