Комплексный реагент для тампонажных растворов

 

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при приготовлении сухих тампонажных смесей или тампонажных растворов, в первую очередь облегченных, твердеющих при низких и умеренных положительных температурах. Комплексный реагент для тампонажных растворов, включающий алюминия сульфат, дополнительно содержит алюминий гидроксид хлорид, полиалюминий гидроксид хлорид при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминий гидроксид хлорид, полиалюминий гидроксид хлорид 40-55, алюминия сульфат - 45-60. Технический результат - разработка реагента, обеспечивающего стабильные технологические свойства тампонажных растворов, регулирующего изолирующие способности и сроки схватывания. 1 табл.

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при приготовлении сухих тампонажных смесей или тампонажных растворов, в первую очередь облегченных, твердеющих при низких и умеренных положительных температурах.

Известен раствор на основе портландцемента и воды, включающий в качестве комплексного реагента гидрооксихлорид алюминия [1].

Комплексный реагент в таком растворе не обеспечивает стабильности его технологических свойств.

Наиболее близким к предложенному изобретению является тампонажный состав, содержащий цемент, добавку-реагент и воду, при этом в качестве добавки он содержит комплексный реагент, состоящий из нескольких компонентов в следующих соотношениях, мас.%: гидроксид алюминия 0,45-0,7; алюминат натрия - 0,9-1,5; сернокислый алюминий - 0,45-0,7 [2].

Недостатком комплексного реагента по прототипу также является его недостаточная способность обеспечивать стабильные технологические свойства тампонажного раствора.

Задачей изобретения является разработка реагента, обеспечивающего стабильные технологические свойства тампонажных растворов, особенно облегченных, твердеющих при низких и умеренных температурах.

Поставленная задача решается тем, что комплексный реагент для тампонажных растворов, включающий алюминия сульфат, дополнительно содержит алюминий гидроксид хлорид, полиалюминий гидроксид хлорид при следующем соотношении компонентов, мас.%: Алюминий гидроксид хлорид, полиалюминий гидроксид хлорид - 40-55 Алюминия сульфат - 45-60 Совокупность заявляемых признаков обеспечивает реагенту способность регулирования таких свойств тампонажного раствора, как изолирующая способность, необходимые сроки схватывания, стабильность по седиментации и однородности.

Тампонажный раствор, содержащий заявляемый реагент, сохраняет свою плотность (в облегченных и легких растворах), обеспечивает деформативные свойства цементного камня. Введение в состав реагента ионов SО₄ ^2- в заявляемом количестве значительно увеличивает количество эттрингита, кристаллы которого армируют гелевидные низкоосновные гидросиликаты и тем самым существенно увеличивают скорость гидратации цементных растворов, сокращая их сроки схватывания.

Анионы сильных кислот Cl^- и SО₄ ^2- оказывают коагулирующее действие на дисперсионную систему и это обеспечивает комплексному реагенту способность влиять на свойства тампонажного раствора описанным выше образом.

Комплексный реагент готовят путем механического смешивания в указанных соотношениях составляющих его компонентов. К полученному реагенту в зависимости от геотехнических условий скважины могут быть добавлены известные пластификаторы, ускорители и понизители водоотдачи в известных количествах.

Пример 1 В емкость мешалки с помощью дозатора вводят 6,0 кг сухого алюминия сульфата (ТУ 12966-85) и при постоянном перемешивании подают 4,0 кг сухого алюминия гидроксид хлорида, полиалюминий гидроксид хлорида (ТУ 6-09-05-14-56-96). Перемешивают компоненты в течение 20 минут. Полученный комплексный реагент в количестве 1% к массе цемента вводят в жидкость затворения тампонажного раствора. Готовят тампонажный раствор и испытывают его согласно существующим ОСТам и ГОСТам. В качестве вяжущего берут, например, облегченный цемент, содержащий 25% микросфер, на примере которого более показательна эффективность применения полученного реагента.

Результаты испытаний тампонажного раствора представлены в таблице 1 (опыт 1).

Пример 2 В емкость мешалки с помощью дозатора вводят 4,5 кг сухого алюминия сульфата и при постоянном перемешивании подают 5,5 кг сухого алюминия гидроксид хлорида, полиалюминия гидроксид хлорида. Перемешивают компоненты в течение 20 минут. Полученный комплексный реагент в количестве 1% к массе цемента вводят в жидкость затворения тампонажного раствора. Готовят тампонажный раствор и испытывают его согласно существующим ОСТам и ГОСТам. В качестве вяжущего берут, например, облегченный цемент, содержащий 30% микросфер.

Результаты испытаний тампонажного раствора представлены в таблице 1 (опыт 2).

Из таблицы видно, что при низких положительных температурах облегченные тампонажные растворы твердеют достаточно быстро, деформационные свойства тампонажного камня повышаются.

Несмотря на разбавленную дисперсную среду, содержащую 1,0% реагента, водоотделение остается нулевым. Раствор седиментационно устойчив.

Источники информации 1. Патент США 4381034, Е 21 В 33/138, 1983 г.

2. А.с. СССР 1728474, Е 21 В 33/13, 1990 г.

Формула изобретения

Комплексный реагент для тампонажных растворов, включающий алюминия сульфат, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий гидроксид хлорид, полиалюминий гидроксид хлорид при следующем соотношении компонентов, мас. %: Алюминий гидроксид хлорид, полиалюминий гидроксид хлорид - 40-55 Алюминия сульфат - 45-60

РИСУНКИ

Рисунок 1