Тампонажный материал

 

Изобретение относится к тампонажным материалам, используемым при креплении нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение сыпучести тампонажного материала и устранение псЬфекта зависания поспе хранения и транспортировки. Тампонлжный материал , включающий алинитовый цемент и добавку, содержит в качестве добавки углеродсодержащий материал при следующем соотношении компонентов, мас.%: алннитовын цемент 95,0-99,8; углеродсодержащий материал 0,2-5. В качестве углеродсодержащего материала непользуют, например, технический углерод или отходы технического уперода, или слжу, или графит. Присутствие уг - леродсодержащего материала повышает сыпучесть тлмпонажного магерилча, снижает трение между тернами цемента, препятствует их слипанию и тем самым (федотпращается зависание гампонажного материала при хранении и чрлнскфтировке. I з.п.Л-лы, 1 табл. кл

(IQ О1) (g))g E 2! В 33/138

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДВТВ1ЬСТВУ

95,0-99,8 цемент

Углеродсодержащий материал

0,2-5,0, IOCVAAPGTBEHHHA НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4640557/03 (22) 20.01 .89 (46) 30.04.91. Бюл. М 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный инстнгут по креплении скважин и буровыч растворам (72) lO.ß..Тарадыменко, В.Я.Струцкий, Б.И.Нудельман, И.М.Бун и В.В.Галимова (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1! 1 011856, кл. E 21 В 33/138, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1209827, кл. К 21 В 33/138, 1986. (54) ТЛМПОНЛЖНЫЙ МЛТВРИЛЛ (57) Изобретение QTHocHtc8 к тампо—

Hëæíûè материалам, используемым при креплении нефтяьп lx и газовых скважин.

Цель изобретения — повышение сыпучес— ти тампонажного материала и устранеИзобретение относится к тампонажным материалам, используемым при креплении нефтяных и газовых скважин в условиях Западной Сибири.

Цель изобретения — повышение сыпучести тампонажного материала и устранение эффекта зависания после хранения и транспортировки.

Тампонажный материал, включающий алинитовый цемент и добавку, содержит в качестве добавки углеродсодержащий материал при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Алинитов ый ние аффекта зависания после хранения и транспортировки. Тамцонажный мате— риал, включающий алинитоный цемент и добавку, содержит в качестве добавки углеродсодержащий материал при следующем соотношении компонентов, мас .7.: алинитовый цемент 95,0-99,8; углеродсодержащий материал 0,2-5 . .В качестве углеродсодержащего материала используют, например, технический углерод или отходы технического углерода, или сажу, илц графит. Присутствие уг— леродгодержащего материала повышает сыпучесть тлмцоиажного ма гериала, с íèжает трение между зернами цемента, препятствует их слипаиию и тем самым предотвращается зависание гампоплжно— го материала при хранении и рлнс:(ортировке. I з.п.A-лы, 1 табл. причем н кач естве угле родсоде ржаще rn материала используют, например, технический углерод или отходы технического углерода, или сажу, или гр фит.

Технический углерод является продуктом термоокислительного или технического разложения углеродов в газовой среде и отвечает требованиям ГОСТа, отходы технического углерода, сажа, графит.

Технический углерод выпускается заводами технического углерода марок:

П 245, П 234, К 354, П 324, 11 514, П 701 П 702, П 705, II 803, Т 900.

Отходы технического углерода не маркируются и составляют до 15Х. при производстве гранулированного техиичес—

1645461

Пример 4. Тампонажный материал следующего состава, Х:

Алинитовый цемент 99,8

Технический углерод 0,2

Материал испытывали в соответствии с примером ).

Результаты испытания.

95,0

Алинитовый цемент

Технический углерод

5,0 кого углерода ° Сажа является исходным сырьем для получения технического углерода.

Графит выпускается по ГОСТУ следу5 ющих марок: ГТ-1, ГЛС-1, ГЛС-2, ГЛС-3, ГЛС-4.

Присутствие углеродсодержащего материала в количестве 0,2-5,0 мас.X улучшает сыпучесть тампонажного материала, снижает трение между зернами цемента и препятствует их слипанию.

При этом устраняется эффект зависания тампонажного материала в емкостях. )5

Тампонажный материал готовят следующим образом.

Берут технический углерод и добавslslY)T измельченный в шаровых мельницах алинитовый клинкер. Удельная адсорб- 20 ционная поверхность технического углерода изменяется в пределах 105-115+

+5 м /г, а удельная внешняя поверхность — 98-108ФЗ м /г. Технический углерод должен иметь зольность не более 25

0,457., а насыпная плотность гранулиро-ванного углерода должна быть в пределах 310-330 кг/м . Осуществлять введение добавки в алинитовый цемент можг о также в специальна построенных для этих целей смесительных отделениях, либо вводить добавку при помоле клинкера в мельнице любого типа.

Технология сохраняется и при применении других углеродсодержащих ма— териалов (отходы технического углер да, сажа, графит).

Пример 1 (прототип). Тампо— нажный материал следующего состава, у.:

Алинитовый цемент 95,0

Перлит 5 0

Алинитовый цемент смешивают с перлитом и тщательно перемешивают в смесительной чашке вручную, после чего полученный материал в количестве 50 r <5 высыпают в конус, закрепленный в штативе и установленный на встряхивающем столике. Конус имеет нижний диаметр о отверстия 0 =- 10 мм, угол наклона 30 и высоту 110 мм, для просыпания через нижнее отверстие 50 r тампонажного материала потребуется 24 удара встряхивающего столика.

П р и и е р 2, Тампонажный материал следующего состава, 7.:

Алинитовый цемент смешивают с техническим углеродом и тщательно перемешивают в смесительной чашке вручную, после чего полученный материал в количестве 50 r высыпают в конус, закрепленный в штативе и установленный на встряхивающем столике. Конус имеет нижний диаметр отверстия D = 10 мм о угол .наклона 30 и высоту 110 мм, для просыпания через нижнее отверстие 50 r тампонажного материала потребуется 24 удара встряхивающего столика.

Для определения эффективности устранения эффекта зависания применяют прибор, представляющий собой прямоугольный ящик размером стенок 00>

150 80 мм с откидной стенкой, позволяющий по определению максимальной высоты свободно стоящей вертикальной стенки определить начальное сопротивление сдвигу л ь =() h /4, где - начали иое сопротивление о

5. сдвигу, кг/см

Г плотность материала, кг/и — высо t a насыпного материала, LM.

Для алинитового . емента с = „ - = 2600 (кг/см ) Для тампонажного материала

)300 3 Я о 97 S (кг/см

П р и е р ".. Тампонажиый материал ccстава, X:

Алинитовый цемент 94,0

Технический углерод 6,0

Материал испытывали в соответствии с примером l ..

Результат испытания, Для истечения 50 г тампонажного материал". требуется 24 удара встряхивающего столика

975 (кг/см ).

)300 3 2

16454

Для истечения 50 г тампонажного материала требуется 35 ударов встряхиваищего столика

1300 ° 5

0 о 4

1625 (кг/см ) Пример 5. Тампонажный материал состава, Алинитовый цемент 99,9

Технический углерод О,l

Материал испытывали н соответствии с примером 1, Результаты испытания.

Для истечения 50 r тампонажного материала — 40 ударон встряхиваищего столика

= 2437,5 (кг/см ) .

Л 1300 7,5 2 о

П р и и е р 6 ° Тампонажный материал состава, .:

Алннитоный цемент 99,0

Технический углерод 1,0

Материал испытывали в соответствии с примером 1.

Результаты испытания.

Для истечения 50 г тампонажного материала — 28 ударов встряхинаищего столика.

30 аа = 137,5 кг/см

Тампонажный материал на основе алинитоного цемента и отходов технического углерода, алинитового цемента и сажи, алинитоного цемента и графита 35 в заявленных пределах приготавливают аналогичным образом (см. таблицу) .

Введение углеродсодержащего материала более 5 не ведет к эффективно— му улучшении сыпучих свойств тампонаж- 40 ного материала (пример 2), а при его содержании в тампонажном материале менее 0,27 эффективность действия углеродсодержащей добавки очень мала. На61 6 иболее оптимальными сос ганами, дающими максимальный эффект повышения сыпучести вяжущего и устранения эффекта зависания, являются составы с добавлением 0,2-5,0 мас.% углеродсодержащего материала.

Анализ полученных данных показывает, что введение добавки на основе углеродсодержащего материала в заявленных пределах в алинитовый цемент по сраннению с прототипом повышает сыпучесть тампонажного материала и устраняет зффект зависания его в емкостях.

Технико-экономический эффект от внедрения в производство тампонажного материала достигается за счет устранения потерь цемента при его промежуточных псретоках, за счет сокраще-. ния простоев цементировочного оборудования, связанного с эффектом зависания тампонажного MRòåðèëëà.

Ф n p и у л а и з о б р е т е и и я

1. Тампонажный материал, включающий алипитовый цемент и добавку, о тл ич а иш и и с я тем, что,сцельи понышсниR его сыпучести и устранения н1н екта зависания после храцс ния и транспортировки, в Kà÷åñòíå добавки он содержит угле родс оде ржащий материач при cëåäóííöå÷ сос тношении ксмпонентов, л ас . :

Ллинитовый

95,0-99,8 цел сит

Углеродсодержащий материал 0,2-5,0

2. Материал по ц.1, о т л и ч а юшийся тем, что н качестве углеродсодсржащего материала оц содержит технический углерод или отходы технического углерода или сажу, или графит.

1645461

Состав и свойства тампонаиного материала

Примечание

Ьнд и количество доВавки, I

Состав, в

50 42

Перлит 5, О

1 (про- 95,0 тотип) 2600

Имеет место эффект зависания

Техничесхнй углерод 5,0

2 95,0

Цемент имеет хоровуи сыпучесть

50 24

975

975

50 24

50 35

50 40

3 94,0

4 99,8

То ве

Эффекта зависания нет! 625

2437, 5

7,5

99,9

Имеет место эффект эависаиия

50 28

1137,7

3,5

То re 1,0

99,0

Цемент сыпуч и не зависает в емкостях

95,0

Отход технического углерода 5,0

975

24

Цемент имеет короную сыпучесть

975

50

94,0

То re

Зффекте зависания нет

50

1625

99,8

Имеет место эффект зависания

2437,5

50

99,9

7,5

28

1137 ° 5

3,5

То re I,O

Сака 5,0

99,0

Имеет хоровую сыпучесть

Цемент имеет хоровуээ сыпучесть

975

95,0

50

975

То хе 6,0

94 ° О

99,8 То re 0,2

2437,5

7,5

S0

Имеет место эффект зависания

Сака 0,1

99,9

1137,5

3,5

Имеет хороауэо сыэучесть

То ие 1,0

Графит 5,0

99,0

26

Цемент имеет хоровую сыпучесть

975

95,0

94,0

То re

Зффекта зависания иет

975

50

I 625

50

99,8

2437,5

7,5

Имеет место эффект зависания

99,9

3,5

1137,э

Цемент сн уч н не эаепсзет в емкостях, 50

То ке 1,0

99,0

Составитель I Áåñòóæåâà

Редактор Ю.Середа Техред А,Кравчук Корректор А.0бручар

Заказ 1329 Тираж 368 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., л. 4/5

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

Алииитовый цемент, В

То ве 6,0

То re 0,2

То ве О,I

То re 6,0

То re 0,2

То ке 0,1

Tore 6,0

Тп ве 0,2

То ке 0,1

Величина навескн, г

Колич ес тв о ударов встряхпваЮЕ1ЕГО СОлика, раз

Высота насыпной стенки, см

Иач аль мое напрякение сдви3 га, кг/см

То ве

Эффекта зависания нет