Тампонажный материал

 

Использование: нефтяная и газовая промышленность. Сущность: тампонажный материал содержит, мас.%: тампонажный портландцемент 90-99; фурфурамид 1-10. Применение данного тампонажного материала обеспечивает повышение долговечности службы цементного камня в условиях сероводородной агрессии за счет увеличения его коррозионной стойкости и снижения его водопроницаемости. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Π— сн сн З

0 O

N N

l (:Н

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4904885/03 (22) 22.01.91 (46) 30.05.93. Бюл. hb 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (72) О.Р.Леонов, M.E.Ëàìîñîâ, С.А.Рябоконь, В.А.Мосин, Ф.Г.Мамулов, А.P.Àõìàäжанов и Г,Д.Варламов (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1148975, кл. Е 21 В 33/138, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1113516, кл. Е 21 В 33/138. 1984.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для крепления и ремонта нефтяных и газовых скважи н, расположен ных на месторождениях в условиях воздействия минералиэованных пластовых вод, а также с проявлением сероводорода.

Целью изобретения является увеличение коррозионной стойкости и снижения водопроницаемости тапонажного камня.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный материал для цементирования скважин содержит тампонажный портландцемент и фурфурамид при следующем соотношении компонентов, мас. :

Тампон ажный портландцемент 90-99

Фурфурамид 1-10

Фурфурамид производится в гидролизной промышленности, причем зачастую производство фурфурамида является вспомогательным, служащим для утилизации фурфорола из конденсатов и сточных вод и является наиболее эффективным способом,, Ж,, 1818463 А1

-(54) ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ (57} Использование: нефтяная и газовая промышленность. Сущность: тампонажный материал содержит, мас. j(,; тампонажный портландцемент 90-99; фурфурамид1 — 10.

Применение данного тампонажного материала обеспечивает повышение долговечности службы цементного камня в условиях сероводородной агрессии за счет увеличения его коррозионной стойкости и снижения его водопроницаемости. 1 табл. извлечения фурфурола из сильно разбавленныхх растворов.

Фурфурамид — продукт взаимодействия фурфурола и аммиака — характеризуется кристаллическим строением, плотностью

1150 кгlм, молекулярной массой 269. Химическая формула фурфурамида

Одним из реакционных центров фурфурамида являются его фурановые кольца, . которые склонны к коррекциям циклоприсоединения по механизму диенового синтеза. При атомах углерода цинка возможны разнообразные реакции замещения. Другим реакционным центром молекулы фурфурамида можно считать две азометинные группировки (С = N-), которые могут образовывать полимеры и сополимеры с ан1818463 гидридами и кислотами, а также претерпевать циклизацию при взаимодействии с серой в соответствии с общей схемой

М +Ssä $ N $5я S

Третьим центром является СН-центр, которому свойственны свои специфические реакции, в том числе способность к циклизации, при этом не исключена вероятность связи углерод — азот.

Перечисленные реакционные центры и их свойства характеризуют фурфурамид, как весьма реакционно-способное соединение, связывающее различные химические вещества, и в достаточной степени иллюстрируют повышение корроэионной стойкости тампонажных цементных материалов с его добавками в условиях водной сероводородной агрессии.

Данные исследований физико-химических свойств тампонажного материала для цементирования скважин и получаемого камня приведены в таблице.

Для получения тампонажного материала использовали: тампонажный портландцемент (ГОМТ 1581-85) и фурфурамид, Технология приготовления тампонажного материала для цементирования скважин не отличается от приготовления традиционных тампонажных материалов.

Тампонажный портландцемент и фурфурамид доставляют на буровую установку, где производят их смешение и затворение водой по общепринятой технологии получения тампонажных цементных растворов без дополнительных операций, Сухая основа тампонажного материала (портландцемент

+ фурфурамид) может быть приготовлена также в заводских условиях, Пример 1, Берут 0,99 кг тампонажного портландцемента, U,U1 кг фурфурамида и затворяют водой иэ расчета В/С = 0,5.

Смесь перемешивают на механической мешалке и получают тампонажный раствор плотностью 1710 кг/м . Растекаемость по конусу АзНИИ вЂ” 230 мм, водоотделение—

2,3, время загустевания — 245 и 110 мин при 22 и 75 С соответственно, Тампонажный камень, полученный из данного состава, характеризуется пределом прочности (через 48ч) при сжатии 10,6 МПа и при изгибе

7,2 МПа, а после выдержки в течение 270 сут в водной Н2$ (3,7 r Н2$ íà 1 л воды) при 20 С вЂ” проницаемостью 4,5 х 10 м коэффициентом коррозионной стойкости 0,86.

Пример 2. берут 0,97 кг тампонажного портландцемента, 0,03 кг фурфурамида и затворяют водой иэ расчета В/С = 0,5.

25 характеризуется пределом прочности (через 48 ч) при сжатии 10,3 МПа и при изгибе

55

Тампонажный порт90-99

1-10, ландцемент

Фурфурамид

Смесь перемешивают на механической мешалке и получают тампонажный раствор плотностью 1670 кгlм . Растекаемость по з конусу Аз Н И И вЂ” 215 мм, водоотделение—

1,9), время загустевания — 250 и 106 мин при 22 и 75 С соответственно. Тампонажный камень, полученный из приведенного состава тампонажного раствора, характеризуется пределом прочности (через 48 ч) при сжатии 11,3 МПа и при изгибе 8,1 МПа, а после выдержки в течение 270 сут в водной

Нг$ (3,7 мг HzS на 1 л воуы) при 20 С— проницаемостью 1 х 10 м и коэффициентом коррозионной стойкости 0,96.

Пример 3, Берут 0,9 кг тампонажного портландцемента, 0,1 кг фурфурамида и затворяют водой из расчета В/С = 0,5. Смесь перемешивают на механической мешалке и получают тампонажный раствор плотностью 1550 кгlм . Растекаемость по конусу з

АзНИИ вЂ” 180 мм, водоотделение — 2,2, время загустевания 270 и 130 мин при 22 и

75 С соответственно, Тампонажный камень, полученный из указанного состава, 7,4 МПа, а после выдержки в течение 270 сут в водной H2$ (3,7 г HzS на 1 л воды) при 20 С проницаемостью 2,5 х 10 м и коэффициентом коррозионной стойкости 0,88.

Приготовление других составов осуществляется аналогичным образом.

Испытания проведены по ГОСТ26798,026798.2-85.

Технология приготовления тампонажного материала для цементирования скважин отличается простотой, при этом используются нетоксичные вещества.

Как видно из таблицы, при уменьшении содержания фурфурамида меньше 1 и увеличении содержания больше 10 цель изобретения не достигается.

Таким образом, применение тампонажного материала для цементирования скважин значительно повысит долговечность службы цементного камня в условиях сероводородной агрессии, а также существенно увеличит межремонтный период эксплуатации скважин.

Формула изобретения

Тампонажный материал, включающий тампонажный портландцемент и добавку, отличающийся тем, что, с целью увеличения его коррозионной стойкости и снижения водопроницаемости, он в качестве добавки содержит фурфурамид при следующем соотношении компонентов, мас. ;

1818463

Предел поз нос Пярэнегры канин играя т» (через 48 и),, 270 сут. я водной т!Па ) НтЯ (20иC) В/C

Оодоотделение, Ф

Состав танпонамногп натериала, мас 2

Ремни

О оена загус" тева"

Опыт отвердения, С /ура

П, Озоперит

Баритоени

Пест к фуофу раннд

1анпонав мт мия, нин

22 C/

7с"С

При сиа1 Пон ит-

THH 1 г ге !

Оодопоо ницаенос! ь я10 и»

-гт (4

Коза.кор рпаиои ной стой концентпортландцемент

KDCTN

Оат

Лиапааон изобретения

0.86

22/0, 1

0,89

0,96

0,94

22/0,1

22/0,1

22/О, 1

l,0

1,7

0,91

0,88

22/0,1

22/0,1

2,5

Вапоедельннй диапазон

9,7 6,9

9,8 7,0

9,0 6,6

2,8 255/!ОО

2, 5 250/ 105

2,6 275/185

Образцн оязрувнлнсь

22/О, 1

О 5 230 !790

0,5 230 !780

7 100 О

8 995 05

9 88 О 12 0

5. 7

4,8

0,75

22/О, 1

22/0,1

0,80

0,5 175 1520

Поототнп

0,84

50 0,6 0,33 185 2180

75/О, 1 9, 1 6, 7

10 49,25

0,11

"Состав танпомамного материала испытан в сероводородсодернащей воде при «онцентрацни II.,S 3,7 г/л е " Тамтонавньй состав по прототипу испитая в сероводородсодериацей ваде при концентрации П S 0,43 г/л!

Составитель Ю.Леонов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Лисина

Редактор 3.Ходакова

Заказ 1930 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина; 101 о9,0 1,0

98,0 2,0

97,0 3,0

95.0 5,0

92,0 8,0

90,0 10,0

0,5 230 1710

0,5 220 1700

0.5 215 !670

0,5 2!О 1620

0,5 200 1590

0,5 180 1550

2,3 245/110

2,0 251/111

1,9 250/106

l,8 243/!14

2, 0 200/!23

2,2 270/130

10,6 7,2

11,0 7.9

11,3 8,1

i0,8 7,7

10,7 7,8

10,3 7,4