Тампонажный раствор

 

Изобретение касается бурения и может быть использовано при цементировании нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - увеличение периода прокачиваемости, улучшение упругодеформативных и теплоизоляционных свойств камня при одновременном снижении плотности и сокращении расхода вяжущего. Раствор содержит компоненты при их следующем соотношении, мас.%: вяжущее 26,1-42,1; неорганическая облегчающая добавка зернистого типа 10,5-17,3; хлорид кальция 1,1-3,0; отработанный абсорбент 0,1- 0,6; вода 43,8-55,4. Отработанный адсорбент представляет собой жидкий продукт - отход гликольметаноловой осушки природного газа, сбрасываемьй из пылеуловителей компрессорных станций магистральных газопроводов. Абсорбент состоит из следующих компонентов , мас.%: МОНО-, ди-, полиэти- Q ленгликоль 70-90; конденсат 5-10; метанол 1-2; мехпримеси до 1; вода - остальное. Температура его замерзания минус 40 с. Готовят раствор при нормальной температуре. Растворяют в воде хлорид кальция и абсорбент. Затем на полученном растворе затворяют цемент в мешалке. Твердение раствора осуществляют в автоклаве при 80 С, при 5 С - в холодильной камере. 2 табл. (Л 00 00 ю 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5D 4 Е 21 В 33/138 н(..f "(:! :.- :.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (? 1) 4056952/22-03 (22) 16.04.86 (46) 23.09.87. Бюл. № 35 (71) Тюменский государственный научно-исследовательский и проектный институт природных газов (72) А.А.Клюсов, Т.В.Кузнецова, . М.М.Шаляпин, Н.А.Данюкин, E.M.HàíèâñKèé и Ю.Ф.Захаров (53) 622.245.042(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 848593, кл. Е 21 В 33/138, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 817214, кл. Е 21 В 33/138, 1981.

Тампонажные растворы пониженной плотности для цементирования газовых скважин в сложных геологических условиях Крайнего Севера. Обзорная информация. М.: ВНИИЭгазпром, 1982. (54) TAMIIOHNKHbN РАСТВОР (57) Изобретение касается бурения и может быть использовано при цементировании нефтяных и газовых скважин.

Цель изобретения — увеличение периода прокачиваемости, улучшение упругодеформативных и теплоизоляционных свойств камня при одновременном снижении плотности и сокращении расхода вяжущего. Раствор содержит компоненты при их следующем соотношении, мас.%: вяжущее 26,1-42,1; неорганическая облегчающая добавка эернистого типа 10,5-17,3; хлорид кальция

1,1-3,0; отработанный абсорбент 0,10,6; вода 43,8-55,4. Отработанный адсорбент представляет собой жидкий продукт — отход гликольметаноловой осушки природного газа, сбрасываемый иэ пылеуловителей компрессорных станций магистральных газопроводов. Аб" сорбент состоит иэ следующих компонентов, мас.%: моно-, ди-, полиэтиленгликоль 70-90; конденсат 5-10; метанол 1-2; мехпримеси до 1; вода— остальное. Температура его замерзания минус 40 С. Готовят раствор при о нормальной температуре. Растворяют в воде хлорид кальция и абсорбент.

Затем на полученном растворе затворяют цемент в мешалке. Твердение раствора осуществляют в автоклаве при о о

80 С, при 5 С вЂ” в холодильной камере.

2 табл.

1 133

Изобретение относится к области получения цементных тампонажных растворов пониженной плотности и может быть использовано при цементировании нефтяных и газовых скважин, а также в качестве теплоизоляционного вибропоглощающего материала под фундаменты компрессорных станций.

Цель изобретения — увеличение периода прокачиваемости, улучшение упругодеформативных и теплоизоляционных свойств камня при одновременном снижении плотности и сокращении расхода вяжущего.

Поставленная цель достигается тем, что используется тампонажный раствор, содержащий в своем составе отработанный абсорбент — гликольсодержащий жидкий продукт пыпеуловителей газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Вяжущее 26, 1-42, 1

Неорганическая облегчающая добавка зернистого типа 10,5-17,3

Хлорид кальция 1,1-3,0

Отработанный абсорбент 0,1-0,6

Вода 43,8-55,4

Отработанный абсорбент представляет собой жидкий продукт — отход гликольметаноловой осушки природного газа, сбрасываемый из пылеуловителей компрессорных станций магистральных газопроводов и содержащий, мас.7: моно-, ди-, полиэтиленгликоль 70-90; конденсат 5-10; метанол 1-2 мехпримеси до 1; вода остальное. Температура замерзания минус 40 С. о

Готовят два известных раствора (портландцемент, облегчающая добавка, хлорид кальция и вода) и двадцать предлагаемых растворов на двух видах вяжущего: портландцементе и напрягающем цементе.

В табл. 1 дана сравнительная характеристика свойств известного и предлагаемого тампонажных растворов.

В табл. 2 показано влияние концентрации отработанного абсорбента на свойства тампонажного раствора при постоянном (среднем) соотношении других компонентов.

Приготовление растворов осуществляется по известной технологии, для чего, например, берут 200 г хлорида кальция и 40 г отработанного абсор9233

55 бента и растворяют их в 4,96 дм воды, после чего сухую смесь цемента (3,4 1 кг) вермикулита или перлита (1,39 кг) затворяют на полученном растворе в течении 3 мин в лабораторной мешалке.

Приготовление раствора осуществляется при нормальной температуре, а о твердение — при 80 С в автоклаве, при 5 С вЂ” в холодильной камере. Температура поддерживается с помощью многоточечных регулирующих самопишущих мостов КСМ вЂ” 4 градуировки 22.

Плотность тампонажного раствора определяется по ГОСТУ.

Период прокачиваемости тампонажного раствора определяется на консисо тометре КЦ-3: при 80 С и давлении

25 МПа по достижении условной вязо кости 5 Па с, при 5 С на консистометре КЦ-5 в холодильной камере при атмосферном давлении до той же величины условной вязкости (5 Па.с требуется по ГОСТУ).

Коэффициент теплопроводности определяется с помощью метода двух температурно †временн интервалов на пластинках 40х40х5 мм, выпиленных из образцов-балочек 40х40х 160 мм, твердеющих в течение 2 сут в автоклаве и холодильной камере.

Упругость образцов, характеризующую способность материала под действием внешней нагрузки изменять свой объем, а после прекращения действия нагрузки восстанавливать его, определяют по формуле

<=(hz Ь )/Ь где Ь вЂ” толщина образца после снятия нагрузки, мм;

h< — толщина образца в уплотненном состоянии (под нагрузкой), мм.

Испытывают образцы-балочки 40х40х х 160 мм, извлеченные из автоклава и холодильной камеры, нагружение которых осуществляют с торца плитой 40х х40 мм при удельной нагрузке 5 кПа.

Изменение высоты образца определяют с помощью индикатора часового типа с точностью 0,01 мм.

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый тампонажный раствор пониженной плотности с оптимальным содержанием компонентов обладает значительно лучшими свойствами, чем известный, а именз . 13392 но раствор характеризуется большим периодом прокачиваемости возросшем о

Э при 80 и 5 С в среднем в 2 и 3 раза соответственно, и меньшей плотностью (на 5-10X). За счет повышенного содержания облегчающей добавки в 1,52 раза возрастает коэффициент упругости и снижается коэффициент теплопроводности образцов тампонажного кам10 ня в 2-суточном возрасте. В среднем на 267 сокращается расход цемента.

При содержании компонентов ниже нижнего и выше верхнего пределов наблюдается потеря прокачиваемости или

15 ухудшение упругодеформатнвных свойств (снижение коэффициента упругости) вплоть до его разрушения в процессе испытания под нагрузкой.

Формула и з о б р е т е н и я

Тампонажный раствор, содержащий

20 вяжущее, неорганическую облегчающую

О, 1-0,6

43,8-55,4

33

4 добавку зернистого типа, хлорид кальция и воду, отличающийся тем, что, с целью увеличения периода прокачиваемости,, улучшения упругодеAopMBTHBHblx и теплоизоляционных свойств камня при одновременном снижении плотности и сокращении расхода вяжущего, дополнительно содержит отработанный абсорбент — гликольсодержащий жидкий продукт пвлеуловителей газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Вящщее 26, 1-42, 1

Неорганическая облегчающая добавка зернистого типа 10,5-17,3

Хлорид кальция 1, 1-3,0

Отработанный абсорбент

Вода

1339233 а3

1 и

04 а Г4

4О

О dj х и

Е»

Qj o л ! а сл м

o o л л

О О м1

C л

О »

o o л

D O л

Ю л

Е

П!

Ш х

0 с0

»с

О «Г» а Г4 л

Qj Ю х

Ю л о

Ю

О dj

Х

X и

E о

Г4 л

D м л

С 4 с 4 Г4 л л о ю

О0 О0 Г4 CO

С4 С4 Г 4 М л л л л

О О О О О о

Г4 л

Х аГ4 ф 1

1 х

«:( о

»с а. о

Ф О

»» g

О о

IZl

E и с»

0 Г»

С»

0\ о о с» о с

Г4 — 0 О

С 4 М М со м

С » Ю О Г4

М М:1 N Г4 л л л л

О с» О О О

М М Г4 с 4

С 4 л

О м л с» с» in с» О

04 с о

«0

«4

Г»

4» СО О Г4 л л л

О М О 00.Ф

Ю 00 Ch с 4 л л л о м o oo с» - -т . с» л

0» с»

1 о ю .а а

01Х О1.ахих

Е» С0 1О С!4

D 1-0!Ю р,о ц

Х =4

И a 44 о

Ю

О л С л л л л с o o с о

40 с с» О

40 Г О л л л л

С О О С О

О с с а о л л

Г4 м м D

О О с» О л л л л л

Г4 М М О л

Ю м О D л 00 л м о сс

CO и| с л Со л с о

cci л м м л л

1 х 1

61 ! и о с» с 4

1 1 Г 4

В 1 ф !

40 Ф С 4 О С 4 с 4 М 1 1 с4 О Ф Г4 О

Г4 м - e I с4

С 4

«»

cd !

" и о

Ю л оо о Ю

Г4 М Л О

Г4 х

Qj x х и х о о д, л

E х о х л

44 и о х

Е

o u

cd

О !

»

64 а

Ql

z o

Qj O

7 1 ! л

cd 1

«» 1 о !

0 I

I и с0 1

Д!

Х E 1 е х аг ах Qj

04 Й Х ф»с

1 Х о

1»С С0

1 Г) а а

«a u

cd Qj

Х Fl Qj

cd

I-(а El

О О о а о о о с

CO CO CO СО

1 1 I 1

)х о ! с

Г» cd з а а

«» «1 и

Qj х и а

cd cd ц а

ohio >, о а

>х о а

»с (n cd а а

0! QJ

Х cct

О! ц а о о! х о

1339233

Ц

i»

Э

cd an

8 Ю л ао х

f» о о

;л а и Ъ

cd I»

:л

dl V ф а сч

lO о jcj

С» \

СЧ

» о О

СЧ л о

Ф:( о х а

w v ф о

j4 X оэх о

Ж»»

X о v

Д л о

СЧ

an л о

Р \ л л л

cd

О

f»

cd

О

0J

X u о л с о

00 00

:й

0!a CV л

Ю 00 о

cd

t( о

0Са о .Ф О 00 л л

01 С»1 б О л о л л о о О л л

o o л о О л о о л о

94 и

o o л

СЧ С»1 о о л

СЧ С»\ и л

С»1

Ц1 л л

С в л

A л о

С

00 л л dja

00 сп л л»

СП Л л о

0О

СЧ

С»Ъ О СЧ

СЧ

СЧ

С»Ъ

1 1 о

СЧ вЂ” ц

Ю ф !

Э х

Х I о

tj I о ф

X л ф

О о

Ф

cd

О

jaj

cd

Е» о о о

1 I

1 ю 3 а фХО1О.XVX о 1- ф о

1 и ф 1

О. A I о в

1ДХ

1% х а-3

1 О j cjj f

1 Э » j» Х 1

I la «» 1

I !

1 й1

I e! ! H

I ë I

1 И 1 1

1 té

С Ъ

o o л о о

cd

0! х

cd!

С л 00 О

СЧ СЧ О л л j»

o o э х

О о

f сЧ O V л

>х о!

4 ф ф ф а а

С»

cd Э

Ж С0 ф

Ц О, O a0 о

С 1 о о о л л о î о

0Са с

СЧ СЧ <"1 л л о о о

O 00

М СЧ

СЧ CV СЧ о о

C»j С»1 л а л л О 00 л л

an В с1 м

1339233

1!

Ij

1

1.

1

1

1 Э

Э

1 Ф р о

О х

Э э Х С0

0! V хоа

Я с6 в а,О,и о хо

М: .О СЧ

С!Ъ С«Ъ о о о л л л

О О О

И о о о л л л о о о

С«Ъ . С»Ъ о о о о л л л

o o o o

o o л л о о х

Е»

0 х & Ь4

t(ь ° о и Х

ОСЧ

P, f ! С0 Со

1 и с"Ъ СМ

С 4 N CV л л о о о

00 И

CV С л

О О

И ф .ф

N CV СЧ л л

o o o

О г Со О

С»! СЧ СЧ С Ъ л л л о o o o

1 О о и

0!

I Р» х

Ц Р о е х !4

О, О

Э О х

О! о ф

Е о и

И

С«) Рч о

И о с

CV e

С 4 С"Ъ С«) о

N Ф

N С»4

СЧ И

00 и сч o o

«« ° л !

f»

v о х !

7. о и

И - - -т

С«! С»Ъ С! ) С!Ъ С»Ъ С«) л л л л ° л

И И И И И И И И И

С«Ъ (»Ъ С Ъ С" ) С!Ъ С»Ъ С»Ъ С!Ъ С!Ъ

0I O

О,о

Э л а3

Х О

Э ъ

1 и о о ф 00

С О О

00 00 00 о о

00 00

И И И

o o

0О 0О с

00 о с о О с!Ъ

° л °

О1 ОЪ ОЪ о о

С"Ъ О1 ОЪ

° л л

CC! CC! O 1

С5 o o

Ц СС! О О

1 о

° л л

С4 О\ О ОЪ

» Ф о с

С Ъ л л

О\ СС!

3 о

ОЪ Oi л л

СЛ Ch о о О б л

Ch СЛ

I

ЭХО!о,х и х

1» с0 IO Э !

Ц » с о

° л о о о О о о л ° л

О О С!

О о л

О О

О Л л л с о О л

С О

Т О л л с о л л о

34! и

Ю !

О О О О О О О О О О С О л л ° ° \ л л ° л л a A

СЧ С»»! С»4 CV С»! Сi! СЧ С4 С4 СМ СЧ CV о с о л л л

С»4 СЧ СЧ

Ch ОЪ ОЪ л л л

С!Ъ С«) С«) Ch л

С Ъ

СЛ СС!

° 1 л

С«Ъ С!Ъ

ОЪ Ch л A

С«! С«Ъ

ОЪ ОЪ л

С«Ъ С Ъ

О\ О\ Оъ л л л

С«) с Ъ с !

ОЪ л

С"Ъ

ОЪ

° !

С«Ъ

1 сЪ с1

1 I

1 !

1 !

1 I

Ф

С С Ъ СЪ С Ъ С Ъ С i СЪ Сi С Ъ I

1 ! !

I0

Clj

i» и о

1

1

С»! С«Ъ

И О r 00 ΠΠ— СЧ С1 И

X л

С0 Х i"

О.! Х Х Р

О О,С„Э1Ф !

О I

m! Э!И

Ю 1 Ц 1 ! F и

u1сО

1 I

1 Ц о л о

Э

Сб! с! х р

Х

СЧ O

С Ъ О л g о .э х

1339233! ! ! ! ! !

03 о 3

4 И f»

Ф с а а v

И Я

» о о л л о о о л ь с Ъ о л

« х ! !» о v р о

Ф Ц

ouz

Щ !

- Осч ха !! ! . а

О\ с»! с ) л ° \ о о цЪ с/Ъ сЧ л о сЧ л о с х f»

Ct оео ххах аоэх днах л

Ф

v о х »%

& и о v.

Д ! î р,о

Q a !

И ссЪ .!

1 о

Ch Ch л л

Ch О\ О о л л о о о о л л

CV сЧ

ОЪ ОЪ л л

О1 л сГЪ

ОЪ Oi л л с Ъ с \ л л с Ъ с Ъ! !

-! ! ! ! !! !

В а3

f» о

v сч ц I ! пс !

" (ц ! с!! ! ! о о

p, ! ! ! ! ! ! ох! са х î fахuх.! ! f» а ю Ol ! »»а !!.

ВФ а Al

v с Л !«

I л с6 Х &

o.! йха

o! Kgef» !л«дд (6 ! а ! Ф

Ф Ю Ж с! М

I 1 л l I ! Ы ! о к о so ! ! ! П о сО О с Ъ сч с»! «ч с"Ъ ch с Ъ сЪ ссЪ ссЪ о о о

О с»Ъ л л л

Ch Ch ОЪ

@ л л л л о о о о о о л л л сЧ «»! сЧ

° л

f и р а о