Тампонажный раствор
Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение изолирующей способности за счет воздухововлечения. Тампонажный раствор содержит компоненты при их соотношении, мас.ч: тампонажный цемент 100 вода 50-71,7 отход производства поливинилового спирта (ПВС) 0,3-1,2, причем отход ПВС имеет следующий состав, мас.% ПВС не менее 10 ацетат натрия не более 10 метанол не более 5 вода - остальное. При приготовлении раствора отход ПВС смешивают с водой, затем затворяют этой смесью портландцемент. Раствор может быть использован при температуре до 100°С. Тампонажный камень не дает усадки при твердении. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Е 21 В 33/138
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
M А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
) (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ П(НТ СССР (21) 4318056/23-03 (22) 16.10.87 (46) 23.08.90. Бкп. № 31 (71) Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов (72) В.Г.Мосиенко, Ю.И,Петраков, В,А.Волошин, В,Н.Никифорова, В.И.Зубков,. П,В.Перцева, A.Ä.Ìèðîíîâ и П.С.Самокиш (53) 622.245.42(088.8) (56) Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам, — M. Недра, 1987, с.204.
Инструкция по примененич реаген- та ПВС-TP для тампонажных растворов.
РД 39-2-741-82, Миннефтепром, 1982, Изобретение относится к бурению, в частности к тампонажным растворам, .предназначенным для крепления нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности.
Цель изобретения — повышение изолирующей способности за счет воздухововлечения.
Тампонажный раствор содержит компоненты в следующем соотношении,мас.ч: тампонажный цемент 100; вода 71,7; отход производства поливинилового спирта (ПВС) 0„3-1,2 (в пересчете на сухой остаток), причем отход ИВС имеет следующий состав, мас.1:
ПВС Не менее 10
Ацетат натрия Не более 10
Метанол Не более 5
2 (57) Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин. Цель— повышение изолирующей способности за счет воздухововлечения. Тампонажный раствор содержит компоненты при их соотношении, мас,ч.: тампонажный цемент 100; вода 50-71,7; отход производства поливинилового спирта (ПВС)
0,3-1,2, причем отход IIBC имеет следующий состав, мас.X: ПВС не менее 10; ацетат натрия не более 10; метанол . не более 5; вода остальное При приготовлении раствора отход ПВС смешивают с водой, затем затворяют этой смесью портландцемент, Раствор может быть использован при температуре до
100 С. Тампонажный камень не дает усадки при твердении. 1 табл.
Вода Остальное
Отход ПВС получают из фугата от щелочного омыления поливинилацетата в метанольной среде, Это бесцветная или слегка .окрашенная опалесцирующая жидкость без посторонних механических включений, растворимая в воде.
В качестве вяжущего используют тампонажный портландцемент облегченной и нормальной плотности., Технология приготовления тампонажного раствора сводится к разбавлению водой до требуемой концентрации отхода ПВС и затворению этим раствором тампонажного портландцемента.
При водоструйном затворении происходит эмульгирование воздуха в там-, понажном растворе, 1587174
Добавка не загущает тампонажный раствор (вязкость ее составляет 20—
0 П) а также не препятствует обра1
t з ованию в нем турбулентного потока при перемешивании.
Отход ПВС содержит продукты омыления поливинилацетата, ацетата натрия и метанол, снижающие поверхностное натяжение и способствующие обра" ованию прочных пленок, что и удервает вовлеченный в тампонажный ратвор воздух. Благодаря значительному величению поверхности раздела фаз ся гравитационная вода расходуется а смачивание поверхностей раздела и месте с полимером и цементным раствоом блокирует выход эмульгированного оздуха из раствора, При закачивании тампонажного раст- 2О вора в скважину вовлеченный воздух под давлением столба жидкости сжимает-. ся пропорционально давлению. При этом в зоне проницаемых пластов воздух является тампоном, кольматирует поры и 25 не пропускает тампонажный раствор B пласт.
При снижении давления на пласт в момент зависания тампонажного раст- Зр вора (в период загустевания) поровое давление тампонажного раствора с вовлеченным воздухом компенсирует это снижение и расширяет цементное тесто еще до окончания схватывания, компен- 35 сируя контракционную усадку.,Это обеспечивает ему безусадочность и даже некоторое напряжение на контакте с обсадной колонной и стенками скважины. При этом поровое давление там- 40 понажного раствора с вовлеченным воздухом вьппе, чем пластовое, что исключает прорыв газа через раствор. Таким.образом, вовлеченный B тампонажный раствор воздух компенсирует усад- 45 ку и исключает прорыв газа через раствор, Благодаря этому изолирующая способность тампонажного раствора повышается„
Применение отхода производства поливинилового спирта ограничено 100 С, так как вьппе этой температуры добавка разлагается, Пример 1 1,8 r отхода производства ПВС (или 0,3/ от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток) разбавляют в 408,2 мл воды (69,2 мас. .) .
Образовавшимся раствором затворяют 590 г облегченного тампонажного гсортландцемента, смесь перемешивают.
Объемная масса полученного тампоз нажного раствора 1530 кг/м . При этом воздухововлечение на 1 м тампонажного раствора составляет 78,3 л. За счет этого при снижении активного давления тампонажного раствора на пласт до гидростатического на глубине
1000 м линейное расширение цементного теста-камня составляет 0,31/.
Пример 2, 7,9 г отхода производства,ПВС (или 1,2/ от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток) разбавляют в 332,1 мл воды (50 мас. ). Образовавшимся раствором затворяют 660 т тампонажного портландцемента и далее чроцесс осуществляют по примеру 1
Объемная масса полученного тампонажного раствора 1720 кг/м . При этом э воздухововлечение на 1 м тампонажз ного раствора составляет U,3i, Пример 3. 4,1 r отхода производства ПВС (или 0,7 от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток) разбавляют в 415,9 мл воды (71,7 мас.%). Образовавшимся раствором затворяют 580 г облегченного тампонажного цемента и далее процесс осуществляют по примеру 1.
Объемная масса полученного тампонажного раствора 1440 кг/м . При этом
3 воздухововлечение на 1 м тампонаж3 ного раствора составляет 132,5 л. На глубине 1000 м линейное расширение цементного теста- камня составляет
0,38%.
Пример 4, 1,2 r отхода производства ПВС (или 0,2% от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток ) разбавляют в 408,8 мл воды (69,2 мас, ), Обраэовавшимся раствором затворяют 590 r облегченного тампонажного цемента и далее процесс осуществляют по примеру 1.
Объемная масса полученного тампонажного раствора 1570 кг/м . При этом
3 воздухововлечение на 1 м тампонаж3 ного раствора составляет 54,2 л. На глубине 1000 м линейное расширение цементного теста-камня составляет
0,28_#_. 1аким образом, содержание отхода производства ПВС в количестве менее
0,2% от массы вяжущего нецелесообразно.
Не менее 10
Не более 10
Не более 5
Остальное спирт
Ацетат натрия
Метанол
Вода
Пример 5. 8,5 г отхода производства ПВС (или 1,3Х от массы вяжущего в пересчете на безводный оста,ток) разбавляют в 336,5 мл воды. Образовавшимся раствором затворяют
655 r тампонажногр цемента и далее процесс осуществляют по примеру 1.
Объемная масса полученного тампонажного раствора 1740 кг/м . При этом воздухововлечение на 1 м тампонажного раствора составляет 54,3 л.
На глубине 1000 м линейное расшире- ние цементного теста-камня составляет 0,297. °
Таким образом, содержание отхода производства ПВС в количестве более
l,3Æ от массы вяжущего нецелесообразно, так как увеличивает структурную вязкость, Составы и свойства тампонажного раствора приведены в таблице.
Использование раствора позволяет упростить технологию цементирования, так как отход ПВС вЂ” жидкость и не тре» бует растворения, а также повысить качество разобщения пластов.
7174 б
Формула изобретения
Тампонажный р аствор, включающий тампонажный портландцемент, воду и добавку, содержащую поливиниловый спирт, отличающийся тем, что, с целью повышения изолирующей способности за счет воздухововлечения, он в качестве добавки, содержащей поливиниловый спирт, содержит отход производства поливинилового спирта при следующем соотношении ком" понентов, мас.ч.:
Тампонажный порт!
5 ландцемент 100
Отход производства поливинилового спирта (в пересчете на безводный
20 остаток) 0,3-1 ° 2
Вода 50-71,7 причем отход производства поливини" лового спирта имеет следующий состав, мас.X:
25 Поливиниловый
1587174 7
Свойства темпонвкиого материала
Солеркаиие компонентов
Сос" тяе
Линейное расвнреине> 2, при сннненин активного давления стопа ° цементного раствора до гидростатического на глубиие> м
Объем вов леченного вовдуха, л/мз
Обвенная нас" са>кг/мт
Тип ценен та
Отход проивводства поливннипового спирта>мас>1 от цемента (на беввод>еюй оста- . ток) Сополимер ви-. нилового спирта с винипаце татон ПВС-ТР, мас X от цемента
2иО 400 600 BOO 1000
1l
tl
It
»
0,33
0,37
0,41
0,44
0 45
0 ° 43
0,41
0,36
Oi34
0,48
0,54
0>59
0,63
0,64
0,63
0,59
0>52
0,49
0,30
0,34
0>37
0,40
0 >40
0,40
0>37
0,33
О 31
0,28
0,31
0,35
0,37
0,38
0,37
0,35
0>3!
0,28
ТПЦ
1780
0,42
0>68
0,70
0,66 0,62
О>57
P 53
Р,5
0>25
0,38
0,40
0,39
0>36
0,33
0,З!
0,29
0>27
0 ° 4l
0,43
0,41
O>39
О ЗЬ
v,çç
0>Çl
0,29
0,45
0,47
0,46
0,43
0,40
0,37
P>3S
°
«tt
«н
«и
«н
1l р и и е ч а н и е> Pill - облегчен>а>й танпоныний портлаидцемент.
ОЛЦ - тампоныний портландценент.
Составитель Л. Бестужева
Редактор О.Головач Техред А. Кравчук . Корректор М.Шароши
Заказ 2404 Тираж 478 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб>в д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
2
4
6
8
Ч
11
12
l3
l4 !
16
17
18 !
0,2
0,3
0,4
0,6
0,7
0,8
1 О
1,2
1>3
О
0,2 о,з
0>4
0,6 и,е
1,0
1,2
1t3
1570.
15 30
1490 !
l 6 l O
16SO
1740
О
54,2
7S,Э
102,4
126,5
132,5
126,5
102,4
62,3
60,2
О
32,6
119>6
135,9
108, 7
103,7
81,5
65,2
54,3
Упадка
0,38
0>43
0,47
0,50
0>51
0,50
0,47
0>42
0,39
Усадка
0,33
0,52
0>54
0,52
0>49
0 46
0,42
0,4
