Расширяющийся тампонажный материал

Настоящее изобретение относится к расширяющемуся тампонажному материалу и может найти применение при заводском изготовлении готовых к применению сухих тонкомолотых тампонажных материалов, необходимых для изоляции зон поглощений в процессе бурения, для капитального ремонта и цементирования скважин различного назначения. Расширяющийся тампонажный материал содержит, мас.%: бездобавочный тампонажный портландцемент 35-55, глину, термообработанную при 900-1000°С, с удельной поверхностью 400-600 м²/кг 40-60, полуводный гипс 2-3, сульфонат 0,01-005, винную кислоту 0,01-0,05, формиат натрия 0,01-0,45, сульфацелл 0,3-0,5. Технический результат - снижение водоотдачи, повышение седиментационной устойчивости. 2 табл.

 

Изобретение относится к расширяющемуся тампонажному материалу с регулируемой плотностью раствора и низкой водоотдачей и может быть использовано при заводском изготовлении готовых к применению сухих тонкомолотых тампонажных материалов, необходимых для изоляции зон поглощений в процессе бурения, для капитального ремонта и цементирования скважин различного назначения.

Известен расширяющийся тампонажный материал пониженной плотности, включающий, мас.%: портландцемент 100; расширяющуюся добавку 5-7; технические лигносульфонаты 0,01-0,25; триэтаноламин 0,01-0,06; смолу нейтрализованную воздухововлекающую 0,005-0,1; гипс 0-6. Расширяющийся тампонажный материал может содержать в качестве расширяющейся добавки по крайней мере один компонент из группы: глиноземистый цемент, алюмокальциевый шлак, сульфоалюминаты кальция, сульфоферриты кальция (RU 2192539 опубл. 10.11.2002).

Известен тампонажный материал, содержащий бездобавочный тампонажный портландцемент, гипс и сульфацелл (RU 2301823, опубл. 27.06.2007).

Известен тампонажный материал, содержащий цемент, сульфонат, сульфацелл. (US 3i 32693, опубл. 12.05.1964).

Наиболее близким из аналогов является расширяющийся тампонажный материал, содержащий, мас.%: бездобавочный тампонажный цемент 49-74,9, сульфоалюминатно-известковый спек 5-20, абиетат натрия 0,1-1,0, термообработанную при 700-900°С глину 20-30.(RU 2204694, опубл. 20.05.2003).

Целью настоящего изобретения является обеспечение регулирования плотности тампонажного раствора и величины расширения образующегося тампонажного камня, снижение водоотдачи, регулирование сроков схватывания и повышение седиментационной устойчивости тампонажного раствора.

Поставленная цель достигается за счет того, что расширяющийся тампонажный материал, включающий бездобавочный тампонажный портландцемент и глину термообработанную, содержит глину, термообработанную при 900-1000°С, с удельной поверхностью 400-600 м²/кг и дополнительно гипс полуводный, сульфацелл, сульфонат, винную кислоту, формиат натрия при следующем соотношении, мас.%.:

Бездобавочный тампонажный портландцемент	35-55
Указанная глина	40-60
Полуводный гипс	2-3
Сульфонат	0,01-0,05
Винная кислота	0,01-0,05
Формиат натрия	0,01-045
Сульфацелл	0,3-0,5

Пример осуществления изобретения

Для приготовления тампонажного материала используют:

Тампонажный портландцемент бездобавочный по ГОСТ 1581-96

Глина - месторождение Биклянский разрез

Полуводный гипс марки Г-5, Г-7

Сульфонат по ТУ 2481-237-05763458-98

Винная кислота ГОСТ 5817-77

Формиат натрия ТУ 2432-011-00203803-98

Сульфацелл-гидроксиэтицеллюлоза по ТУ 6-55-22-1210-91

Порошкообразные компоненты - полуводный гипс, сульфонат, винная кислота, формиат натрия, сульфацелл в совокупности образуют комплексную добавку к основным компонентам - бездобавочному тампонажному портландцементу и указанной глине, меняющуюся по дозировкам в зависимости от горно-геологических условий применения тампонажного материала. Изготавливается комплексная добавка в условиях завода сухих смесей с использованием весовых дозаторов и смесителя.

Расширяющийся тампонажный материал с регулируемой плотностью раствора и низкой водоотдачей также изготавливается в условиях завода сухих смесей с использованием весовых дозаторов и смесителя, при этом приготовленная комплексная добавка смешивается с бездобавочным тампонажным портландцементом и обожженной при температуре 900-1000°С глиной с удельной поверхностью 400-600 м²/кг. Соотношение компонентов вышеуказанного тампонажного материала изменяется в заявленном диапазоне в зависимости от горно-геологических условий применения (забойная температура, состав жидкости затворения, давление по стволу скважины и др.).

Из полученного тампонажного материала готовят раствор с соответствующей жидкостью затворения при водосмесевом отношении (0,65-0,7) и нагнетают в скважину.

Составы и свойства полученного раствора и физико-механические свойства образующегося камня приведены в табл.1 и 2. Из табл.2 следует, что полученный по изобретению тампонажный материал обеспечивает возможность регулирования плотности раствора и величины расширения образующегося камня в широком диапазоне при изменении интенсивности гидродинамической активации (перемешивания). При изменении интенсивности перемешивания от 60 об/мин до 4000 об/мин плотность меняется в диапазоне от 1,7 кг/см³ до 1,45 кг/см³, время перемешивания раствора составляет 3 мин. В качестве жидкости затворения при приготовлении тампонажного раствора используются вода пресная, вода соленая с различной плотностью, вода минерализованная из скважин с различной плотностью, вода морская и т.п.

Таблица 1
№ состава/ компоненты, мас.%	1	2	3
Бездобавочный тампонажный портландцемент	50	50	50
Глина термообработанная	46, 63	46, 42	46, 39
Полуводный гипс	3	3	3
Сульфонат	0,03	0,02	0,03
Винная кислота	0,02	0,03	0,03
Формиат натрия	0,02	0,03	0,02
Сульфацелл	0,3	0,5	0,5
Примечание: время перемешивания тампонажного раствора составляло 3 мин;
состав 1 затворяют на пресной воде;
состав 2 - затворяют пресной водой;
состав 3- затворяют минерализованной водой;
глина термообработанна при 950°С с удельной поверхностью 600 м2/кг.

Расширяющийся тампонажный материал, включающий бездобавочный тампонажный портландцемент, глину термообработанную, отличающийся тем, что он содержит глину, термообработанную при 900-1000°С, с удельной поверхностью
400-600 м²/кг и дополнительно полуводный гипс, сульфонат, винную кислоту, формиат натрия, сульфацелл при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бездобавочный тампонажный портландцемент	35-55
Указанная глина	40-60
Полуводный гипс	2-3
Сульфонат	0,01-0,05
Винная кислота	0,01-0,05
Формиат натрия	0,01-0,45
Сульфацелл	0,3-0,5