Состав для изоляции пластов, ликвидации поглощений и цементирования скважин

 

Сущность изобретения: состав содержит мас.%: цемент 28,8 - 43,7, отход производства цемента из кальциево - магнезиального известняка - цементная пыль, улавливаемая электрофильтрами из отходящих газов 6,1 - 14,1, глинопорошок 4,0 - 19,1, полиэлектролит катионного типа ВПК - 402 на основе четвертичных аммониевых оснований 0,2 - 0,5 и вода - остальное. Растворяют в воде ВПК - 402. Полученным раствором затворяют цемент, цементную пыль и глинопорошок. Характеристика состава: получают облегченный раствор, образующий камень с высокими прочностными и изолирующими свойствами за счет высокого коэффициента расширения и низкой проницаемости. 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при креплении скважин, изоляции пластов и ликвидации аварий, связанных с поглощением или проявлением пластовых флюидов.

Известен расширяющийся тампонажный состав, содержащий, мас.%: белый шлам переработки высокосиликатных глиноземсодержащих руд 4-8, сульфатсодержащий компонент 2-5, шлаковый компонент 10-15 и портландцементный клинкер - остальное [1] . Недостатком известного состава является значительная гидрофобность (из-за присутствия высокосиликатных и шлаковых компонентов), что не дает возможности повысить В/Ц-фактор и снизить плотность раствора. Положительное качество известного состава - высокий коэффициент расширения - превращается в отрицательное, т.к. при высокой плотности легко может произойти смятие колонны вследствие неравномерности напряжения в системе стенка скважины - тампонажный камень - обсадная колонна.

Известен также состав, содержащий расширяющийся тампонажный материал, включающий, мас.%: портландцемент 100; компонент, содержащий более 45% СаО 5-20; хроматный шлам 6-12, при этом в качестве известьсодержащего компонента используется твердый остаток содового производства [2]. Недостатком известного состава является его высокая плотность и неравномерность напряжения в системе стенка скважины - тампонажный камень - обсадная колонна, которая может возникнуть из-за нарушения пропорции между компонентами.

Технический результат изобретения - увеличение коэффициента расширения тампонажного камня при сохранении его прочностных и изолирующих характеристик.

Состав для изоляции пластов, ликвидации поглощений и цементирования скважин, включающий цемент, компонент, содержащий более 45% окиси кальция, добавку и воду, дополнительно содержит полиэлектролит катионного типа ВПК-402 на основе четвертичных аммониевых оснований, в качестве компонента, содержащего более 45% окиси кальция - отход производства цемента из кальциево-магнезиального известняка - цементную пыль, улавливаемую электрофильтрами из отходящих газов, а в качестве добавки - глинопорошок, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цемент 28,8-43,7 Отход производства цемента из кальциево- магнезиального изве- стняка - цементная пыль, улавливаемая электро- фильтрами из отходящих газов 6,1-14,1 Глинопорошок 4,0-19,1 Полиэлектролит катион- ного типа ВПК-402 на осно- ве четвертичных аммони- евых оснований 0,2-0,5 Вода Остальное
В работе применялись следующие реагенты:
цемент по ГОСТ 1581-85;
пыль-цемент или цементная пыль, улавливаемая электрофильтрами из отходящих газов - отход производства цемента из кальциево-магнезиального известняка Стерлитамакского цементного завода с содержанием по паспорту от 05.02.91 г, мас.%: глинистая фаза 10,7
свободная окись кальция 87,3
глинопорошок бентонитовый по качеству соответствует требованиям ТУ 39-043-74;
реагент ВПК-402 "Водорастворимый полиэлектролит катионный" марки 402 по качеству соответствует требованиям по ТУ 6-05-2009-86. Выпускается Стерлитамакским ПО "Каустик". В работе использован реагент с содержанием основного вещества 40%, с вязкостью 2,1 мПа ˙ с, рН 5-8. Использование его в качестве реагента, увеличивающего гидрофильность тампонажного раствора, неизвестно.

Технология приготовления предлагаемого состава состоит в затвердении цемента, цементной пыли и глинопорошка в воде, в которой предварительно растворен реагент ВПК-402.

П р и м е р 1. Готовят 1000 г раствора, содержащего: Цемент 28,8% (288,0 г) Цементная пыль 14,1% (141,0 г)
ВПК-402 (на сухое вещество) 0,5% (5 г или
12,5 мл концен-
трата) Глинопорошок 19,1% (191,0 г) Вода 367,5 мл
Свойства полученного раствора: В/Ц 0,60 Плотность, кг/м³ 1753 Растекаемость, см 25
Сроки схватывания, час-мин,
начало 0-11
конец 0-10
Параметры камня через 30 сут: прочность на сжатие, МПа 19,2; сила сцепления с металлом МПа 8,36; коэффициент расширения, 17,9; падение давления при испытаниях воздухом, МПа 0,00.

П р и м е р 2. Готовят 1000 г раствора, содержащего: Цемент 38,0% (320 г) Цементная пыль 10,2 (102 г) Реагент ВПК-402 0,3% (3 г или
7,5 мл концен-
трата) Глинопорошок 8,5% (85,0 г) Вода 43% (422,5 мл)
(430-(7,5-3))
Параметры полученного раствора: В/Ц 0,75 Плотность, кг/м³ 1647 Растекаемость, см 28
Сроки схватывания, час/мин
начало 1-04
конец 4-00
Параметры камня через 30 сут: Прочность на сжа- тие, МПа 18,2 Сила сцепления с метал- лом, МПа 7,43
Коэффициент расши- рения, % 16,7
Падение давления
при испытаниях возду- хом, МПа 0,00
П р и м е р 3. Готовят 1000 г раствора, содержащего: Цемент 43,7% (437,0 г) Цементная пыль 6,1% (61,0 г) Глинопорошок 4,0% (40,0 г) Реагент ВПК-402 (0,2% (2 г, 5 мл
концентрата) Вода 46,0% (457 мл).

Параметры полученного раствора: В/Ц 0,85 Плотность, кг/м³ 1591 Растекаемость, см 30
Сроки схватывания, час-мин
начало 2-45
конец 8-40.

Параметры камня через 30 сут:
Прочность на сжа- тие, МПа 10,8
Сила сцепления с метал- лом, МПа 4,20
Коэффициент расши- рения, % 12,9
Падение давления при
испытаниях воз- духом, МПа 0,00
Остальные параметры приведены в таблице.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения дает возможность получить облегченный тампонажный раствор, образующий камень с высокими прочностными и изолирующими свойствами за счет высокого коэффициента расширения и низкой проницаемости, а все это вместе создает равномерно напряженный контакт в системе стенка скважины - цементный камень - обсадная колонна и позволяет при помощи предлагаемого состава создать объективные условия, исключающие аварийное смятие колонны.

Формула изобретения

СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТОВ, ЛИКВИДАЦИИ ПОГЛОЩЕНИЙ И ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий цемент, компонент, содержащий более 45% окиси кальция, добавку и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиэлектролит катионного типа ВПК-402 на основе четвертичных аммониевых оснований, в качестве компонента, содержащего более 45% окиси кальция - отход производства цемента из кальциево-магнезиального известняка - цементную пыль, улавливаемую электрофильтрами из отходящих газов, а в качестве добавки - глинопорошок при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Цемент 28,8 - 43,7
Отход производства цемента из кальциево-магнезиального известняка - цементная пыль, улавливаемая электрофильтрами из отходящих газов 6,1 - 14,1
Глинопорошок 4,0 - 19,1
Полиэлектролит катионного типа ВПК-402 на основе четвертичных аммониевых оснований 0,2 - 0,5
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1