Тампонажный состав

 

Используют состав, содержащий, мае.ч.: портландцемент 100; бентонит 8-10; хлористый кальций 3-5; шелуха гречихи 1,7-3,3; полимерный реагент Дэман 1,0-1,2; вода 72-80. 1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 8 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4752033/03 (22) 24,10.89 (46) 07,06.92. юл. М 21 (71) Башкирский государственный научноисследовательский и проектный институт, нефтяной промышленности (72) Д,А. Хисаева; В,А. Блажевич и В.Г. Уметбаев (53) 622.245.4(088.8) (56) Данюшевский В.С„Алиев Р,М„Толстых

И,Ф. Справочное руководство по тампонажным материалам. — М;: Недра, 1987; с,111

112.

Авторское свидетельство СССР

N. 1021761, кл. Е 21 В 33/138. 1983.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть . использовано для изоляции зон поглоще- ния при бурении и проведении ремонтноизоляционных работ(РИР) в скважинах, Известны тампонажные растворы пониженной плотности, приготавливаемые с использованием специальных облегченных цемейтов, например, типа ОЦГ и ОШЦ, Недостатком известных растворов является дефицит (ограниченное и роизводство) облегченных тампонажных цементов. . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является тампонажный состав для изоляции зон поглощения промывочной жидкости при бурении скважин, содержащий цемент, полиакриламид (ПАА), бентонит, хлорид кальция и воду при следующем соотношении компонентов. мвс;ч.: цемент 100; бентонит 1 — 2; ПАА 0,10,2; хлорид кальция 3-5; вода 40-55, Недостатками известного состава является большая плотность и малая растекаемость, снижающие эффективность п0оводимых РИР по изоляции зон поглоще5U 1739005 А1

2 (54) ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ (57) Используют состав, содержащий, мас,ч.: . портландцемент 100; бентонит 8-.10; хлористый кальций 3 — 5; шелуха гречихи 1,7-3,3; полимерный реагент "Дэман" 1,0-1,2; вода

72 — 80. 1 табл. ния в условиях пониженного пластового давления.

Целью изобретения является повышение эффективности изоляционных работ за счет снижения плотности состава и увеличения его растекаемости.

Тампонажный состав включает портландцемент, бентонит, хлористый кальций, полимерную добавку, воду и дополнительно шелуху гречихи, а в качестве полимерной добавки — реагент "Даман" — продукт, получаемый путем взаимодействия отходов суспензионного полиметилметакрилата эмульсионного с моноэтаноламином, при следующем соотношении компонентов, мас.ч,: портландцемент 100: бентонит 8-10; хлористый кальций 3-5; шелуха гречихи 1,7—

3,3; реагент "Даман" — продукт, получаемый путем взаимодействия отходов суспензионного полиметилметакрилата эмульсионного с моноэтаноламином 1,0-1,2; вода 72-80.

Шелуха гречихи является отходом производства гречневой крупы. Шелуха гречихи представляет собой пластинки овальной формы с гладкой. поверхностью толщиной

1739005 до 0,15 мм и размером до 6 мм по большой оси овала. Пластинки шелухи гречихи не растворяются в воде и не подвержены гниению. Плотность пластинок шелухи гречихи

200 кгlм, насыпная масса 130 кг/м .

Реагент буровой "Дэман" является полимерным продуктом. получаемым путем взаимодействия отходов суспензионного полиметилметакрилата с моноэтаноламином. "Дэман" представляет собой вязкую, мутноватую жидкость.с массовой долей суxoro остатка не менее 20%, хорошо растворимую в воде, Концентрация водородных ионов (рН) 1%-ного раствора(в пересчете на сухое вещество) равна 9-10, Буровой реагент "Дэман" отпускается потребителю в пересчете на 20%-ную массовую долю сухого остатка.

Введение в тампонажный состав на основе портландцемента в качестве наполнителя шелухи гречихи и полимерной добавки реагента "Дэман" обеспечивает получение тампонажного состава плотностью 16101620 кг/м и растекаемостью 18-19 см, В таблице приведены результаты экспериментальной проверки состава при 2022 С.

Для приготовления состава отдельно готовят жидкость затворения портландцемента с шелухой гречихи (наполнитель).

Приготовление жидкости аатворения: в расчетном количестве воды, определяемом исходя из приготовления состава с

° водоцементным соотношением 0,5, последовательно растворяют заданные количества хлористого кальция и реагента "Даман", Затем в полученный водный раствор хлористого кальция и реагента "Даман" вводят бентонит в виде глинистого раствора плотностью 1200 кг/м (содержание бентонита

27,1%) и все тщательно перемешивают. Навески портландцемента и шелухи гречихи смешивают вручную до получения однородной смеси. Приготовление тампонажного состава и роЪзводят с помощью ла бараторной мешалки: в залитую в стакан жидкость затворения при помешивании стеклянной палочкой через воронку постепенно засыпают смесь цемента С шелухой гречихи, стакан закрепляют на лабораторной мешалке и состав перемешивают в течение 3 мин, Плотность и растекаемость получаемого состава определяют стандартными методами; соответственно с помощью пикнометра и конуса АзНИИ.

Пределы возможного изменения содержания компонентов в тампонажном составе определены на 100 мас,ч. портландцемента по результатам выполненных исследований, приведенным s таблице.

Уменьшение содержания в составе бентонита менее 8 мас.ч. приводит к уменьшению его растекаемости, увеличение более

10 мас.ч. — к снижению прочнос ги, образующегося камня на сжатие на 20%

Уменьшение содержания хлористого кальция менее 3 мас,ч, приводит к увеличению времени окончания схватывания состава (более 10 ч), увеличение более 5 мас.ч.— к снижению прочности образующегося камня на сжатие более, чем на 15% при одновременном сокращении времени начала схватывания состава (менее 1 ч).

С уменьшением в составе содержания реагента "Дэман" менее 1,0 мас.ч. или уве15 личением более 1,2 мас.ч, растекаемость состава уменьшается, При уменьшении в составе содержания шелухи гречихи менее 1,7 мас,ч, получае20 мый состав характеризуется недостаточно низкой плотностью, при увеличении более

3,3 мас.ч. получаемый состав — низкой растекаемостью растекаемости состава, увеличение более

80 мас.ч. — к замедлению. времени схватывания состава (более 12 ч), Тампонажный" состав применим для изоляции. эон. поглощения при бурении и проведении ремонтно-изоляционных работ в скважинах (например, при отключении трещиноватых, кавернозных пластов, закупоривании трещин в заводняемых пластах).

Тампонажный состав готовят с помощью цементосмесительной установки (например, CM-4M или 2СМН-20) и цементировочного агрегата (например, ЦА-320M).

Заданные количества портландцемента и шелухи гречихи в виде однородной смеси загру>кают в бункер цементосмесительной установки, В мерных емкостях цементировочного агрегата готовят жидкость затворения; вначале в процессе циркуляции в расчетном количестве воды, определе;.ном исходя из приготовления состава с водоцементным отношением 0,5, последовательно растворяются заданные количества хлористого кальция и реагента "Даман". Затем в полученный водный раствор хлористого кальция и реагента "Даман" вводят заданное количество бентонита в виде глинистого раствора плотностью 1188 кг/м (содержание бентонита 25.72%) и жидкость затворения .тщательно перемешивают, Приготовление и закачивание тампонажного состава: жидкость затворения водяным насосм 1В цементировочного агрегата подается в смеситель цементосмесительной установки, готовый тампонажный состав по30

Уменьшение в составе содержания во-.

25 . ды менее 72 мас,ч. приводит к снижению

1739005 ступает в чанок для затворения цементировочного агрегата. откуда с помощью цементировочного насоса закачивается в качивания постепенно возрастает от 5,0 до 8,0 МПа, что свидетельствует о закупоривании каналов поглощения в пласте. Успеш-, ность проведенных работ подтверждают опрессовкой обсадной колонны, показавшей ее герметичность при давлении

15,0 МПа, Использование предлагаемого тампонажного состава обеспечит повышение эффективности ремонтно-изоляционных работ по изоляции зон поглощения с пониженным пластовым давлением за счет пониженной плотности состава и повышенной

его растекаемости (прокачиваемости). скважину.

При невозможности равномерного сме.шения портландцемента с шелухой гречихи последняя может подаваться в приготавливаемый цементный раствор непосредственно в чанок для затворения.

Пример, Для ликвидации поглощения в интервале 1132 — 1139 м за обсадную колонну закачано 6 м тампонажного состава з при соотношении исходных компонентов,,, мас.ч.: портландцемент 100; бентонит 9, 5

10 хлористый кальций 4: шелуха гречихи 2,5; реагент "Дэман" 1,1; вода 76. Плотность состава 1615 кг/м, растекаемость 18,4 см; расчетная масса 9690 кг.

Состав готовят с помощью цементосме15

Формула изобретения

Тампонажный состав, включающий портландцемент, бентонит, хлористый кальций, полимерную добавку и воду, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности изоляционных работ за счет снижения плотности состава и увеличения его растекаемости, состав дополнительно содержит шелуху гречихи, а в качестве полимерной добавки — реагент "Дэман" — продукт, получаемый путем, взаимодействия отходов суспензионного полиметилметакрилата эмульсионного с моноэтаноламином, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: портландцемент 100; бентонит 8 — 10; хлористый кальций 3-.5; шелуха гречихи 1,73,3; реагент "Дэман" — продукт, получаемый путем взаимодействия отходов суспензионного полиметилметакрилата эмульсионного с моноэтаноламином 1,0-1,2; вода 72-80, сительной установки 2СМН-20 и цементировочного агрегата ЦА-320М с введением шелухи гречихи в чанок для затворения вручную.

Жидкость затворения готовят в мерных емкостям цементировочного агрегата ЦА320: вначале в них заливают 2500 л пресной воды, в процессе циркуляции в нее добавляют и растворяют 200 кг хлористого кальция, а затем при циркуляции образовавшегося

30 раствора хлористого кальция последовательно вводят 55 л реагента "Дэман" и l500 л глинистого раствора плотностью

1188 кг/м .

В процессе закачивания тампонажного

35 состава в поглощающий пласт давление заСостав

Ре епт а тампонажного состава. мас.ч.

Плотность, кг/м

РастекаеCaClg

РеаЦемент

ПАА

Вода

Бентонит

Шелуха гречихи масть, см гент

"Дэман"

Предлаагемый

2

4

6

8

11

12

13

14

16

1 00

100 l00

100

8

8

8

8

5

3

3

3

5

5

5

0

О

0

0

0

0

1,0

1.0

1,2

1,2

1,0

1,0

1,2

1„2

1,0

1,0

1,2

1,2

1,0

1,0

1,5

1,5

0,9

1,7

1,7

1,7

1,7

3,3

3;3

3,3

3,3

1,7

1,7

1,7

1,7

3.3

3.3

3,3

3,3

1,5

72

72

72

72

72

72

72

72

1613

1618

1618

1612

1618

1618

1613

1651

18,0

18,0

17,5

18,0

18,5

18,5

18,0

18,0

18,.5

18,5

19,0

19,0

19,0

18.5

18,5

19,0

13,1

1739005

Продолжение таблицы

Ре епт а тампонажного состава, мас.ч.

Плотность, кг/м

Состав

Растекаемость, см.Цемент

Шелуха гречихи

ПАА

Реагент

"Дэман"

Бентонит

СаС1г

Вода

1,3

0,9

1,3

0,9

1,3

0,9

1,3

О . 0

О

О

О

3

3

3

7

7

11

11

11

1,5

3,5

3,5

1,5

1,5

3,5

3,5,1 00

100

69

69

69

81

81

81

12, 5

15,0 ,1 4,0

15,5

14,5

14,5

12,0

1646

1607

1588

1575

10,0

Нет

I °

Составитель В, Блажевич

Техред М,Моргентал Корректор О. Кундрик

Редактор Н. Рогулич, Заказ 1985 Тираж 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

18

19

21

22

23

24

Известный

26

27

28

29

31

32

33

34,100

100

4

4

4

4

0,05

0,05

0,05

0,15

0.15

0,15 . 0,15

0,15

0,3

0,4 О

О

0

0

О

О

0

О

О

О

О

56,6

41,6

41,6

59,7

62,7

1759

1761

1798

1893

1692