Тампонажный раствор

 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к составам тампонажных растворов для крепления скважин . Цель изобретения - сокращение времени загустевания при 120- 180°С и снижение водопотребности тамлонажного раствора. Раствор состоит из портландского или шлакового цемента, воды и пластифицирующего замедлителя загустевания , в качестве которого он содержит гидролизный кубовый остаток при производстве ксилита (оттек) при следующем соотношенииингредиентов мас.% портландский или шлаковый цемент 67,4- 59,5; отток 0,1-0,5; вода остальное. Основу реагента составляют пятиатомные спиртыпектиты. Применение данного раствора обеспечивает сокращение времени загустевания , снижение подопотребности и повышение плотности растворов 1 табл. (Л

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4624658/03 (22) 24,11,88 (46) 30.05.91.. Бюл. М 20 (71) Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности "Средазнипинефть" (72) А.М.Панов, С.М.Баш, А.Н.Курбанов и

Г.Ю.Ишматов (53) 622.245.42 (088.8) (56) Булатов А,И, и др. Промывочные жидкости и тампонажные растворы. Киев: Техника, 1974. с.105.

Авторское свидетельство СССР

М 424833, кл. Е 21 В 33/138, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N 968049, кл. Е 21 В 33/13, 1981. (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к составам тампонажных растворов для крепления скважин.

Цель изобретения — сокращение времени загустевания при температуре 120—

180 С и снижение водопотребности тампонажного раствора.

Тампонажный раствор состоит иэ порТлэндского или шлакового цемента, воды и пластифицирующего эамедлителя загустевания, в качестве которого он содержит гидролизный кубовый остаток при производстве ксилита-оттек, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Портландский или шлаковый цемент 67,4 — 59,5

„„Я2„„1652 Ч.ф,-фД;; к составам тампонажных растворов для крепления скважин . Цель изобретения— сокращение времени загустевания при 120—

180 С и снижение водопотребности тампонажного раствора. Раствор состоит иэ портландского или шлакового цемента, воды и пластифицирующего замедлителя загустевания, в качестве которого он содержит гидролизный кубовый остаток при производстве ксилита (оттек), при следующем соотношении ингредиентов,Mac;%: портландский или шлаковый цемент 67,4—

59,5; отток 0,1 — 0,5; вода остальное. Основу реагента составляют пятиатомные спиртыпектиты. Применение данного раствора обеспечивает сокращение времени загустевания, снижение подопотребности и повышение плотности растворов.

1 табл.

Гидролизный кубовой остаток при производстве ксилита (оттек) 0,1-0,5

Вода Остальное

Гидролизный кубовой остаток (оттек) образуется при производстве ксилита гидролизом пентозансодержащего сырья, пентоэного гидролиза при температуре

100-120 С в присутствии разбавленного раствора серной кислоты, После нейтрализации и очистки гидролизата при помощи монообменных смол и активного угля, упаривания и гидрирования 15 — 20%-ного водного раствора ксилоэы при температуре

115 — 120"С и давлении водорода 50-150 кгс/см в присутствии никелевых катализаторов, адсорбционной очистки раствора ксилозы, упаренный продукт кристэллизуют и отде1652511

1 ляют, а маточный раствор представляет темнокоричневую жидкость с плотностью

1,28 — 1.35 г/см с реакцией, близкой к нейтральной и представляющей собой гидролизный кубовый остаток гидрированных пентитов — оттек. Сырьем для такого производства является хлопковая и рисовая шелуха, кукурузные кочерыжки, оболочки злаковых семян, бобовых, масляных и бахчевых культур.

Остаток продукта гидрирования в виде непрореагировавшей ксилозы составляет

0,8 Оттек имеет величину рН от 6,5 до 8 и ри плотности раствора от 1,28 до 1,35 г/cM .

Зольность его около 2,5, Реагент может поставляться в виде товарного продукта 70—

80 водного раствора, Он смешивается с водой в любом соотношении и не реагирует с солями, растворенными в пластовых водах, Реагент не обладает токсичностью, не пенится и стабилен во времени, Он также не подвержен брожению и не оказывает агрессивного действия на металлические конструкции.

Пластифицирующий замедлитель загустевания оттек может эффективно добавляться в цементный раствор при производстве всех видов строительных работ, повышая удобоукладываемость раствора, а также увеличивает прочность сцепления образующегося при твердении камня с ограждающими поверхностями, повышая одновременно прочностные показатели при других его испытаниях.

Способность реагента пластифицировать и замедлять загустевание цементного раствора может представлять большую ценность в производстве гидротехнических и ирригационных работ, всех видов строительных работ в областях с сухим жарким климатом.

Основу реагента составляют пятиатомные спирты — пентиты, соответствующие формуле

СН2ОН CHOH СНОН СНОН С)(2ОН, (1) (2) (3) (4) (5) которая по составу представляет полученный гидрированием ксилозы ксилит, но отличается от него структурой молекулы и

CBOACTBBMI

Так, для соединения типа пентита. которые обладают двумя структурно одинаковыми асимметрическими углеродными атомами (2 и 4), разделенными третьим атомом углерода, который к тому же соединен с двумя различными по строению группами, можно указывать на присутствие четырех изомеров: двух оптически активных и двух нерасщепляемых, оптически недеятельных пептитов, Возможно присутствие некоторо-, 5

55 го количества метилпептита, например, рэм нита:

СН3 СИОН СНОН СНОН СНОН

СН20Н, э также остатка негидрированной ксилозы О Б 2 Б Я

Ф

"н

Применение разработанного тампонажного раствора обеспечивает сокращение времени загустевания при высоких температурах, снижение водопотребности растворов и повышение их плотности, Пример 1. К 398,7 мл питьевой воды (39,87 мас. ) от получаемого раствора было добавлено при перемешивании 6,3 мл 80 ного водного раствора гидролизного остатка производства ксилита (оттек), что составляло с учетом массы питьевой воды в растворе реагента 40 мас.% водной фазы и

5 г (0,5 мэс, от всего раствора) сухого безводного вещества в пересчете на 100 .

На полученном растворе было затворена 595 г (59,5 мас. от всего раствора) силикатного цемента.

При растекаемости 19 см плотность раствора составляла 1,96 г/см . Время начала загустевания при заданных параметрах определялось в консистометре КЦ-3 и составпапо при температуре 120 С 2 ч 50 мин.

Испытания механической прочности образцов-балочек в суточном возрасте при заданных параметрах дали следующие результаты: на изгиб — 41 кгс/см; на сжатие—

2, .

120 кгс/см .

Пример 2, К 349,8 мл питьевой воды (34,98 мас. от получаемого раствора) было добавлено при перемешивании 1,2 мл 80 ного водного раствора гидролизного остатка производства ксилита (оттека), что составляло с учетом массы питьевой воды и воды в растворе реагента 35 мас, водной фазы и

1 г (0,1 мас. от всего раствора) сухого безводного вещества в пересчете на 100 .

На полученном растворе было затворено 674 r (67,4 мас. от всей массы раствора) шлакового цемента.

При растекэемости 18,5 см, плотность раствора составляла 2,18 г/см, Время начала загустевания при заданных параметрах определялось в консистометре КЦ-3 и составляло при температуре

140 С и давлении 600 кгс/см 3 ч 15 мин (жидкая паста), Испытания механической прочности образцов-балочек дбли в 2-суточном возрасте при заданных параметрах следующие результаты: на изгиб — 98 кгс/см, на сжатие— г

130 кгс/см .

1652511

0,1 — 0,5

Остальное

Состав ценента, нас.8

Веханнческаа

Условия проведения испытаний

Внеыннй вид испытанного в консис тонетре т*нпоначого раствора

Продолжительность

Вреня загустевания в расте" каеПлотДоба вка

Добавка реагент

КСТ-1 (прототип,, ! нас.ь прочность, кг7сн ость, гlсн содержание, ность, сн реагечта

"Оттек" иас.2 выдерживаннй в<лаКовый ценент портландский консис- изгиб тенпедавление, кгс/сн сжарату- . ра, С танпонтат ного канна в автокпаве, тут тне тонетре нин це41 120 500 120 !

2-50 40 196 19 видная паста

0,5

59,5

500 120

600 140

2-2 5

33 105

58 130

1,95 18

7.18 18,5

Канснь

0,3

59,7

3-15

Видная паста

0,1

64,9

59.7

115 600 140

140 700 160

2-40

35 2,18 18

32,5 2,26 20

Камень

0,05

64,95

3-00

Мидкаа паста

0,2

67,З

700 160

800 180

67,4

67,2

3",5 2,25 18,5

32,5 2,28 22

165

2-30

Камень

0,1

Мидкая паста 3-10

0,3

800 180

65 I55

35,5 80

Камень

2-35

32,5 2,27 20

50 1,83 27

0,2

67,3

300 70

2- 35

Мидкая паста

0,1

49,9

500 130

Зоо 70

Паста

Рыхлый канснь

Камень

Камень

Паста

Канень

Канень

125

56

1,82 28

1,96 19

3-15

0,5

0,I

49,5

2-00

59,9

59,5

500 130

600 140

600 140

48 115

44 105

36 90

46 110

40 1,98 21

40 2,02 19,5

40 2,02 22

35 2,20 19

35 . 2,21 19,5

2-25

0,5

2-45

0,3

0,5

0,8

1,0

59,7

59,5

64,2

3-20

700 150

150 2

2-10

0-45

Кизкаа 700 прочность

Составитель Л.Бестужева

Техред М.Моргентал . Корректор Л,Бескид

Редактор В.Ковтун

Заказ 1753 Тираж 368 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Пример 3. К 324,5 мл питьевой воды (32,45 мас.% от получаемого раствора) было добавлено при перемешивании 2,5 мл 80%ного водного раствора гидролизного кубового остатка производства ксилита (оттека), 5 что составляло с учетом массы питьевой воды и воды в растворе реагента 32,5 мас.% водной фазы и 2 r (0,2 мас.% от всего раствора) сухого безводного вещества в пересчете на 100%. 10

На полученном растворе было затворена 673 г (67,3 мас. от всей массы раствора) шлакового цемента.

При растекаемости 20см плотность раствора составляла 2,26 r/см . 15

Время начала загустевания при заданных параметрах определялось в консистометре КЦ-3 и составляло при температуре

160 С 3 ч (жидкая паста).

Испытания механической прочности 20 при заданных параметрах образцов-балочек дали в 2-х суточном возрасте следующие результаты; на изгиб — 63 кгс/см . на сжатие—

140 кгс/см2.

Результаты исследований представлены в таблице.

Формула изобретения

Тампонажный раствор, состоящий из портландского или шлакового цемента, воды и пластифицирующего замедлителя загустевания. отл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения времени загустевания при 120-180 С и снижения водопотребности, он в качестве пластифицирующего замедлителя загустевания содержит гидролизный кубовый остаток при производстве ксилита (оттек) при следующем соотношении ингредиентов, мас. :

Портландский или шлаковый цемент 67,4 — 59,5

Гидролизный кубовый остаток при производстве ксилита (оттек)

Вода