Облегченный тампонажный раствор

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к получению тампонажньк растворов для цементирования скважин с низким пластовым давлением. Цель изобретения - повышение прочности цементного камня в интервале температур 0-50 С. Раствор содержит тампо- : нажный цемент для холодных скважин, поташ, воду и облегчающую добавку. Последняя включает гидролизный лигнин , модифицированный хлоридными возгонами - отходом титаномагниевого производства при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: тампонажный цемент для холодных скважин 75-90; гидролизный лигнин, модифицированный хлоридными возгонами 10-25; погаш 2-10, вода 80-130. Модифицированный гидролизньй лигнин получают путем кипячения гидролизного лигни- § на в водном растворе хлоридных возгонов с последующей сушкой. Применяемые / хлоридные возгоны являются отходами производства металлического магния из карналлита на стадии рафинировас ния электролита. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4, Е 21 В 33/138

gC :1 1, ) g,.

l с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4112108/22-03 (22) 01.09.86 (46) 23. 10.88. Бюл. Р 39 (71) Московский институт нефти и газа им. И.М. Губкина (72) О.К. Ангелопуло, В.С. Бакшутов, В.Н. Никитин и Чжао Пин Хуан (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 648718,. кл. Е 21 В 33/138, 1979, Геранин М.П. и др. Крепление скважин в осложненных условиях. ВНИИЭгазпром. Обзорная информация, N.

1982, с. 20-22. (54) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к получению тампонажных растворов для цементирования скважин с низким пластовым давлением. Цель иэо„„SU 1432394 А1 бретения — повышение прочности цементного камня в интервале темперао тур 0-50 С. Раствор содержит тампонажный цемент для "холодных скважин", поташ, воду и облегчающую добавку.

Последняя включает гидролизный лигнин, модифицированный хлоридными возгонами — отходом титаномагниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: тампонажный цемент для "холодных скважин"

75-90; гидролизный лигнин, модифицированный хлоридными возгонами 10-25; поташ 2-10, вода 80-130. Модифицированный гидролизный лигнин получают путем кипячения гидролизного лигнина в водном растворе хлоридных возгонов с последующей сушкой. Применяемые хлоридные возгоны являются отходами производства металлического магния иэ карналлита на стадии рафинирования электролита. 2 табл.

1432194

20 раствора осуществляется по известной технологии. В промышленных условиях он может быть приготовлен путем смешения ТЦ и модифицированного гидролизного лигнина, взятых в заданном массовом соотношении, с помощью цементосмесителя с последующим затворением смеси на водном растворе поташа заданной концентрации. Модифицирование гидролизного лигнина можно проУ

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к получению тампонажных раство ров для цементировании скважин с ниэ5 ким пластовым давлением.

Цель изобретения — повышение прочности цементного камня в интервале температур 0-50 С.

Облегченный тампонажный раствор содержит тампонажный цемент (ТЦ) для

"холодных скважин", ускоритель схватывания — поташ, облегчающую добавку — гидролизный лигнин, модифицированный хлоридными возгонами (отхо- 15 дом титаномагниевого производства) и воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

ТЦ для "холодных скважин" 75-90

Гидролизный лигнин, модифицированный хлоридными возгонами 10-25

Поташ 2-10

Вода 80-130

Модифицированный гидролизный лиг,нин получают путем кипячения гидролизного лнгнина в водном растворе хлоридных возгонов с последующей сушкой. Хлоридные воэгоны, применяемые 30 для модифицирования гидролизного лигнина, представляют собой отход производства металлического магния из карналлита на стадии рафинирования электролита. Хлоридные возгоны включают следующие основные компоненты,7.:

ГеС1 6-9, FeC1> 18-21, А1С1> 23-32;

Mg0 11-16, MgC1 7-10, NaC1 35, Ng 1-2,5.

Для использования в качестве облегчающей добавки наилучшими свойствами обладает модифицированный гидролизный лигнин, обработанный в 210/-ном водном растворе хлоридных

/ возгонов при соотношении объема раствора (1 м ) к массе гидролизного э лигнина (1 т), равном 3-4, в течение

10-40 мин с последующей сушкой. Приготовление облегченного тампонажного изводить на заводе гидролизной промышленности или в тампонажных конторах буровых предприятий.

Пример 1. Берут 270 г ТЦ для "холодных скважин", 30 r модифицированного гидролизного лигнина, Ъ смешивают, вводят 6 г поташа в 240 см воды и перемешивают до полного растворения, затем затворяют сухую смесь на водном растворе поташа. В результате получают состав 1. При этом гидролизный лигнин модифицируют кипением в 2 -ном водном растворе хлоридных воэгонов при соотношении объема водного раствора к массе лигнина М=З,О см /г в течение 10 мин.

Плотность и растекаемость определяо, ют при 22 С. Часть исходных материалов, предназначенных для испытания о при О С, заранее выдерживают при о

О С и раствор .приготавливают при

О С. Определяют сроки схватывания и прочность на сжатие после 2 сут и

3 мес твердения при 0,22 и 50 С.

Пример 2. Берут 247,5 г ТЦ для "холодных скважин", 52,5 г моди - фицированного гидролизного лигнина (кипенпе проводят в 6Х-ном водном растворе хлоридных возгонов в течение

25 мин при М=З,5 см /r с последующей

3 сушкой при 105 С), смешивают, вводят.

18 r поташа в 315 смз воды и перемешивают до полного растворения поташа, затем затворяют смесь на водном растворе поташа. В результате получают состав 2. Линейное расширение данного раствора составляет OX в условиях твердения под давлением 1,0 МПа °

Пример 3. Берут 225 г ТЦ для "холодных скважин", 75 r модифи.цированного гидролизного лигнина (кипение проводят в 10Е-ном водном растворе хлоридных воэгонов в течение

40 мин при М=4,0 см /ã с последующей сушкой), смешивают, вводят 30 г поташа в 390 см воды и перемешивают до полного растворения поташа, затем смесь затворяют на водном растворе поташа. В результате получают состав 3.

Для получения облегченных тампонажных растворов для цементирования о скважин с температурой 0-50 С испытывают составы 1-5, приведенные в табл. 1.

Свойства тампонажного раствора и цементного камня для составов 1-5 приведены в табл. 2, 1432

10-25

2-10

80-130

Таблица 1

Режим модифицирования

Со- Состав раствора, мас.ч. став

ТЦ Гидро- Поташ Вода лизный лигнин

И, см /г

Концентрация Время обрахлоридных 69тки, мин возгонов,7.

1 90. 10 2 80

3,0

3,5

2 82,5 17,5 6 105

4,0

10 130

0 65

12 140

3 75 25

4 95 5

5 70 30

3,0

4,0

12 ф

М вЂ” соотношение объема водного раствора хлоридных возгонов к массе гидролизного лигнина.

Таблица 2

CQOKH СХВ & ТЫВ & НИЯ ч -мин

Плотность, Растекакг/м емость, см

Темпера" тура тверо, дения, С

Прочность н& сжатие

M!I&,÷åðåç

Состав

2 сут 3 мес

Начало. Конец

1-40

1- 1520

1 1520

3-40

4,5

8,4

7-20

3-00

2,5

7,2

7-40

1,0

10-50

1 1520

5,5

3,2

7,5

5-35

2-30

2 1380

Из приведенных данных следует, что состав 4 имеет повьппенную плотность, что нежелательно, состав 5 имеет медленное схватывание и низкую раннюю прочность, особенно при 0 С.

Технико-экономические преимущества изобретения состоят в получении тампонажного раствора с очень низкой плотностью (до 1250 кг/м ), твердеюэ щего при 0-50 С.

Использование большого количества гидролизного лигнина (до 33,3Х от массы цемента) — отхода гидролиза древесины — в облегченном тампонажном растворе дает возможность утилизировать этот отход и тем самым способствовать охране окружающей среды.

194

Формул&изобретения

Облегченный тампонажный раствор, содержащий тампонажный цемент для

"холодных скважин", поташ, воду и облегчающую добачку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения прочности цементного камня в ино тервале температур 0-50 С, в качестве облегчающей добавки он содержит гидролизный лигнин, модифицированный хлоридными возгонами — отходом титаномагниевого производства, при сле" дующем соотношении компонентов,мас.ч.:

Тампонажный цемент для холодных скважин 75-90

Гидролизный лигнин, модифицированный хлоридными возгонами

Поташ

Вода

1432194

Продолжение табл. 2

Прочность на сжатие

МПа, через

Состав Плотность, Растека- Темперакг/м емость, тура твер см дения, С роки схватывания, ч"мин

2 сут 3 мес

Начало Ко нец

5,5

4-10

2,0

10-30

1 4-50

7-25 ф1 2-25

17-40

1380

4,1

0,7

8-30

1380

6,7

2,5

3-20

1250

4,8

5" 10

1,0

22

1250

0,4

1250

3,5

10-35

1630

4,0

8,9

2-05

7,6

5-40

2,1

9"50

20

1630

5,7

16-30

017

9-50

1630

4"40

4,7

9-10

1,7

1200

0,7

1200

16-30

24-00

3,1

9-05

2,0

0,2

15-30

1200

Составитель Л. Бестужева

Техред Л.Олийнык Корректор A Обручар

Редактор Н. Тупица

Заказ 5401/25

Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиИ

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

Производственно †полиграфическ предприятие., г. Ужгород, ул. Проектная,