Тампонажный раствор

 

Сущность изобретения: раствор содержит , мас.%: цемент 63-68, дэман-полиметилметакрилат, модифицированный моноэтаноламином 0,05-0,5; вода остальное . В воде растворяют дзман. Водят в полученный раствор цемент, Характеристика тампонажного камня: повышается прочность в диапазоне температур от -30°С до +300°С. 1 табл.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,.;,. ! К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4941398/03 (22) 03.06.91 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) А.У.Шарипов, С.И.Долганская, Л,И.Рябова, Л.А,Чумаченко и Г.И.Петрухин (56) Авторское свидетельство СССР й. 1263817, кл, Е 21 В 33/138, 1984.

Авторское свидетельство СССР

hL 1105612. кл. Е 21 В 33/138, 1979.

Изобретение относится к газодобыче, в частности к растворам, применяемым для крепления скважин.

Цель изобретения — повышение прочности свойств тампонажного камня в диапазоне температур от -30 С до +300 C.

Тампонажный раствор, содержащий цемент, водорастворимый акриловый полимер и воду, при этом в качестве водорастворимого акрилового полимера он содержит дэман— модифицированный моноэтаноламином полиметилметакрилат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 63-68

Дэман-полиметилметакрилат модифицированный моноэтаноламином 0.05-0,5

Вода Остальное, Использованный в работе цемент соответствовал требованиям ГОСТ 1581-85.

Даман выпускается ГПО "Оргстекла" г, Дзержинска в соответствии с требованиями

„„ЯЛ„„18184б4 А1 (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР (57) Сущность изобретения: раствор содержит, мас.%: цемент 63-68, дэман-полиметилметакрилат, модифицированный монозтаноламином 0,05-0,5; вода остальное. B воде растворяют даман. Водят в полученный раствор цемент, Характеристика тампонажного камня: повышается прочность в диапазоне температур от -30 С до

+300 С. 1 табл.

ТУ 6-01-873-86; представляет собой 30%ный раствор основного вещества в воде, Полимер даман — это полиметилметикрилат, модифицированный моноэтаноламином.

Даман, будучи добавленным к тампонажному раствору в количестве 0,05-0,5% Ю при температурах до 200 С мало влияет на сроки схватывания состава. С повышением Q© температуры до 300 С схватывание состава ф в присутствии дамана значительно замедля- О,, ется. Увеличение прочностных свойств образовавшегося камня наблюдается во всем диапазоне температур. При минусовых температурах камень обладает достаточно высокой прочностью.

° Ь

Технология приготовления тампонажного раствора состоит s том, что вяжущее (цемент) тщательно перемешивают с водой затворения, в которую предварительно вводят необходимое количество дамана.

Пример 1, В 368,5 мл воды (36,95%) растворяют 1,5 мл (0,5 г; 0,05%) дамана и в этот раствор вводят 630 г (63%) цемента, 1818464

-30 С

12-27

17-43

45 Цемент

Дэман-полиме63-68

Раствор помещают в автоклав при 180, 250, 300 и -30 С и определяют его сроки схватывания и водоотдачу. Их этого же раствора готовят образцы в виде призм 2х2х10 см, сроки схватывания, часы-минуту начало конец прочность на изгиб/сжатие, МПа через 1 сут 8/12 через 30 сут 9/12, 13,5/32,5; 5,3/7,5;

15,9/41,0; через 90 сут 10,0/13.9 через 180 сут 10,9/14,0, Пример 2. В 331 мл воды (33,5 ) растворяют.9 мл (3 r; 0,3 ) дамана и в этот же раствор вводят 660 г (66 ) цемента. Рассроки схватывания, час-мин 180 С начало 2-30 конец 4-10 прочность на изгиб/сжатие, МПа через 1 сут 3,8/8,3 через 20 сут 3,2/10,0

10,7/25,9 12,8/35,1 2,0/6,2

90 сут 3,9/11,0

180 сут 4,1/11,9

Пример 3, В 305 мл (31 g) воды растворяют 15 мл (5 г; 0,5 ) дэмана и в этот раствор вводят 680 г(68 /o) цемента. Раствор сроки схватывания, час-мин 180 С начало 3-10 конец 5-05 прочность на изгиб/сжатие, МПа через 1 сут 2,5/7,5 через 30 сут 3,0/9,3 9,5/22,1 11,0/31,8

1,5/5,8 через .90 сут 3,4/10,5 через 180 сут 3,9/11,6

Остальные примеры показаны в таблице. Из приведенных данных видно, что разработанные растворы образуют тампонажный камень, значительно дольше сохраняющий прочность на изгиб и сжатие, нежели камень из тампонажного раствора по прототипу; термостойкость разработанных растворов составляет 300 С; составы тампонажных смесей подбирались так, чтобы водоцементное число было близко к 0,5, которое является общепринятым в практике бурения. Концентрация дамана лежит в диапазоне 0,05-0,5 ; а) при концентрации ниже 0,05 даман не снижает водоотдачу тампонажного раствора; б) при концентрациях, превышающих 0,5 0, даман снижает прочность образующегося тампонажного которые твердеют 1 сут. Два из них испытывают на изгиб и сжатие. Остальные закладывают в водную среду и испытывают через 30, 90 и 180 сут. Результаты испытаний:

180 С 250 С

2-00 1-20

3-15 2-00 твор помещают в автоклав при 180, 250, 300 и -30 С и определяют сроки его схватывания и водоотдачу, Из этого же раствора готовят

8 образцов в виде призмы 2х2х10 см, которые твердеют 1 сут, Два из них подвергают на изгиб и сжатие сразу же по прошествии суток. Остальные закладывают в воду и испытывают через 30, 90, 180 сут. Результаты испытаний;

250 C 300 С -30 С

1-52 1-20 13-32

3-08 2-09 19-09 помещают в автоклав при 180, 250, 300 и

-30 С и определяют сроки схватывания и водоотдачу. Из этого же раствора готовят 8 . образцов в виде призм 2х2х10 см, которые твердеют 1 сут, Два из них подвергают испытанию на изгиб и сжатие сразу же по прошествии суток. Остальные закладывают в водную среду и испытывают через 30, 90 и

180 сут, Результаты испытаний:

250 С 300 С -30 С

2- 0 1-40 14-20

4-05 2-58 20-05 камня ниже 2,5 и 7,5 МПа соответственно на изгиб и на сжатие; при отрицательных температурах (до-30 С) камень сохраняет прочность свойства в соответствии с технологическими требованиями.

Таким образом, разработанный состав обладает низкой водоотдачей, высокой долговечностью и те рмостойкостью.

Формула изобретения

Тампонажный раствор, содержащий цемент, водорастворимый акриловый полимер и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств тампонажного камня в диапазоне температур от

-30 до+ЗОО С, в качестве водорастворимого акрилового полимера он содержит дэманполиметилметакрилат. модифицированный моноэтаноламином, при следующем сооТношении компонентов. мас. :

1818464

0,05-0,50

Остальное ноэтанол амином

Вода тилметакрилат, модифицированный моСостав растаооа, насЛ

Па ра не т рм язг/ся чеОез

30 сут

Изг/се через

30 сут

Пзг/са через

30 сут

Пода

Срокм скзатмеаПортландцемент

Дз- Пакнан рис-20

Поло- Про °

orna- нз ча, 1

Сроки скаатмСроки

cIIssrws ния, кения, час-мин час нин час-мми нач. ) «он. Па

Т -ЗОС мач. кон

°м ам.3кон. т 300 С 3.5/32,7 0-17 0-59 16.0/41,2 г» 1800

12-00 17-20 5,6/2.8

9.7/Ii 0 10.5/14.5 11,1/ 5,1 0-27 1-07

0,01

0,05

0,1

0,2

0,3

0,4

D,5

0,6 т» 2000

Растаосок ло лрототилу

0,2 33 30 1-40 г 10 7.7/28,9

О, 1 ЗЗ,ÇD 3-20 4-04

0-59 1-34 8,2/31,3 0-33 0-56 7,8/25,7

2-05 1-58 7,3/17,2 1-12 1-38 4,8/18.0

66,566,0Составитель С»Долганская

Техред М.Моргентал Корректор М.Куль

Редактор 3»Ходакова

Заказ 1930 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

Г НТ ССP

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

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

62

63

64

66

67

68

37,99

36,95

35.90

34,70

33.50

32,2

31,0

29,9

Срок» схаатиеання, час -мин нана- кото меч

1-50 3"00

2-00 3-15

2-00 3-5D

2-20 3-40

2-30 4-10

2-40 4-50

3-10 5-05

7-12 10-10

0,2 3,5/12,D

О,! O,O/12.O

0,02 7.0/12

0 3,9/8,9 о 3,8/9,3 о :,8/9.î о 2,5/7.5

О 2.5/7.3

9,0/12,D

7,5/12.5

4.9/9,2

3,2/10,0

3.0/9.5

З.D/3,3

3.0/9,2

10,0/12,9

О.Э/1З,О

5,0/!2,0

3,9/11,0

3.5/10.8

3, 4/1 О, 5

3,3/10.5

10,9/I4,D 1-20 2-00

9,1/15,0 1"36 2-45

5 I/12 5 1 48 2 с7

4,1/11,9 1-52 3-08

3,9/11,7 2-05 3-52

3,9/11,6 2-20 4-05

3,8/11,6 2-42 5-91

13.5/32,5 0-56 1-4D 15,9/4!.0 12-27 17-43 5,3/7.5

12,9/31,D 1-00 1-49 15.2/39,7 12-49 18-00 4.0/7.0

12,0/29,7 1-08 2,0D 13,9/36,D 13-15 18-36 2,1/6,8

IO,7/25,9 I 20 2-09 12,8/35,1 13"32 19-09 2,0/6,2

10,0/23.7 1-29 2-36 11,7/32,3 13-51 19-41 1,7/5,9

9,5/22,1 1-40 2-58 11,0/31,8 14-20 20-05 1 ° 5/5 8

8.5/21,6 1-51 3-25 10,3/30,2 14-23 20-20 1,5/5,6