Тампонажный раствор (варианты)

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к строительству нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано при изготовлении тампонажных растворов, предназначенных для крепления скважин. Тампонажный раствор, содержащий цемент, пластификатор, пеногаситель, полимерную добавку и воду, содержит в качестве полимерной добавки повторно диспергируемый латексный порошок, в качестве пластификатора - сульфированный меламинформальдегид, в качестве пеногасителя - кремнийорганическую композицию на подложке из двуокиси кремния и дополнительно гидроксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.ч: цемент - 100, гидроксиэтилцеллюлоза - 0,2-0,4, указанный пластификатор - 0,1-0,5, указанный пеногаситель - 0,2, повторно диспергируемый латексный порошок - 1-4, вода - 44. По другому варианту тампонажный раствор, содержащий цемент, пластификатор, пеногаситель, полимерную добавку и воду, содержит в качестве полимерной добавки латексную полимерную эмульсию, в качестве пластификатора - сульфированный меламинформальдегид, в качестве пеногасителя - кремнийорганическую композицию на подложке из двуокиси кремния и дополнительно гидроксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.ч: цемент - 100, гидроксиэтилцеллюлоза - 0,2-0,4, указанный пластификатор - 0,1-0,5, указанный пеногаситель - 0,2, латексная полимерная эмульсия - 2-8, вода - 40-43. Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик тампонажного раствора, в частности повышение адгезии, прочности на изгиб и сжатие, снижение водопроницаемости. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленностям, в частности к строительству нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано при изготовлении тампонажных растворов, предназначенных для крепления скважин.

Известны тампонажные материалы, содержащие цемент, пластификатор и пеногаситель (Булатов А.И., Данюшевский B.C. Тампонажные материалы. М., Недра, 1987, стр.196; Данюшевский B.C., Алиев P.M., Толстых И.Ф. Справочное руководство по тампонажным материалам, М., Недра, 1987, стр.203).

Известен расширяющийся тампонажный раствор, содержащий цемент, водно-солевой раствор и пластифицирующую и уплотняющую добавку, в качестве которой используют 15%-ный раствор лигносульфоната (патент России №2222688, Е21В 33/138, 2004). Недостатком является низкая адгезионная способность и прочность раствора.

В качестве ближайшего аналога к заявляемому техническому решению выбран тампонажный раствор (патент России №2149981, Е21В 33/138, 2000), содержащий цемент, оксиэтилцеллюлозу, добавку на основе полимерных смол и воду, в качестве добавки на основе полимерных смол он содержит меламинсодержащий продукт, а в качестве оксиэтилцеллюлозы - высоковязкие ее марки, вязкость 2%-ного раствора которых составляет не менее 6000 МПа·с, при определенном соотношении ингредиентов. Добавка в цементный тампонажный раствор меламинсодержащего продукта повышает его термостабильность, но не влияет на адгезионную способность. Кроме того, данный раствор обладает недостаточной прочностью при изгибе и сжатии, водопроницаемость его достаточно высока.

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик тампонажного раствора, в частности повышение адгезии, повышение прочности на изгиб и сжатие, снижение водопроницаемости.

Технический результат достигается тем, что тампонажный раствор, содержащий цемент, пластификатор, пеногаситель, полимерную добавку и воду, содержит в качестве полимерной добавки повторно диспергируемый латексный порошок, в качестве пластификатора - сульфированный меламинформальдегид, в качестве пеногасителя - кремнийорганическую композицию на подложке из двуокиси кремния и дополнительно гидроксиэтилцеллюлозу, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Цемент	100
Гидроксиэтилцеллюлоза	0,2-0,4
Указанный пластификатор	0,1-0,5
Указанный пеногаситель	0,2
Латексный повторно
диспергируемый порошок	1-4
Вода	44

По другому варианту изобретения тампонажный раствор, содержащий цемент, пластификатор, пеногаситель, полимерную добавку и воду, содержит в качестве полимерной добавки латексную полимерную эмульсию, в качестве пластификатора - сульфированный меламинформальдегид, в качестве пеногасителя - кремнийорганическую композицию на подложке из двуокиси кремния и дополнительно гидроксиэтилцеллюлозу, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Цемент	100
Гидроксиэтилцеллюлоза	0,2-0,4
Указанный пластификатор	0,1-0,5
Указанный пеногаситель	0,2
Латексная полимерная эмульсия	2-8
Вода	40-43

Технический результат достигается за счет введения в тампонажный раствор повторно диспергируемого латексного порошка или латексной полимерной эмульсии.

Повторно диспергируемый латексный порошок и латексная полимерная эмульсия состоят из акриловых полимеров, сополимеров винилацетата, сополимеров винилацетата и винилверсатата, сополимеров винилацетата и винилверсатата с этиленом, сополимеров винилацетата и венилверсатата с бутилакрилатом, сополимеров винилацетата и винилверсатата с акрилатом, сополимеров винилацетата и этилена, сополимеров стирола и бутилакрилатов, сополимеров бутадиена и стирола, терполимеров винилхлорида и виниллаурата с этиленом.

Подобные полимерные добавки - латексы - нашли широкое применение в строительстве для повышения адгезии строительных композиций, таких как штукатурки, стяжки, плиточные клеи и т.д.

Экспериментально установлено, что введение повторно диспергируемого латексного порошка или латексной эмульсии в раствор тампонажного цемента повышает его адгезию к породе и обсадной колонне. Изменяются свойства цементного камня - повышаются его прочность на изгиб и сжатие, снижается водо-, газопроницаемость и усадка. Контакт цементного камня с породой и материалом обсадной колонны обеспечивается за счет образования пленки полимера на границах цемент-порода и цемент-обсадная колонна, имеющей достаточно высокую адгезию к данным материалам.

Экспериментально установлено оптимальное процентное соотношение входящих в состав тампонажного раствора ингредиентов - гидроксиэтилцеллюлозы, пластификатора и пеногасителя при использовании повторно диспергируемого латексного порошка и латексной эмульсии сополимера винилацетата, винилверсатата и акрилата.

Данные экспериментальных исследований приведены в таблицах.

В таблице 1 приведены данные о составах испытуемых растворов. В таблице 2 приведены данные о свойствах испытуемых растворов, выявленных в процессе эксперимента.

Таким образом, как видно из приведенных таблиц, предлагаемое изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики тампонажного раствора.

1. Тампонажный раствор, содержащий цемент, пластификатор, пеногаситель, полимерную добавку и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве полимерной добавки повторно диспергируемый латексный порошок, в качестве пластификатора - сульфированный меламинформальдегид, в качестве пеногасителя - кремнийорганическую композицию на подложке из двуокиси кремния и дополнительно гидроксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении, мас.ч:

Цемент	100
Гидроксиэтилцеллюлоза	0,2-0,4
Указанный пластификатор	0,1-0,5
Указанный пеногаситель	0,2
Повторно диспергируемый латексный порошок	1-4
Вода	44

2. Тампонажный раствор, содержащий цемент, пластификатор, пеногаситель, полимерную добавку и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве полимерной добавки латексную полимерную эмульсию, в качестве пластификатора - сульфированный меламинформальдегид, в качестве пеногасителя - кремнийорганическую композицию на подложке из двуокиси кремния и дополнительно гидроксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении, мас.ч:

Цемент	100
Гидроксиэтилцеллюлоза	0,2-0,4
Указанный пластификатор	0,1-0,5
Указанный пеногаситель	0,2
Латексная полимерная эмульсия	2-8
Вода	40-43