Облегченная тампонажная смесь

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, к тампонажным материалам пониженной плотности и может быть использовано при цементировании скважин, осложненных наличием проницаемых, слабосвязанных и склонных к гидроразрыву пород. Облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент, торф и хлорид кальция, содержит торф фракционного состава, характеризующегося остатком на сите 5 мм не более 15 мас.%, и дополнительно карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 76-88, указанный торф 8-16, хлорид кальция 3,5-7,0, карбоксиметилцеллюлоза остальное. Технический результат - снижение степени деструкции цементного камня. 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, к тампонажным материалам пониженной плотности и может быть использовано при цементировании скважин, осложненных наличием проницаемых, слабосвязанных и склонных к гидроразрыву пород.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент, торф в виде фракции не более 0,08 мм и хлорид кальция (авторское свидетельство СССР 613083, Е 21 В 33/138, опубл. 30.06.1978, прототип).

Существенным недостатком указанной облегченной тампонажной смеси является высокая степень деструкции цементного камня, оцениваемая отношением прочности цементного камня на сжатие к прочности на изгиб, что приводит к снижению срока службы-долговечности цементной изоляции в результате воздействия внутренних напряжений (от перекристаллизации гидратных фаз) и наружных (динамических) нагрузок в процессе строительства и эксплуатации скважин.

При создании изобретения решалась задача снижения степени деструкции цементного камня.

Решение поставленной задачи достигается тем, что облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент, торф и хлорид кальция, содержит торф фракционного состава, характеризующегося остатком на сите 5 мм не более 15 мас. %, и дополнительно карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%: Портландцемент - 76 - 88 Указанный торф - 8 - 16 Хлорид кальция - 3,5 - 7,0 Карбоксиметилцеллюлоза - Остальное Приготовление облегченной тампонажной смеси может быть осуществлено как в стационарных (заводских) условиях - с помощью смесительных агрегатов различного типа, так и в условиях буровой - смешением компонентов в смесительных машинах СМН-20 в заданном соотношении. Для этого, например, через весовые дозаторы бункеров смесительного агрегата - в первом случае, или приемный бункер смесительной машины (шнековой транспортер) - СМН-20 - во втором случае, подается поочередно 82 кг портландцемента, 12 кг торфа, 5,2 кг хлорида кальция и 0,8 кг карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Для получения однородной сухой смеси в условиях буровой производится двух- или трехразовая перетарка из одной смесительной машины в другую.

Были приготовлены: 1 состав известной облегченной тампонажной смеси, включающей портландцемент ПЦТ II - 50 по ГОСТ 1581-96, торф в виде фракции не более 0,08 мм, хлорид кальция чешуированный по ГОСТ 450-77 и 6 составов согласно изобретению (три - с фракционным составом торфа, характеризующегося остатком на сите 5 мм не более 15 мас.%, и три с содержанием этой фракции 18%) с граничными и средним содержанием компонентов. Приготовление тампонажного раствора, определение плотности, растекаемости, прочности на изгиб и сжатие осуществлялось в соответствии с ГОСТ 26798.1-96 "Цементы тампонажные. Методы испытаний". Сроки схватывания определялись в соответствии с работой (Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам, М. , Недра, 1987). Температура испытаний составила 22±2^oС. Полученные результаты сведены в таблицу.

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемая облегченная тампонажная смесь с оптимальным соотношением компонентов, по сравнению с известной, характеризуется пониженной степенью деструкции (в 1,3-1,5 раза). При использовании торфа фракционного состава, характеризующегося остатком на сите 5 мм равном 18 мас.%, при затворении образуются комки или раствор имеет низкую растекаемость, не отвечающую требованиям ГОСТ 1581-96.

Формула изобретения

Облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент, торф и хлорид кальция, отличающаяся тем, что она содержит торф фракционного состава, характеризующегося остатком на сите 5 мм не более 15 мас. %, и дополнительно карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас. %: Портландцемент - 76 - 88 Указанный торф - 8 - 16 Хлорид кальция - 3,5 - 7,0
Карбоксиметилцеллюлоза - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1