Расширяющаяся добавка для тампонажного материала

Авторы патента:

C09K8/467 - Материалы для различного использования, не отнесенные к другим подклассам

Владельцы патента RU 2342416:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" (RU)

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может найти применение при их цементировании. Расширяющаяся добавка содержит сланцевую золу и дополнительно водорастворимый реагент, содержащий «Крепь» и карбоксиметилцеллюлозу в соотношении 1,68:1,0, или «Крепь» и трибутилфосфат в соотношении 4,3:1,0, или «Крепь» и нитрилотриметилфосфоновую кислоту в соотношении 11,0:1,0, или пластификатор С-3 и сульфацелл в соотношении (4,3-7,8):1,0, при следующем соотношении компонентов, мас.%: сланцевая зола 83,3-98,4, указанный реагент 1,6-16,7. Технический результат - регулирование расширения тампонажного материала, увеличение показателей его расширения, прочности цементного камня на изгиб и сжатие и времени загустевания цемента. 1 табл.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может найти применение при их цементировании.

Известна добавка для тампонажного материала, содержащая высокоалюминатную золу-унос, содержащую не менее 18 мас.% оксида алюминия (SU 1838582 A3, 1993).

Недостатком известной добавки для тампонажного материала является расширение содержащей ее тампонажной системы до ее доставки в скважину и недостаточная прочность получаемого цементного камня.

Известна расширяющаяся добавка для тампонажного материала, содержащая золу-унос от сжигания каменных или бурых углей и/или от сжигания горючих сланцев или отвальную золу от сжигания тех же видов топлива с содержанием в ней SiO₂ не менее 35 мас.% и Al₂О₃ не менее 17 мас.%, что определяет ее активность, то есть способность взаимодействовать со свободным оксидом кальция, содержащимся в портландцементом клинкере и гипсе (см. RU 2120025 А, 1999).

Недостатком такой добавки для тампонажного материала является также его расширение до доставки в скважину, так как при перемешивании и при повышении температуры в процессе подачи в скважину величина его расширения понижается, повышается контракция и, следовательно, получаемый цементный камень обладает низкими прочностными характеристиками.

Задачей, поставленной перед изобретением, является регулирование с помощью добавки расширения тампонажного материала во времени, уменьшение контракционного эффекта тампонажного раствора.

Поставленная задача решается тем, что расширяющаяся добавка для тампонажного материала, содержащая сланцевую золу, дополнительно содержит водорастворимый реагент, содержащий состав серии «Крепь» и карбоксиметилцеллюлозу в соотношении 1,68:1,0, или состав серии «Крепь» и трибутилфосфат в соотношении 4,3:1,0, или состав серии «Крепь» и нитрилотриметилфосфоновую кислоту в соотношении 11,0:1,0, или пластификатор С-3 и сульфацелл в соотношении 4,3-7,8:1,0, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

сланцевая зола	83,3-98,4
реагент	1,6-16,7

Пластификатор С-3 описан в ТУ 5870-005-58042865-05, а сульфацелл в ТУ 2231-013-32957739-01. Количество компонентов в смеси определяется геолого-техническими характеристиками скважины.

Состав серии «Крепь» на основе средних солей алюминия гидратной формы выбирается и готовится в зависимости от геолого-технических условий скважины по ТУ 2231-233-00147001-2001.

Технический результат регулирования расширения тампонажного материала во времени достигается за счет взаимодействия водорастворимого реагента с оксидом кальция, содержащимся в сланцевой золе и портландцементе с образованием гелеобразных соединений, которые снижают контракционный эффект и удерживают расширение тампонажного материала на одном уровне до тех пор, пока он не будет доставлен в скважину, где образует качественный цементный камень.

Расширяющуюся добавку для тампонажного материала получают смешиванием компонентов.

Пример 1.

Смешивали 8,33 кг (83,3 мас.%) сланцевой золы, полученной при сжигании сланца для изделий из газобетона по стандарту ЕЕ 01003682, ST 2:97 и 1,67 кг (16,7 мас.%) реагента «Крепь». Полученную добавку смешивали со 100 кг цемента марки ПЦТ, полученную сухую смесь затворяли 38 л воды. Полученный тампонажный раствор испытывали по существующим ОСТам и ГОСТам. Результат испытаний см. в табл.1, опыт 2.

Пример 2.

Смешивали 96,8 мас.% сланцевой золы из примера 1, 2,6 мас.% (4,3) пластификатора С-3 и 0,6 мас.% (1) сульфацелла. Полученную добавку смешивали со 100 кг цемента марки ПЦТ, затворяли смесь 40 л воды. Результаты испытаний полученного тампонажного раствора и цемента см. в табл.1, опыт 3.

Пример 3.

Смешивали 98,4 мас.% сланцевой золы из примера 1, 1,3 мас.% (4,3) реагента «Крепь» и 0,3 мас.% (1) трибутилфосфата (ТБФ). Полученную добавку смешивали со 100 кг цемента марки ПЦТ, затворяли смесь 40 л воды. Результаты испытаний полученного тампонажного раствора и цемента см. в табл.1, опыт 4.

Пример 4.

Смешивали 97,6 мас.% сланцевой золы из примера 1, 2,2 мас.% (11) реагента «Крепь» и 0,2 мас.% (1) нитрилотриметилфосфоновой кислоты (НТФ). Полученную добавку смешивали со 100 кг цемента марки ПЦТ, затворяли смесь 40 л воды. Результаты испытаний см. табл.1, опыт 5.

Пример 5.

Смешивали 94,9 мас.% сланцевой золы из примера 1, 3,2 мас.% (1,68) реагента «Крепь» и 1,9 мас.% (1) карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Полученную добавку смешивали со 100 кг цемента марки ПЦТ, затворяли смесь 40 л воды. Результаты испытаний см. табл.1, опыт 6.

Пример 6.

Смешивали 96,7 мас.% сланцевой золы из примера 1, 3,3 мас.% реагента «Крепь». Полученную добавку смешивали со 100 кг цемента марки ПЦТ, затворяли 40 л воды. Результаты испытания полученного тампонажного раствора и цемента см. в табл.1, опыт 7.

Пример 7.

Смешивали 94,7 мас.% сланцевой золы из примера 1, 4,7 мас.% (7,8) пластификатора С-3 и 0,6 мас.% (1) сульфацелла. Полученную добавку смешивали со 100 кг цемента марки ПЦТ, затворяли 40 л воды. Результаты испытаний полученного тампонажного раствора и цемента см. в табл.1, опыт 8.

Из таблицы видно, что при сравнении тампонажного материала, содержащего расширяющуюся добавку заявляемого состава (опыты 2-8) с известным (опыт 1), наблюдается заметное увеличение показаний расширения тампонажного раствора, прочности цементного камня на изгиб и сжатие и увеличение времени загустевания цемента.

Таблица 1
Результаты испытаний цементов и растворов, содержащих расширяющуюся добавку заявляемого состава. Температура применения 22-100°С по статике, 22-75°С по динамике
№ п/п	Состав тампонажного материала, кг	В/Т	Д, см	ρ, г/см³	Водоотделение, %	Сроки схватывания, ч-мин	Время загустевания, мин	Прочность	Адгезия, МПа	Расширение, %
начало	конец	σ_тзг, МПа	σ_сж, МПа	условия твердения
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1.	ПЦТ - 66	0,38	20,5	1,96	1,0	6-30	7-40	500	4,8	14,9	22°С	3,0	0,4
	Гипс - 4										48 ч
	Зола - 30
2.	ПЦТ - 100	0,38	19,5	1,96	0	6-00	7-00	200	6,8	21,2	22°С	4,2	0,8
	Зола - 8,33										48 ч
	Крепь- 1,67
3.	ПЦТ - 100	0,4	29	1,954	0	4-50	5-50	100	6,7	18,4	75°С	4,6	1,5
	Зола - 9,68							Т=75°С			24 ч
	СЗ - 0,26							Р=30 МПа
	Сульфац. - 0,06
4.	ПЦТ - 100	0,4	27	1,95	0	6-40	7-30	141	8,0	25,9	65°С	3,6	2,5
	Зола - 9,84					Т=65°С				24 ч
	Крепь - 0,13					5-25	6-00	120	9,3	29,0	75°С	3,2	1,5
	ТБФ - 0,03					Т=75°С				24 ч
5.	ПЦТ - 100	0,4	29	1,954	0	5-20	6-10	87	6,5	17,8	75°С	3,5	2,0
	Зола - 9,76							Т=75°С			24 ч
	Крепь - 0,22							Р=30 МПа
	НТФ - 0,02
6.	ПЦТ - 100	0,4	26,5	1,95	0	6-35	7-05	130	5,05	18,7	75°С	3,18	1,6
	Зола - 9,49							Т=75°С			24 ч
	Крепь - 0,32							Р=30 МПа
	КМЦ - 0,19
7.	ПЦТ - 100	0,4	23,5	1,958	0	5-00	5-35	178	5,9	19,7	Т=22°С	4,0	0,6
	Зола - 9,67							Т=22°С			48 ч
	Крепь - 033							Р=15 МПа
8.	ПЦТ - 100	0,4	25	1,945	0	6-40	7-20	171	9,5	32,6	Т=75°С	3,2	1,5
	Зола - 9,47							Т=75°С			24 ч
	С-3 - 0,47							Р=30 МПа
	Сульф - 0,06

Расширяющаяся добавка для тампонажного материала, содержащая сланцевую золу, отличающаяся тем, что дополнительно содержит водорастворимый реагент, содержащий «Крепь» и карбоксиметилцеллюлозу в соотношении 1,68:1,0, или «Крепь» и трибутилфосфат в соотношении 4,3:1,0, или «Крепь» и нитрилотриметилфосфоновую кислоту в соотношении 11,0:1,0, или пластификатор С-3 и сульфацелл в соотношении (4,3-7,8):1,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сланцевая зола	83,3-98,4
реагент	1,6-16,7

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к повышению нефтеотдачи неоднородных по проницаемости заводненных пластов. .

Способ разработки обводненной нефтяной залежи с неоднородными по проницаемости пластами // 2341651

Способ регулирования разработки неоднородного нефтяного пласта (варианты) // 2341650

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к повышению нефтеотдачи неоднородных по проницаемости, заводненных нефтяных пластов путем регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

Удаление водной преграды углеводородной жидкой системой на основе поверхностно-активного вещества // 2341646

Изобретение относится к удалению воды из ближайшей к стволу скважины части подземной формации, содержащей сырую нефть. .

Способ бурения твердой породы при помощи буровой туннелепроходческой машины // 2341642

Изобретение относится к способу бурения туннеля в твердой породе. .

Состав тампонирующего действия и способ его получения // 2341624

Изобретение относится к средствам, используемым в строительстве и добыче полезных ископаемых, например:- для ликвидации протечек в материалах минерального происхождения (гидроизоляции швов между блоками, стеновыми панелями, трубами хозяйственно-питьевого водоснабжения и канализации; цементирования нефтяных и газовых скважин; остановки водопритока сквозь трещины в породе в шахтах); - для быстрого крепления элементов строительных конструкций (фиксации анкерных болтов, элементов декора);а именно к разработке нового состава тампонирующего действия, представляющего собой смесь на основе минерального вяжущего и расширяющейся добавки.

Способ приготовления гелеобразующего состава для ограничения водопритока и регулирования проницаемости пласта // 2340762

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам получения гелеобразующих составов для ограничения водопритока и регулирования проницаемости пластов.

Разделение твердое-жидкость глинистых растворов на масляной основе // 2340759

Изобретение относится к способу достижения разделения твердое-жидкость глинистого раствора на масляной основе, включающему стадии контактирования указанного глинистого раствора на масляной основе с эмульсией масло-в-воде, включающей полимер, полученный из по меньшей мере одного водорастворимого мономера, где указанный полимер не является растворенным перед контактом с указанным глинистым раствором на масляной основе, смешения эмульсии масло-в-воде и глинистого раствора на масляной основе и отделения твердой фазы от жидкой фазы глинистого раствора на масляной основе.

Реагент для тампонажного раствора // 2340649

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к реагентам для тампонажного раствора, и может найти применение при ликвидации негерметичности обсадной колонны скважины.

Тампонажный материал для ремонтно-изоляционных работ в скважине // 2340648

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для проведения ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах. .

Способ получения реагента для повышения нефтеотдачи пласта и способ разработки нефтяного месторождения // 2342417

Изобретение относится к разработке обводненной неоднородной залежи нефти, в том числе в условиях высоких температур

Нефтевытесняющий реагент для неоднородных обводненных пластов // 2342418

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи карбонатных и терригенных заводненных неоднородных пластов в условиях предельной обводненности на поздних стадиях разработки нефтяных месторождений

Состав для обработки призабойной зоны низкопроницаемых коллекторов // 2342419

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения продуктивности добывающих скважин низко- и среднепроницаемых коллекторов высокотемпературных пластов нефтяных месторождений

Способ изготовления магнийсиликатных проппантов // 2342420

Изобретение относится к производству проппантов, предназначенных для использования в нефтедобывающей промышленности при добыче нефти методом гидравлического разрыва пласта

Частицы материала, содержащие термопластичный эластомер, и способы их получения и использование // 2344040

Буровой раствор // 2344152

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а именно к буровым растворам для вскрытия продуктивного пласта-коллектора

Буровой раствор // 2344153

Буровой раствор без твердой фазы // 2344154

Изобретение относится к области горного дела, а именно к буровым растворам на водной основе без твердой фазы для бурения нефтяных и газовых скважин

Проппант на основе алюмосиликатов, способ его получения и способ его применения // 2344155

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения смыкания трещин при проведении гидравлического разрыва продуктивных нефтяных пластов

Проппант и способ повышения производительности скважины // 2344156

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения смыкания трещин применением расклинивающих гранул - проппантов при проведении гидравлического разрыва продуктивных нефтяных пластов