Облегченный тампонажный раствор

 

Изобретение предназначено для цементирования нефтяных и газовых скважин при наличии в их разрезах пластов, склонных к ноглощениям и гидроразрыва.м. Цель изобретения - снижение водоотделения. Тампонажный раствор содержит портландцемент, хлорид кальция, облегчающую добавку и воду. В качестве облегчающей добавки раствор содержит шлам-лигнин (ШЛ) состава. мас.°/о: лигнин 50-60, активный ил 18--20, окись алюминия 10-15, целлюлозное волокно 8-10 и полиакриламид 2-3. Соотношение компонентов в растворе следующее, мас.%: портландцемент 47,39-54,05; ШЛ 10,81 - 16,59; .хлорид кальция 2,37- 2,70; вода остальное. Введение в раствор ШЛ способствует повышению седиментационной устойчивости и кольматирующей способности тампонажного раствора. Прочность цементного камня значительно больше, чем у других облегченных тамнонажных составов. Это позволяет сократить время ожидания затвердевания цементных растворов и повысить качество цементирования скважин. 1 табл. Ф 00 ГчЭ о ОО со О5 i-.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„;SU„„1320393

ng 4 Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3967755/22-03 (22) 7.10.85 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (7! ) Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минера lbllofo сырья (72) П. Я. Зельцер, Е. Б. Камынина,,1. В. Николаева, В. В. Севостьянов, I I. В. Каверзин и Л. Б. Ковалевич (53) 622.245.42 (088.8) (56) Рязанов А. Я. Справочник по буровым растворам. М.: Недра, 1979, с. !27.

Дюнев Л. М. и Ханмурзин И. И. Бурение газовых и газоконденсатных скважин. М.:

Недра, 1979, сс. 149 — !50. (54) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ

РАСТВОР (57) Изобретение предназначено для цементирования нефтяных и газовых скважин при наличии в их разрезах пластов, склонных к поглогцениям и гидроразрывам. Цель изобретения — снижение водоотделения. Тампонажный раствор содержит портландцемент, хлорид кальция, облегчающую добавку и воду. В качестве облегчающей добавки раствор содержит шлам-лигнин (ШЛ) состава, мас.%: лигнин 50 — 60, активный ил !8- — 20, окись алюминия 10 — 15, целлюлозное волокно 8 — 10 и полиакриламид 2 — 3. Соотношение компонентов в растворе следующее, мас.%: портландцемент 47,39 — 54,05;

ШЛ 10,81 — 16.59; хлорид кальция 2,37—

2,70: вода остальное. Введение в раствор ШЛ способствует повышению седиментационной устойчивости и кольматирующей способности тампонажного раствора. Прочность цементного камня значительно больше, чем у других облегченных тампонажных составов.

Это позволяет сократить время ожидания затвердевания цементных растворов и повысить качество цементирования скважин.

1 табл.

1320393

Формула изобретения

Сухие компоненты, мас.%

Сроки схватыРастекаеПлотВодоотделение, %

Прочность через

48 ч, МПа

Отношение массы воды к массе ваиия ность, кг/мз

Шламлигиии

Хло рид кальция

По ртлаид цемент

Вода мость, см

На изгиб Ha сжатие

Начало Конец

J сухих компоиентов

55,25

54,05

53,19

52,08

51,28

50,00

48,78

47,39

46,08

5-10 2,51

2,76 До 100

2,70 До 100

2,66 До 100

2,60 7(о 100

9,39

2-15

5,87

1670

0,59

19,0

10> 81

»,7О

1З,О2

13,85

15,00

15,61

16>59

17,51

0,60

2О,О

1650

2-35 5-30 2,34

2-50 6-05 2,09

5,36

0,61

1620

4,61

19,5

1600

6-35 1,84

7-00 1,61

0,62

20,ОО

З-1О

3,92

2,56

До 1ОО

2О,О

0,63 э-зо

1580

3,40

2,50 До 100

2,44 До 100

2,37 До 100

2,ЭО До 100

156О

0,65

3-50 7-35 1>37

19,5

2,93

0,68

1520!

9,0

5-05 12-15

1,ОЗ

2,77

1490

0,71

6-20 17-10 О, 81

7-35 19-20 0,68

19,5

2,41

1 460

0,74

20,0

2,02

Изобретение относится к тампонажным растворам, предназначенным для цементирования нефтяных и газовых скважин при наличии в их разрезах пластов, склонных к поглошениям и гидроразрывам.

Целью изобретения является снижеklHc водоотделения.

Тампонажный раствор содержит B качестве облегчающей добавки шлам-лигHèí (ШЛ), состоящий, мас. /о. лигнин 50 — 60; активный ил 18 — 20; окись алюминия 10 — 15; целлюлозное волокно 8 — -! 0 и полиакриламид 2 — 3, являющийся отходом биохимической очистки сточных вод производства целлюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.о/p.

Портландцемент 47,39 — 54,05

Шлам-лигнин 10,81 — 16,59

Хлорид кальция 2,37 — 2,70

Вода Остал ьное

В таблице приведены составы тампонажных растворов и их технологические параметры.

Пример. Для приготовления тампонажного раствора были взяты пробы тампонажного портландцемента, шлам-ли гни на — î.l -хода производства целлюлозно-бум ажного комбината (ВЦБК) и хлорида кальция.

Для придания однородности составу осуществляли иерем еши ванне компонентов в пропеллерной мешалке при частоте вращения ее вала 1400 об/мин в течение 15 мин.

У полученных растворов измеряли плотность, растекаемость, водоотделение, сроки схватывания, прочность на изгиб и сжатие.

Как видно из таблицы, с увеличением количества вводимого ШЛ плотность тампонажного раствора снижается. При этом водоотделение уменьшается и достигает нулевого значения, в условиях испытаний снижается проницаемость камня. Плотность тампонажного раствора снижается за счет более легкого, чем цемент, ШЛ (плотность

110 — 1150 кг/м " ), а также возраста кзшего

В/Ц. Снижение водоотделения достигается за счет компонентов, содержащихся в ШЛ активного ила, окиси алюминия, целлюлозного волокна и полиакриламида. Прочность цементного камня на высоком уровне, а также требуемые сроки схватывания получают в результате ввода хлорида кальция.

Граничные значения вводимого шламлигнина. Минимальное количество шламлигнина взято по плотности при ее значении

1650 кг/м и менее, тампонажный раствор считается облегченным. Максимальное количество вводимого ШЛ определялось по наименьшей допустимой прочности цемент15 ного камня на изгиб, которая составляет

0,7 МПа.

Технология применения в промышленных условиях данного раствора следующая.

Г!ортландцемент и шлам-лигнин в заданной

20 пропорции загружают в бункеры цементосмесительных машин.

Хлорид кальция смешивают с водой. Затем включают в работу насосы цементировочных агрегатов и цементосмесительные машины и полученным водным раствором

25 затворяют смесь портландцемента и шламлигнина и подают в скважину.

Облегченный тампонажный раствор, содержащий портландцемент, облегчающий наполнитель, хлорид кальция и воду, отличаtoшийся тем, что, с целью снижения водоотделения, в качестве облег гающего наполнителя он содержит шлам-лигнин отхода биохимической очистки сточных вод производства целлюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.о/p

Портландцемент 47,39 — 54,05

Шлам-лигнин 10,81 — 16,59

Хлорид кальция 2,37 — 2,70

Вода Остальное.