Тампонажный состав

 

Использование: крепление нефтяных и газовых скважин. Сущность: тампонажный состав содержит, мас. ч. : портландцемент 80 - 120; зола-унос 80 - 120; асбест 2 - 3; минеральная соль 1,0 - 1,5; вода 120. В качестве минеральной соли используют смесь хлорида и сульфата натрия в соотношении 1 : 1. Тампонажный состав характеризуется деформирующими свойствами при одновременном повышении прочности цементного камня и сцеплении его с обсадной колонной. 1 табл.

Изобретение относится к производству тампонажных составов, обладающих высокой прочностью при растяжении, деформативностью, равнопрочностью цементного камня по всей высоте цементирования скважин, и может быть использовано для цементирования скважин с нормальными и умеренными температурами.

Известен способ приготовления тампонажной смеси путем смешения цемента с золой и водой затворения [1] .

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает ускорения процесса твердения в интервале температур 22-75^оС.

Известен также тампонажный состав, включающий золу-унос ТЭЦ [2] .

Однако этот состав обладает пониженными вяжущими свойствами из-за отсутствия вяжущей основы, что снижает качество цементирования.

Известен тампонажный состав, содержащий дисперсно-армирующую добавку [3] . Однако введение армирующей добавки в малых количествах не улучшает деформативности тампонажного камня, а увеличение добавки ведет к росту проницаемости камня.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тампонажный раствор [4] , содержащий портландцемент, армирующую добавку, минеральную соль и воду.

Недостатками этого раствора являются абразивность армирующей добавки - отхода производства шлаковаты, нетехнологичность, что затрудняет его промышленное применение.

Целью изобретения является повышение деформирующих свойств, прочности камня и обеспечение сцепления его с обсадной колонной.

Для достижения этой цели тампонажный раствор, включающий портландцемент, армирующую добавку, минеральную соль и воду, согласно изобретению, дополнительно содержит золу-унос, в качестве армирующей добавки - асбест, а в качестве минеральной соли - смесь хлорида и сульфата натрия при следующем соотношении компонентов, мас. ч. : Портландцемент 80-120 Зола-унос 80-120 Асбест 2-3 Смесь хлорида и сульфата натрия 1,0-1,5 Вода 120 причем смесь хлорида и сульфата натрия содержит компоненты в соотношении 1: 1.

При затворении смеси цемента, золы-уноса и асбеста жидкостью затворения, в которой растворена смесь солей хлорида и сульфата натрия, получается тампонажный раствор плотностью 1700 кг/м³, растекаемостью 200 мм.

Зола-унос в приведенной композиции при твердении обеспечивает расширение тампонажного камня за счет содержания в ней окислов кальция, алюминия и железа, а предлагаемое сочетание золы-уноса с дисперсно-армирующим асбестом и цементом позволяет получить эффективную расширяющуюся, деформативно устойчивую композицию. Смесь солей хлорида и сульфата натрия в композиции является одновременно расширяющей добавкой и ускорителем схватывания камня.

В таблице приведены результаты исследования данного состава по плотности, растекаемости раствора, прочности камня на изгиб и сжатие, адгезии к металлу и деформативности. Граничные содержания компонентов определяются снижением показателей качества раствора ниже значений прототипа.

Технология приготовления тампонажного раствора не отличается от известных способов получения смесей тампонажного раствора из нескольких сухих составляющих. Раствор отверждается при заданном режиме. Анализ полученных результатов (по таблице) показывает, что повышение адгезионных свойств, расширение твердеющего камня и увеличение прочности на изгиб и сжатие позволяет качественно герметизировать заколонное пространство скважины, повышая долговечность крепи.

Образцы для испытания тампонажного состава изготавливались согласно ГОСТ 26798.0-85 - ГОСТ 26798.2-85 "Цементы тампонажные. Методы испытаний" при 22-75^оС.

П р и м е р. Смесь хлорида и сульфата натрия растворяется в воде, в полученном растворе затворяется смесь цемента, золы и асбеста в соотношении, указанном в таблице. Из полученного тампонажного раствора отверждают образцы в консистометре на соответствующем режиме. Состав и показатели соответствуют таблице.

Экономический эффект от применения предлагаемого состава обусловлен снижением стоимости тампонажного раствора при высоком качестве цементирования. Кроме того, этот состав при применении решает и экологические задачи за счет утилизации отходов ТЭЦ - золы-унос.

Формула изобретения

ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ, включающий портландцемент, армирующую добавку, минеральную соль и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит золу-унос, в качестве армирующей добавки - асбест, а в качестве минеральной соли - смесь хлорида и сульфата натрия при следующем соотношении ингредиентов, мас. ч. : Портландцемент 80 - 120 зола-унос 80 - 120 Асбест 2 - 3 Смесь хлорида и сульфата натрия 1,0 - 1,5 Вода 120, причем смесь хлорида и сульфата натрия содержит компоненты в соотношении 1 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1