Способ получения облегченного тампонажного раствора

 

Использование: крепление нефтяных и газовых скважин. Сущность: в воде растворяют сульфат натрия и гидросил. Полученную суспензию используют для затворения портландцемента. Гидросил используют в количестве 7-12% от массы цемента, а сульфат натрия в количестве 1 мае.ч. к 1-4 мас.ч. гидросила. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4915356/03 (22) 28.02.91 (46) 30.05.93. Бюл, № 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.Е.Ахрименко и Л.В. Палий (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1465544, кл, Е 21 В 33/138. 1988.

Авторское свидетельство СССР

¹ 832060, кл. Е 21 В 33/138, 1981.

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для изготовления облегченных тампонажных растворов.

Целью изобретения является повышение седиментационной устойчивости раствора, прочности и изолирующей способности камня, Поставленная цель достигается тем, что в способе получения облегченного тампонажного раствора путем смешения тампонажного портландцемента, сульфата натрия, добавки на основе модифицированного кремнезема с жидкостью эатворения перед введением цемента сульфат натрия и добавку на основе модифицированного кремнезема диспергируют в жидкости затворения в количестве 10-15% от массы цемента, при этом в качестве добавки на основе модифицированного кремнезема используют гидросил в количестве 7-12% от массы цемента, а сульфат натрия — в количестве 1 мас.ч к 1-4 мас.ч. гидросила.

Наличие гидросила в жидкости эатворения портландцемента обеспечивает твердеющему камню повышенное содержание

„„ЫЛ„„1818462 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА (57) Использование: крепление нефтяных и газовых скважин. Сущность: в воде растворяют сульфат натрия и гидросил. Полученную суспензию используют для затворения портландцемента, Гидросил используют в количестве 7-12% от массы цемента, а сульфат натрия в количестве 1 мас.ч. к 1-4 мас,ч. гидросила. 1 табл. гелеобраэной фазы, снижающей пересыщение по Са(ОН)2, и стабилизирует тем самым прочностные характеристики цементного камня, Способ осуществляют следующим образом, В емкости цементировочного агрегата с помощью поршневого насоса и гидродиспергатора готовят жидкость затворения из Q0 гидросила и сульфата натрия. Для этого к а выкидной жесткой линии цементировочного 0ф агрегата подсоединяют гидродиспергатор и ф, начинают циркуляцию технической воды по О схеме: поршневой насос — гидродиспергатор-чанок затворения — емкость агрегата.

При циркуляции воды в чанок затворения сыпят сульфат натрия. После его растворения на его водном растворе готовят суспен- и эию гидросила. Причем воду берут иэ расчета, чтобы при затворении цемента в/ц было 0,7-0,75, а гидросил и сульфат натрия берут в соотношении от 1:1 до I:4 в количестве 8-15% от массы цемента.

Прокачивая по приведенной схеме при давлении 70-90 атм жидкость затворения в течение 10 мин за счет гидроудара в гидро1818462 диспергаторе нагревается и образуется устойчивая суспензия из гидросила. Тампонажный раствор, полученный по предлагаемому способу, отличается высокой седиментацион ной устойчивостью и малыми сроками схватывания, за счет чего увеличивается его изолирующая способность, Применение в отдельности водных растворов гидросила и сульфата натрия в качестве жидкости затворения не дает нужного эффекта, Нужного эффекта не происходит и в случае затворения в воде тампонажной смеси из портландцемента, сульфата натрия и гидросила.

Гидросил представляет собой белый порошок с плотностью 0,8-0,9 г/см, выпусказ ется по ТУ 113 — 12-45-87, Пример 1. Берут 80 см водопроводной воды, растворяют в ней 33 г сульфата натрия и вносят 6,7 г гидросила. После интенсивного перемешивания на полученной суспензии затворяют 100 r портландцемента и проводят исследования тампонажного раствора по методике ОСТ 39-051-78, Полученный раствор испытывают по указанной методике, т,е. определяют его плотность, растекаемость, водоотстой, сроки схватывания, прочность камня и его изолирующую способность.

У полученного раствора растекаемость

20 см, плотность 1,53 г/см, водоотстой

0,5, начало схватывания при 20 С 4 ч 20 мин, прочность камня на изгиб в 2-суточном возрасте 0,8 МПа, изолирующая способность (давление гидропрорыва) при 75 С 4.2

М Па/ м.

Пример 2. Берут 3 г сульфата натрия, растворяют его в 80 см водопроводной воды и в полученный раствор вносят 9 г гидросила. После тщательного перемешивания на полученной суспензии затворяют 100 г портландцемента и интенсивно перемешивают раствор в течение 3 мин. После перемешивания определяют параметры раствора и камня на его основе. Плотность раствора 1,51 г/см, растекаемость 19 см, водоотстой 0,1, начало схватывания при 75 С 2 ч 10 мин, прочность камня 4.5

МПа, давление гидропрорыва 4,8 МПаlм.

Подобным образом готовят другие рецептуры, приведенные в таблице.

В таблице приведены данные, характеризующие свойства тампонажного раствора и камня на его основе, полученных по предлагаемому способу.

Из таблицы следует, что тампонажный раствор, полученный по данному способу, обладает в 2 раза меньшим водоотделением чем взятый для сравнения раствор такой же плотности. Кроме того, давление гидропрорыва камня в 2-3 раза больше, чем у камня, полученного по прототипу. Применение данного способа при креплении скважин повысит качество их цементирования и снизит обводненность получаемой нефти.

Формула изобретения

Способ получения облегченного тампонажного раствора путем смешения тампонажного портландцемента, сульфата натрия, добавки на основе модифицированного кремнезема с жидкостью затворения, 30 отличающийся тем,что,сцелью повышения седиментационной устойчивости тампонажного раствора при одновременном повышении прочности и изолирующей способности цементного камня, перед смешением компонентов сульфат натрия и добавку на основе модифицированного кремнезема диспергируют в жидкости затворения в количестве 10-15% от массы цемента, при этом в качестве добавки

40 на основе модифицированного кремнезема используют гидросил в количестве 7-12о оТ массы цемента, а сульфат натрия -- в количестве 1 мас,ч. к 1-4 мас.ч, гидросила. г! 81Н/162!

Щ ь с еа с ца

1!I S O

Е

<Э !

lI O (— ID

С CV ое

C) LA

С ) С 1 сч о аоо

С ) - С 1

o „,,,, „ ою

-о

O ID

СМ I

1 — ED о

o o

C)

Р4 о

C) сч !

c— ! ! а

o. <

ID СО CO СЧ СЧ О Ю СО СЧ CD n

С Ъ - Г> С3 - N C) С ) О ooooооооо о ооооооооо

С O - rt С.) О С ) С4

1 I I I 1 1 I 1 I

С4 Ф С4 07 СМ 10 C4 ID С ) о о л о ю о о о ж о а о и

C4 I CV l C4 I C4 l N I N о сл ст е о о

С 4 CV СЧ

o o o ж о ю

CO СО CO CO CB IA

С.) ГС ) С 1 () о о o o o o о о o o о а

I

1 ф (С) 1 !

Z 4I à ! ! !

I о !

L !