Тампонажный состав для крепления высокотемпературных скважин

 

Тампонажный состав для применений высокотемпературных скважин содержит, мас.%: вяжущее 66,35-71,41. амифол - нейтрализованный аммиаком побочный продукт производства нитрилотриметилфосфоновой кислоты 0 02-0,50; вода осталь ное 1 таб т

СОНЭЗ СОИ ТСКИХ

СОЦИАЛИСГИЧГСКИХ

РГСПУБЛИК (я)5 E 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMVII FТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 Г.?, ° " *, > 1 "° к АВТорсКоМУ сВидетельстВу 1„., "-: :.:,:-"::"- ::: :,"1!

2 (54) ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СКВАЖИН (57) Тампонажный состав для применения высокотемпературных скважин содержит, мас.%: вяжущее 66,35 — 71,41; амифол-нейтрализованный аммиаком побочный продукт производства нитрилотриметилфосфоновой. Кислоты 0.02 — 0,50; вода остал ьное. 1 табл. низкой седиментационной устойчивостью тампонажных растворов, отсутствием их серийного производства, низкой долговременной прочностью

Известен тампонажный состав, включающий цемент, НТФ и воду.

Данный состав характеризуется значительным снижением айтикоррозиОнных свойств, прочности цементного камня на его основе при длительной работе его в условиях высоких температур (250 С), агрессивной среды.

Цель изобретения — сохранение прочностных и антикоррозионных свойств цементного камня при длительном храненйи в условиях высоких температур, давлений, агрессивной среды.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный состав для крепления скважин; включающий вяжущее, добавку, воду, в качестве добавки содержит продукт производства НТФ вЂ” реагент амифол, при следующем соотношении компонентов, мас $: (21) 4844360/03 (22) 25,06.90 (46) 30.07.92, Бюл. N. 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Научно-производственного объединения "Бурение" (72) Л.И. Рябова, А.Y. Шарипов, И.Д: Новохатская, С.И. Долганская, М.B. Рудомино . и Н,И. Крутикова (56) Авторское свидетельство СССР

N 1122812, кл, E 21 В 33/138. 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 825861, кл. Е 21 В 33/138, 1980.

Изобретение относится. к креплению нефтяных и газовых скважин в условиях температур до 250 С.

Известен тампонажный состав для цементирования скважин, включающий тампонажный цемент, воду и добавку, повышающую прочность и коррозионную стойкость цементного камня.

К такой добавке относится НТФ совме, стно с олигомером СБ-1.

Однако указанный тампонажный состав обладает следующими недостатками: сложность изготовления в условиях буровой; сравнительно низкие температуры применения (до 100 С), снижение прочности цементного камня при длительном хранении.

Известен также тампонажный состав для крепления высокотемпературных скважин (до 250 С), содержащий в качестве добавки, повышающей прочность, металлоорганические комплексы нитрилотриметилфосфоновой кислоты, Однако тампонажный состав при использовании указанной добавки обладает

„„SU „„1751296 А1

1751296

Вяжу щее 66,35- 71,41

Амифол 0,02-0,50

Вода, Остальное

Реагент амифол получают нейтрализацией аммиаком композиции ИСБ-М-1, являющейся отходом производства НТФ по ТУ

6-09-20-157-89. Амифол сод>ержйт"воду и аммонийнь1е соли кислот: нитрилотриметилфосфоновой,метилиминодиметилфосфоно вой. фосфористой и соляной, Длительное сохранение высокой прочности тампонджного камня с добавками амифола объясняется значительным его влиянием на кинетику фазообразования в цементном камне, Физико-химические исследования (диффе рен циал ьно-термический анализ, : рентгенофазовый анализ, электронная мик- роскопияя) образцов., -, П риготовление тампона>кного раствора осуществляют затворением вяжущего водным раствором аминофола, Из полученного. раствора в соответствии с ГОСТ готовят.образцы-балочки 2х2х10 см. Образцы твердели в агрессивной среде — 5%-ном растворе

MgS0n:MgClz — 9:1 в течение одного года, Образцы испытывают в соответствии с

ГОСТ на прочность через 2, 30, 90, 180, 270, 360 Сут твердения, О сохранении антикор розионных свойств судили по величине прочностй тампонажного камня.

Сравнительная характеристика тампонажных составов приведена в таблице,:

Пример 1(опыт 5). Готовяттампонажный раствор для испытания при 100 С, содержащий компоненты, мас.%:

Портландцемент:, 66,440

Ам ифол .-- . 0,300

Вода .: - 33,260

Из полученного раствора в соответствии с ГОСТ готовят призмы 2х2х10 см. Призмы твердеют в автоклавных условиях (T=100 С, Р=ЗО МПа), среда твердения 5%ный раствор MgSOq;MgClz=9:1 в течение 2, 30, 60, 180; 270, 360 сут, затем их испытывают на изгиб, fl р и м е р 2 (опыт 11), Готовят тампонажный раствор для испытаний йри 160"С, содержащий Ксимпоненты, мас,%:

ШПЦС 71, 17

Амифол 0,30

Вода . 28,53

Тампонажный состав испытывают аналогично примеру 1 при автоклавных условиях (Т=160 С, Р=50 МПа).

Пример 3 (опыт 17). Готовят тампонажный раствор для испытаний при 250"С, содержащий компоненты, мас.%;

ШПЦС .. 71 07

5 Амифол 0,50

Вода 28,43

Материал испытывали аналогично примеру 2 при автоклавных условиях (Т=250"С, Р=60 Mila).

10 Результаты по примерам 1-3 приведейы в таблице.

Как видно из таблицы, добавки амифола позволяют получить тампонажный камень высокой прочности не только в ранние сро15 ки твердения (2-е сут), но и обеспечить сохранение высоких значений прочности при длительном (до 360 сут) хранении цементного камня в условиях высоких температур, давлений, агрессивной среды. При добавках

20 амифола менее 0,02 мас.% наблюдается снижение прочности цементного камня к

360 суткам хранения до значений, недопустимых по ГОСТ.

При добавках амифола более 0,5 мас.%

25 также наблюдается снижение прочности..

Прочность цементного камня с добавками амифола более 0,5 мас.% практически не

"отличается от прототипа. При добавках амифола 0,02 — 0,50 мас,% прочность цементно30 ro камня через 360 сут твердения в 2-3 раза выше, чем прочность цементного камня по . прототипу.

Формула изобретения

35 . Тампонажныйсоставдля крепления высокотемпературных скважин, включающий вяжущее, добавку и воду, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью сохранения прочностных, антикоррозионных свойств тампо40 нажного камня при длительном хранении в условиях высоких температур, давлений, агрессивной среды, в качестве добавки он содержит амифол — нейтрализованный аммиаком побочный продукт производства

45 нитрилотриметилфосфоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Вяжущее 66,35-71,41

Амифол — нейтра50 лизованный аммиа-. ком побочный продукт производства нитрилотриметилфосфоновой кислоты 0,02 — 0,50

55 Вода Остальное

1751296

Прототип

Состае таняонанной смеси, н

Условия нслнтаннй

Прочность лрн нагнбе, ИПа

Вянущее

l ""

Аннфол

Вода

Вреня таердення, сут

-н — »-—

2 30 90 180 270 (360

Прототня : ",т

8 шпцс-120 " -". 0,020 28,570 16о " 50 6,8 7,2. 7,6 6,2" 3,2 2,5

71,410 .: 9 ШПЦС"120, 0,007 - : 28,573 -"- -"- . . 6,8 7,2 7,6 бя9 .3,3 2,7

7I,42О

10 шпЦс-120 " 0,020 " .- ., ;. 28,570 -"- -"- 6,8 7,3 7,5 7,6 7,8 8,!

71,410

11 lblllIC-120 0,300 - 28,530 -"- . -"- . 7,0 : . 7,8 9,2 . 10,! 10)2 10,2

71,170

12 шпцс-120 . " 0,500 - 28,430 -. "- ., -"- 7,2 . 8,6 9,7 " 10,2 " 10,5 10,5

:13 шпцс-120 ..-" 0,700 . - " :28,38 -"-. -"- 1,6 1,7 2,г 2,3 2,5 2 9

70,920 .

Прототип

14 шпцс-200 - ., 0,020 28,570 250 . . 60 4,5 6,7 9,6 8,9 5,4 3,2

15 шпцс-гаа о,ого 2, 28,570 -"- .:.- -"- 4,5 7,г 7,8 7,6 8,1 . 9,3

71,410

16 шпцс-200 .. о;Зоо -.. :. 28,530 -1- .. - ° - 4,9 8,0 8,г 8,9 !0,9 12,!

71, 070

l7 ШПЦС-200 0,500 . - 28,4о30 . - "- -"- . 4,9 8,2 10,1 12,0 12 ° 1 12,3

70,920

I8 шпцс-2ао 0,7оо - . 28,38о -"- -"- 1 2 1,7 2,2 2 ° 5 2,7 3,6

70,920

Редактор M,Áàíäóðà

Заказ 2669 Тираж вниипи г осударственного комитета по изобретениям и открытиям г3ри ГКНТ СССР

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

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

1 ПЦТ-Д20-100

66,6697

2 ПЦТ"Д20-100

66,6500

3 пцт-Д20-100 0,006

66,660

4 пцт-д20-100 0,620

66,650

5 ПЦТ-Д20- 100 0,300

66,440

6 ПЦТ-Д20- 100 0,500

66,350

7 пцт-д20-!Оо о,700

66,220 .

0,0003 33,3300 100 30 6,8 3,7 3,5 Обраадн треснулн

Ч

0,0200 33,3300 -"-. -"- 5,4 3,2 3,1

° . 7

33,334 -"" -" - 6,6 3,8: 3,4 Образцн треснули

33 33о -"- " .-"- 6,8 6,9 6,7 6,7 .. 6,6 6,6

33,260 -"- -"- 6,8 6,9 7,0 7,1 7,1 7,1

33,150. -™-, -й- 6,8 7,0 7,1 . . 7.,2: 7 ° 2, 7,3

33,08 - " - : -"-, 0,7 1, 1 1,2 1,5 1,7 1,7

Составитель И.Новохатская

Техред М,Моргентал Корректор М.Демчик