Облегчённая тампонажная композиция

Изобретение может найти применение в газовой и нефтяной промышленности при цементировании обсадных колонн эксплуатационных и глубоких разведочных скважин, при наличии в разрезе горных пород, склонных к гидроразрыву. Технический результат – снижение плотности тампонажного раствора, приготовленного из композиции, до уровня, исключающего гидроразрыв пород, при прочности сформированного цементного камня на уровне и выше прочности цементного камня из бездобавочного портландцемента. Облегченная тампонажная композиция содержит, мас.%: портландцемент – 50-70, измельчённый и прокалённый при 500°С природный опал – остальное. 1 табл.

 

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности и может найти применение при цементировании обсадных колонн эксплуатационных и глубоких разведочных скважин, при наличии в разрезе горных пород, склонных к гидроразрыву.

Известны облегченные тампонажные композиции и тампонажные растворы на их основе, включающие портландцемент, и облегчающие добавки в виде глинопорошков [1, 2]. Использование этих добавок позволяет получить облегченный тампонажный раствор плотностью до 1,4 г/см3. Однако физико-механические показатели цементного камня, сформированного из этого раствора, существенно хуже свойств цементного камня, сформированного из чистого портландцемента.

Известны также тампонажные композиции и тампонажные растворы на их основе, включающие портландцемент и стеклянные микросферы, позволяющие получить тампонажный раствор плотностью до 1,3 г/см3 [3, 4]. Однако и в этом случае свойства цементного камня хуже, чем свойства камня из чистого портландцемента.

Известны тампонажные композиции, в которых в качестве облегчающей добавки используют различные природные минералы и горные породы с низкой плотностью [5], которые имеют тот же недостаток - низкую прочность сформированного цементного камня.

Известен тампонажный цемент, получаемый на основе портландцемента и трепела в соотношении 60:40 по массе [5]. Трепел является рыхлой осадочной тонкодисперсной опаловой породой с примесями глины, глауконита, кварца и полевых шпатов, содержащей также щелочные и щелочно-земельные катионы. При его использовании не удается получить цементный камень с прочностью, равной или выше прочности цементного камня, формируемого из чистого портландцемента.

Наиболее близким по составу заявляемой тампонажной композиции является патент США [6], в котором предлагается проницаемый цементный камень (бетон), формируемый при заканчивании нефтяной скважины креплением. В составе тампонажной композиции, применяемой для приготовления тампонажного раствора по этому патенту, имеется портладцемент и пуццолан в соотношении по весу 1:0,1-0,4. Причем одним из вариантов эквивалентной замены пуццолана предлагается чистый (мономинеральный) опал. Основным недостатком предлагаемой тампонажной композиции по прототипу является низкая прочность на сжатие формируемого на ее основе цементного камня (бетона) менее 7 МПа даже при 17 днях его твердения.

Целью настоящего изобретения является повышение прочности формируемого из облегченной тампонажной композиции цементного камня до уровня не ниже прочности камня, формируемого из бездобавочного портландцемента.

Поставленная цель достигается применением в композиции, в качестве облегчающей добавки в портландцемент, измельченного до крупности минус 80 микрон, прокаленного при 500°С природного мономинерального опала, при содержании добавки от 30 до 50% по массе. В отличие от измельченного мономинерального опала, не подвергнутого темообработке, прокаленный при 500°С мономинеральный опал обладает высокой кислотной химической активностью по отношению к портландцементу, имеющему основные свойства. В результате этого, при формировании цементного камня образуются игольчатые кристаллы волластонита, которые повышают прочность цементного камня. При использовании в композиции мономинерального опала без термообработки, в тех же соотношениях, волластонит не образуется и прочность формируемого из него цементного камня ниже, чем у бездобавочного исходного портландцемента.

Результаты сравнения физико-химических свойств цементов из предлагаемой композиции и композиции по прототипу, а также данные по исходному портландцементу приведены в таблице 1 как средние величины по трем измерениям. В качестве заявляемой добавки и добавки прототипа использовался мономинеральный опал Мирнинского месторождения (Томская область). В качестве исходного цемента в композициях и бездобавочного применялся лежалый цемент ПЦТ I-G. Помол опала проводили сначала в щековой дробилке, а затем в шаровой мельнице до крупности минус 80 микрон. У измельченного таким способом опала была измерена удельная поверхность по Блейну на приборе ПСХ-11А. Она оказалась равной 290 квадратных метров на килограмм. Часть измельченного опала дополнительно прокаливали при температуре 500°С в муфельной печи. Смешивание портландцемента и добавок выполняли в шаровой мельнице. Чтобы исключить влияние на достигаемые результаты по прочности цементного камня дополнительного измельчения компонентов на этапе смешивания, шаровую мельницу загрузили легкими шарами из агата и сократили время смешивания до 10 минут на минимальных оборотах барабана шаровой мельницы. Отсутствие дополнительного измельчения на этапе смешивания подтверждено измерениями удельной поверхности смешиваемых компонентов и готовой композиции по методу Блейна с использованием прибора ПСХ-11А. Затворение водой облегченных не термообработанным и прокаленным опалом композиций и бездобавочного цемента выполняли с водоцементным отношением, равным 0,5. Приготовление цементного теста и испытания сформированных образцов проводили в соответствии с ГОСТ 26798.1-96.

Таблица хорошо иллюстрирует достижение поставленной цели с использованием в качестве добавки прокаленного при 500°С опала и невозможность достижения ее при применении не термообработанного опала.

Таким образом, применение в качестве добавки мономинерального опала, прокаленного при температуре 500°С, обеспечивает новизну и полезность предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом и другими аналогами.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Авторское свидетельство СССР №212914, МПК Е21В, опубл. 12.03.1968.

2. Авторское свидетельство СССР №480827, МПК Е21В 33/138, опубл. 15.02.78, бюллетень №6.

3. Вяхирев В.И., Ипполитов В.В., Леонов Е.Г. и др. Облегчающая добавка к тампонажным растворам. // Газовая промышленность. М.: Изд. "Газ-Ойль Пресс-Сервис". - 1997. - 6. - С. 21-24.

4. Патент 2141026 РФ, МПК 6 Е21В 33/138. Облегченный тампонажный раствор. - Заявл. 08.07.1997, 97111567/03. Опубл. 10.11.99. Бюл. 31.

5. Трусов С.Б. Легкие и облегченные тампонажные цементы, М., ВНИИОЭНГ, 1990. с.62.

6. Patent US 2786531 A1, 26.03.1957 (прототип).

Облегченная тампонажная композиция, включающая портландцемент и облегчающую добавку – мономинеральный опал отличающаяся тем, что в качестве добавки используют мономинеральный опал, предварительно измельчённый до крупности менее 80 мкм и прокалённый при 500°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент 50-70
указанный мономинеральный опал остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к реагентам для изоляции водопритоков в добывающих скважинах и блокады обводненных пластов в нагнетательных скважинах с целью повышения нефтеотдачи.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при заканчивании скважин для повышения продуктивности пласта, сложенного карбонатными коллекторами с трудноизвлекаемыми запасами нефти.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для снижения интенсивности притока воды в скважину. Технический результат - упрощение способа и повышение его экономической эффективности.

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к способам повышения продуктивности эксплуатационных скважин подземных хранилищ газа и снижения водонасыщенности призабойной зоны пласта с использованием физико-химических методов воздействия на пласт-коллектор.

Изобретение относится к газодобывающей промышленности, в частности к сухим смесям для приготовления состава для селективной водоизоляции в газовом пласте. Сухая смесь для приготовления состава для селективной водоизоляции в газовом пласте содержит, мас.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к составам для ограничения водопритока в добывающей скважине, и может найти применение для выравнивания профиля приемистости нагнетательной скважины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности кислотной обработки карбонатных нефтяных коллекторов.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к тампонажным смесям, и может быть использовано при одноступенчатом цементировании протяженных (более 2500 м) обсадных колонн, перекрывающих интервалы проницаемых пластов и пластов с низкими градиентами гидроразрыва при нормальных, умеренных и повышенных температурах.

Изобретение относится к горной и нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом и ремонтно-изоляционных работах в тоннелях, нефтяных и газовых скважинах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для проведения ремонтно-изоляционных работ (РИР) в скважинах. Способ ремонтно-изоляционных работ в скважинах включает приготовление и закачивание в скважину водоизоляционной композиции, содержащей, мас.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин, и направлено на увеличение нефтеотдачи месторождений с карбонатными и терригенными коллекторами с повышенным содержанием карбонатов.

Изобретение относится к буровым растворам, используемым при бурении нефтяных скважин. Технический результат - повышение технологической эффективности бурового раствора и повышение качества вскрытия продуктивных терригенных коллекторов нефти и газа.

Настоящее изобретение относится к способам и композициям для ингибирования коррозии металлов, конкретно нержавеющих и дуплексных сталей. Коррозия металлических трубопроводов составами ингибиторов гидратообразования, в частности локализованная коррозия, уменьшается, когда состав ингибитора гидратообразования содержит эффективное количество по меньшей мере одной гидроксикислоты или эквивалента, выбранной из группы, состоящей из гидроксикислот, имеющих от 2 до 20 атомов углерода и по меньшей мере одну гидроксильную группу, и по меньшей мере один ион неорганического галогенида, а также не содержит метанол.

Изобретение относится к композиции и к способу цементирования обсадной колонны в стволе буровой скважины, с использованием водной цементирующей композиции, включающей: (а) воду, (b) цементирующую композицию, включающую (i) гидравлический цемент, (ii) гидрофобно-модифицированный полимер, (iii) диспергатор и необязательно (iv) одну или многие другие добавки, обычно добавляемые в водные цементирующие композиции, применимые для цементирования обсадных колонн в стволах буровых скважин.
Изобретение относится к способу извлечения битума из битуминозных песков. Способ извлечения битума включает стадию обработки битуминозных песков с помощью простого эфирамина гликоля, где обработка предназначена для битуминозных песков, извлеченных с помощью добычи на поверхности или добычи in situ, причем простой эфирамин гликоля имеет следующую структурную формулу: R-(OC2H4)x-NH2 или R-(OCH2CH(CH3))y-NH2, где R представляет собой С1-C6 алкильную или фенильную группу и x и y независимо равны 1-3.

Изобретение относится к композиции на основе поверхностно-активных веществ - ПАВ, ее получению и ее использованию при добыче нефти третичными методами. Композиция на основе ПАВ включает катионное ПАВ и анионо-неионогенное ПАВ и обладает значительно повышенной активностью на поверхности раздела фаз и стабильностью по сравнению с известными композициями.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к реагентам для изоляции водопритоков в добывающих скважинах и блокады обводненных пластов в нагнетательных скважинах с целью повышения нефтеотдачи.

Группа изобретений относится к обработке скважин. Технический результат - подавление набухания и/или миграции компонентов пласта, стабильность, управляемые свойства и безопасность жидкости для обработки скважин.
Изобретение относится к газодобывающей промышленности, а именно к выносу жидкости из эксплуатационных газовых скважин. Технический результат - повышение эффективности выноса жидкости из газовых скважин в условиях низких пластовых давлений и дебитов газовых скважин.

Изобретение относится к области промысловой геологии и может быть использовано в процессе добычи углеводородов из подземных геологических формаций. В данном документе описан способ измерения вязкости неньютоновской жидкости для поточного измерения и управления процессом.

Вяжущее // 2646281
Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к производству вяжущих. Вяжущее содержит, мас.%: портландцемент – 45-55; туф вулканический – 9-19; нитробензойная кислота либо полиакриловая кислота – 1,23-2,38; вода дистиллированная – остальное, при этом для затворения применяют дистиллированную воду, предварительно обработанную в механическом активаторе при скорости вращения ротора 3300-3400 об/мин в течение 2-3 мин.

Изобретение может найти применение в газовой и нефтяной промышленности при цементировании обсадных колонн эксплуатационных и глубоких разведочных скважин, при наличии в разрезе горных пород, склонных к гидроразрыву. Технический результат – снижение плотности тампонажного раствора, приготовленного из композиции, до уровня, исключающего гидроразрыв пород, при прочности сформированного цементного камня на уровне и выше прочности цементного камня из бездобавочного портландцемента. Облегченная тампонажная композиция содержит, мас.: портландцемент – 50-70, измельчённый и прокалённый при 500°С природный опал – остальное. 1 табл.

Наверх