Способ приготовления утяжеленного тампонажного материала
Изобретение относится к способам получения утяжеленных тампонажных материалов , предназначенных для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномально-высоких пластовых далекий. Цель изобретения - повышение изолирующей способности тампонажного материала за счет увеличения седиментационной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличение прочности цементного камня. Способ получения утяжеленного тампонажного материала на основе гидравлического вяжущего путемпомола вяжущего и введения пластификатора и утяжелителя состоит в совместном помоле вяжущего с сухим пластификатором в количестве 0,5-4% от массы вяжущего, а утяжелитель вводят в смесь после помола. Использование способа позволяет снизить водоотделение тампонажного раствора на 39%, повысить прочность цементного камня на 80% и получить при этом тампонажные растворы плотностью до 2290 кг/м3, пригодные для использования в условиях аномально-высоких пластовых давлений. 2 табл. сл С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)э Е 21 В 33/138
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР . ЕЫЗ<А3
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
АГЕ « <,г (21) 4666974/03 (22) 27.03.89 (46) 23.06.91. Бюл. М 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) Ю.Я.Тарадыменко. М.Я,Бикбау, В.fl,Тимовский, Н.Ю.Черномор, B,А.Кушу и Н.А.Мариампольский (53) 622,245.42 (08&.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1113516, кл. Е 21 В 33/138. 1984.
Рояк С.М. и др. Специальные цементы. — М.: Стройиздат, 1983. с.102 и 103, Гень О,П. и др. Применение суперпластификатора С-3 для повышения плотности тампонажного раствора. — PHTC. Сер. "Бурение". Вып. 1. — М„ВНИИОЭНГ, 1983, с,13 и 14. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ УТЯЖЕЛЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к способам получения утяжеленных тампонажных материИзобретение относится к способам получения утяжеленных тампонажных материалов, предназначенных для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномально-высоких пластовых давлений, Цель изобретения — повышение изолирующей способности тампонажного материала путем увеличения седиментационной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличение прочности цементного камня.
Способ получения утяжеленного тампонажного материала на основе вяжущего, утяжелителя и пластификатора путем гомо„„5U „„1657612 А1 алов, предназначенных для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномально-высоких пластовых далений, Цель изобретения — повышение изолирующей способности тампонажного материала эа счет увеличения седиментационной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличение прочности цементного камня. Способ получения утяжеленного тампонажного материала на основе гидравлического вяжущего путем помола вяжущего и введения пластификатора и утяжелителя состоит в совместном помоле вяжущего с сухим пластификатором в количестве 0,5-4% от массы вяжущего, а утяжелитель вводят в смесь после помола.
Использование способа позволяет снизить водоотделение тампонажного раствора на
39%, повысить прочность цементного камня на 80 и получить при этом тампонажные растворы плотностью до 2290 кг/м, пригодные для использования в условиях аномально-высоких пластовых давлений. 2 табл. ла вяжущего и введения пластификатора и 4 утяжелителя состоит в совместном помоле (7, вяжущего с сухим пластификатором в количестве 0,5 — 4 от массы вяжущего, а утяжелитель вводят в смесь после помола.
Пример 1. В шаровую мельницу загружают 94,5 (945 г) портландцемента и
0,5 (5 г) пластификатора С-3. помол кото- рых ведут в течение 3 ч. В полученную смесь добавляют 5,0 (50 г) барита и вручную перемешивают, после чего тампонажный материал считают готовым и из него приготавливают тампонажный раствор добавлением 26 мас. жидкости эатворения.
1657612
Смесь перемешивают на механической мешалке и получают тампонажный раствор, растекаемость котооого по конусу 20 см, плотность 2,08 г/см, водоотделение 1,4, начало схватывания раствора при 20 С 4 ч, прочность при изгибе/сжатии в суточном возрасте 6,5/15,2 МПа.
Составы 2-14 готовят аналогичным образом. Исследованные составы и их свойства представлены в табл.1.
Квк видно из табл.1, в результате совместного помола вяжущего с сухим пластификатором происходит снижение водосмесевого отношения на 407, снижение водоотделения на 39ф и повышения прочности тампонажного камня на 807. За счет пластифицирующего эффекта возможно повышение содержания утяжелителя в тампонажном материале дв 50, что дает возможность получить тампонажные растворы с плотностью 2,29 г/см, пригодные для использования в условиях аномальновысоких пластовых давлений.
Оптимальная добавке пластификатора находится в пределах 0,48-4,0 мас.$. При введении менее 0,48 мас. пластификатора повышается водосмесевое отношение, повышается водоотделение и уменьшается рочность. При введении более 4 мас. $ увеличиваются сроки схватывания раствора и значительно уменьшается прочность тампонажного камня. В качестве вяжущего используют портландцемент и ШЙЦС-120, наиболее распространенные в практике крепления скважин (портландцемент применяется при t до 100 С, ШПЦС-120 при
t-80-160 С). В сложных условиях крепления скважин при t до 100 С может применяться алинитовый цемент, а при т =160250 С вЂ” ШПЦС-200.
Результаты влияния способа введения пластификатора на свойства тамвонажного раствора и камня приведены в табл.2.
Пластификатор, входящий в состав утяжеленного тампонажного материала, должен быть сухим твердым веществом, так как совместный помол портландцемента с жидким пластификатором малоэффективен.
Промышленностью выпускаются в сухом виде только С вЂ” 3, НФ и лигносульфонаты (КССБ, СДБ). Применение лигносульфонатов возможно, но менее эффективно, чем применение С вЂ” 3 и НФ, так как они являются эамедлителями твердения.
В качестве утяжеляющей добавки может быть использован любой утяжелитель иэ применяемых в бурении. например барит, гематит.
Ф ор мул а и зоб ре те н ия
Способ приготовления утяжеленного тампонажного материала на основе гидравлического вяжущего путем помола вяжущего и введения пластификатора, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью повышения изолирующей способности там понажного материала за счет увеличения седиментационной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличения прочности цементного камня, пластификатор вводят в твердом сухом состоянии в количестве 0,54,0 от массы вяжущего на стадии помола последнего.
1657612
00 сч сч сч
Ф Ю Ю о о о
00 О О Л Л Ф C/a » «Ф О Г Л 00 N с 1 сч с(г (сч сч сч сч м Yl с o o сч с 1 сч
Ю Ф В Э Ф Ю Ю
О О О О О О О О О О О О О О О O O с И I
Ю Ю
1 1 I 1 I I 1 1 1 1 1 1 Ф 1 1 1 сч 1 о с
В В
1 о о
° В
Ю
1 I сч
Ф о
И И а о о
I I 1
И И И
Ф а °, О О сЧ о
I (И
N 1 1
6! 1 CV
Ю сЧ 1 1
И о о о
° с с о
И И ь
1 сч ь о о
И И 1
Ю
1 сч
И
И сЧ 1 1 о о
° Э
И И 1
И И
В Фь
И И.
I 1 CV C4 I 1 о о
В а с о
И о о о
И
\/ сч о о
Ф е
И И и о о е с е Ь сч
01 Л
I 1 и о о в в а О УЧ
1 1 I 1 1 I I 1 1 1 I 1 1 1 1 О Л 1 1
1 I о — сч с )
Л 00 Ch
1 I I 1 I 1 1 1 1 1 I 1
И И О O О О
Ф ° В Ф В В
СЧ сЧ С> a/0
Cn Cn r Л Е 1 1 (1 1 1 и о о о о
a ° Ю Ю
CV CV О О
О О Л I» W W 1 I «! I « °
Ig
Х 00
OI C
A о
IZl
f"
С0
И 00
Ю о
Ц о с0
tlj
cL о
Е»
Cd 1 1
34 х .Я х
1 и сч
/0 а л (» сЧ х х
Э
a o
0! ° (0 сЧ с0 л 1
1657612
1
1 ! &»
1 v
l Cl а
О
N СЧ сч л л а
СЧ СЧ
О CO а ° со с
СЧ о в в м сч
СЧ СЧ
О И а в л л
СЧ СЧ СЧ
N О И л а . е а е л — И О сч с 1 сч сч сЧ
И В а в !
О м
N СЧ л в л в с
N N х х ъ
С0 л
° а л И ф !О а а а
О м
Ю а О И м л О а а а о со
О о а е
И !O сч м е в и со м л л °
C) И О е л ! о с!
О О
° \
N О х а
L !
N e а в»ф
М а
О
О\ л
О л
И сЧ а а
СЧ О
00 °
CO а е с м
И
° ф м л
00 с
«о» е а
00 се
00 м, в л л
N Ch
° в
00 0
N !!! I
lO х
I х 1 о
И С1 е а а л л о и о а л м а °
И
° л л -Ф
00 N О е л л л л
О
Ф л
° в л
И в в
Ф 00
00 О в а
О О
СЧ, 1 j
Ъ
В
tC х х х
v () ! Ф ,:5 ! !с.
4I I
О» !
Ю
I о о е
k(Q Э
c3 k(х
СЧ И !О
СЧ ф е а
N СЧ л а в в в ° °
° A е
° f в а
Е»
Е
Clj а
CC
Ch И
СЧ а л
N N
И СЧ
О 00 а е
О О О О
N СЧ
O N N
СЧ СЧ N СЧ
N ° сч сЧ
О О СЧ
СЧ ° N!
u m с
; () Π— сч М
CO О1 л
Ф
v о х о а
И! е ф 0! Сб к(х% ! а
Щ а
5а э о »!0
0е о и 5 о .
» I» оэо ф о
0 !С X v
О О И О О О О И И О И О О О И О О О
N М М М O И О < М СЧ вЂ” О М М О М
1 ! ! I ! I ! .! I ! I О М N СЧ Ф lCl И И И И Q И М Ф 0
О О С О И О О О О О О О О О О О О О О И
О И О О М И . < М СЧ О СЧ И И И СЧ и м1
1 ! I I ! I I I ! I I 1 с"1 N N N e O М М М С \ W М М N O СЧ м o) О О О О О О О О
N СЧ М С ! О И
О О О О О О О О О
О С С О О О О О О N сч O О О О Ф И О O С4
Ф !О CO 00 СЧ 00 W N СЧ
N М И N e V I И e e
00 00 » О О О О О О СЧ О О И
O O сч сЧ N N Î СЧ е а л л е л в е е а в е в а е а
СЧ СЧ N N N N N СЧ СЧ N N N СЧ СЧ N СЧ
1657612
I и л
«31
A о
«Ч л л О
«h
» л
«Ч л
«О
\%
f х
Ф
И
t4
f»
Рю о
° °
В Ф
I 3»
U
I !
I л
Ю о (О
Ю
Я
Ю о х, о
«4
«О
° Ь
«31
00
CO
1 f
1 > о
«Ч
Ф л
CO л
«
Ю
L1
I О
1 о л
О о с 1
1 х
Ю
<Ч
С 1 о
« о л
«3 ь б
«Ч о о, 3
«3
° Ь
«Ч
СЧ л
Д сю
f f
CO ь л
СЧ
С ) ю л
«Ч
I л х д
d3
О (б
Р» Ю
Ю
«Ч
CV о
СЧ
СЧ
СЧ л (Ч
v
«О л
«Ч
° Ь
Ю л
«Ч
° с о л»
СЧ
gj o ф
«3. о
Х о к
4 1
Ф Э
Ef о о о
И и л х
0
v k
aJ оэх ц tf x оее
«аое;
1 1 1 х о х
9 X 9
f 2 o f 4
«3 4 0 О с3 Х э с3 х
5 й(4Я «3 d, Х «4 ооа оо
Х3 Х3.
1 ь d3 d3:»э (б
VXg O3d
m XOIII
Ю а3
0 о а о
q O d3 хох и В
ЯVf.
X О х
vx2
1
1 (!
I
I
I
1
I
1
I
1 л
3 о
v о
В
Q
Д о ° л и о о7 з о
° В а
° ь
g л х сч
f» Ц
Н а о
