Расширяющийся тампонажный состав

 

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение сцепления тампонажного камня с обсадной колонной. Тампонажный состав содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: вяжущее 70-90, отход производства хромовых солей 5-15, отход производства сульфида натрия 5-15. Тампонажную смесь готовят совместным помолом компонентов в дезинтеграторе. Полученную смесь затворяют водой и закачивают в скважину. Тампонажный камень имеет прочность на изгиб 2,9-6,7 МПа, сцепление 2,1-4,6 МПа и расширение 0,4-17%. 1 табл.

(51) 4 Е 21 В 33/138 (в у: р 1 м дд 41р

5 — 15

Ф ф 4Д 1,, CCYJ» СОНЕТСНИХ

-. 4 фЮ . :=: СОцИАЛИСТИЧВжИК

2:: втсп ьлия Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMV 1ET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

П1 И П<НТ ССа» (21) 4204626/23-03 (22) 04.03.87 (46) 07.10 ° 89. Бюл. Р 37 (71) Актюбинское отделение Казахского научно-исследовательского геологоразведочного нефтяного института (72) Н. Х, Каримов, Л.С. Запорожец, Н, A.Îõî тникова, Т. I(, Рахматуллин, В„В.Иванов, N.À.Òàíêèáàåâ.è Б,А,пахо мов

{53) 622.245.42(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1134701, кл.. Е 21 В 33/138., 1982.

Данюшевский В,С, и др, Справочное руководство по тампонажнм материалам. — И.: Недра, г987, с. 163.

Изобретение отчосит я к креплению скважин, в ча"..тиости к тампонажным материалам для цементирования обсадных колонн нефтяных и газовых скважин., Цель изобретения — повышение сцепления таипонажного камня с обсадной колонной, Расширяющийся тампонажный состав содержит вяжущее и отход производства хромовых солей и дополнительно содержит отход производства сульфида натрия при следующем соотношении, мас.X:

Вяжущее 70-90

Отход производства хромовых солей (54) РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ТАМПОНАЖНЬ1Й СОСТАВ (57) Изобретение относит.я к креплению нефтяных и газовых скважин,.

Цель — повышение сцеплен =, тампонажного камня с обсадной колонной. Тампонажный состав содержит ингредиенты

B следующем соотношении„ и:=с-„. oo вяжущее 70-90, отход производства хромовых солей 5-15, отх д про- sao — ства сульфида натрия 5-15,, Тампоьах-. ную смесь готовят совместным помолом компонентов в дезинтеграторе. Полученную смесь затворяют водой и закачивааг 3 скважину. Тампонажный. камень имеет прочность иа и"-гнб 2,9-6,7 MIIa, сцепление 2,!-,о МПа н расширение

0,4-17Е. 1 табл.

Отход,производства сульфида натрия 5-15

В качестве вяжущего могут быть ис4 л пользованы портландцемент, цемен- 4М .тно-шлаковые и цементно-зольные сме- 4@ си.

Отход производства хромовых солей имеет следующий средний химический состав, мас.X." Сг Оз 4-8 Na CrO+ 3 4 р

4-6; Fe20> 9-12; А120> 3-4; СаО в

О 4 6 ТЫ

5-9, 2 . п 3

Отход производства сульфида натрия имеет следующий средний химичес-кий состав, мас.7.: NazS 1-42„ -Na 5 G>

3,75, NazSO 2,99; NazC0> 21,94,, 1513124

Fe 0 1,69; А1,0 1,31; Са0 0,90;

Mg0 О) 78, Н О 4,55, Тампонажную смесь готовят путем совместного смешения и помола в дез5 интеграторе. Полученную смесь затворяют водой и закачивают в скважину.

В таблице приведены составы и технологические параметры тампонажного раствора и камня. 10

Как показано в таблице, тампонажный камень обладает высоким сцеплением с обсадной колонной: 2,7-3 0 MIIa при 22 С и 2,5-4,6 МПа при 120 С, Тампонажная смесь без добавки - от- 15 хода производства .сульфида натрия— образует тампонажный камень с гораздо меньшим сцеплением: 0,53.-1,47 MIIa при 22 С и 0,85-2,10 МПа при 120 С.

При оптимальном соотношении ком-- 20 понентов тампонажный камень имеет прочность 2,9-6,7 MIIa при изгибе и 6,1-18,3 MIIa при сжатии, При этом сила сцепления цементного камня с колонной и стенками скважины составляет 2,1-4,6 МПа, а расширение — величину 0,4-17%.

При уменьшении содержания добавки до 2,5 мас. для отхода производства хромовых солей и до 2,5 мас. 30 для отхода производства сульфида натрия величина силы сцепления цементного камня с обсадной колонной и стенками скважины резко снижается до 1 3-1,7 MIIa, 35

Цементный камень на основе смеси обладает долговечностью и стойкостью в коррозионных средах, 1

Расширяющийся тампонажный цемент содержит 10-30 промышленных отходов в виде отхода производства хромовых солей .и отхода производства сульфида.натрия, что позволяет экономить дефицитный тампонажный портландцемент на 10-30 ..

Отход. производства сульфида натрия в своем составе содержит вещества (Иа Б, Иа Я О, Иа .БОэ), обладающие восстановительными свойствами.

При смешении отхода производства хромовых солей, содержащего шестивалентный хром в виде На СгО,(4-6 ) с отходом производства сульфида натрия, содержащего восстановители, в дезинтеграторе происходит восстановление шестивалентного хрома до трех»: валентного. Хроматный шлам становится монохроматным, содержащим хром только в виде трехвалентного, так как трехвалентный хром в отличии от шестивалентного не токсичен, То совместное использование хроматного и сернистого шламов способствует охране окружающей среды, Использование тампонажного соста-. ва способствует улучшению герметизации заколонного пространства скважины и предотвращению заколонных пе-. ретоков, При увеличении содержания добавки для отхода производства хромовых

1 солей до 25 мас. и для отхода

l производства сульфида натрия до 40

25 мас. снижается прочность цементного камня, составляя 1,7—

2,4 МПа при изгибе и 3,3-4,5 МПа .при сжатии.

Расширяющийся тампонажный состав 45 характеризуется значительной величиной силы сцепления цементного камня с колонной и стенкой скважины при одновременной высокой прочности цементного кольца, формирующегося в эатрубном пространстве, Тампонажный цемент обладает свойством быстро твердеть и набирать прочность после закачивания в затрубное пространство скважины, 55

Формула изобретения

5-15

Расширяющийся тампонажный состав, включающий вяжущее и отход производства хромовых солей, о т л и ч а ющ и и с.я тем, что, с целью повышения сцепления тампонажного камня с обсадной колонной, он дополнительно содержит отход производства сульфида натрия при следующем соотношении компонентов, мас, .:

Вяжущее 70-90

Отход производства а хромовых солей 5-15

Отход производства сульфида натрия

1513124

РасшиСила

Состав, мас,X

ТемпеДавление, ИПа

Прочность, ИПа сцепления,.

МПа ратура, С ренне, Х

Изгиб Сжатие

ОтхОд пронэ водства хро1 мовых солей—

Отход производства сульфида

Вяжущее монохроматный шлам натрия

Портландцемент

Цемент:эола (60 .40)

Цемент:эола:шлак (60: 20:20)

Портландцемент

0,1 3iO 0,l 3,?

30,0 4 5

30;О 4,6

0,1 2,7

0,1 3,0

30,0 3,1

ЭО,О 3,5

0,1 3,3

0,1 3,7

30 0 3,9

30,0 3,7

6, 4 22

14,1 75

13,7 !00

l 1 0 120

8,2 22

15,3 75

14,1 100

1313 120

6,1 22

12,3 75

lО,2 100

9 7 120

О,4О

1,2

2,3

2,7

0,32

0,51

0,87

l,l5

0,65

1,37

2,7

2,9

3,1

6,0

5,8

5,5

3,5

6,4

6,1

5,6

2,9

5,7

4,6

4 3

l0

5

5

l5

10 я

It

tl

II

15

tl

tt

5. 1,37 5 5

10, 2123 512

15 2, 6 5,0

120 30;О 3,7

120 30,0 2,8

120 30,0 2 5

12,1

11 O

9,9

15

l 813

17,2

l7,O

160 ÇOIÎ 3 е5

160 30 О 3,)

160 3010 2э7

2,7

7,3

17,0

6,7

6,6

6,2

1Î

5

117

2,4

3,2

5 3

3,3

4,5

7 5

I 2

22 0,1 2,7

100, 30,0 215

22 О,! 1,Э

100 30,0 lð7

2,5

2,5

2,5

2,5

3,42

4,7

0,01

0,02

Составитель Л,Бестужева

Редактор И.Шулла Техред Л.Олийньцс Корректор О.Ципле

Заказ 6052/32 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101