Тампонажный раствор

 

Союз Советские

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1; 730952

4r

-.Ф

) . ж ., г,,, :«. е», -., (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) За я влено 25,07,75 (2! ) 2159992/22-03 (5l )iN. Кл.

E 21 В 33/138 с присоединением заявки М—

Гееудерствеииьй комитет (23) Приоритет ио лелем изобретений и открытии

Опубликовано 30.04.80. бюллетень J% 16 (53) УДК622.245..44(088.8) Дата опубликования описания 05.05,80 (72) Авторы изобретения

Б.. B. Крых, В. И. Герц и P. В, Асмолова

Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института Министерства геологии

Украинской CCP (7l) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

Изобретение относится к производству тампонажных растворов с большой величиной расширения, в частности для цементирования скважин при температурах 75100 С, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Известен T8мпонажный раствор с большой величиной расширения на основе цемента, расширяюше и добавки-негашеной извести и воды (1) . о

Однако он пригоден для применения при температурах до 70 C.

Наиболее близким к предлагаемому является тампонажный раствор на основе цемента, расширяюшей добавки — хромат15 ного шлака и воды f2).

Однако этот раствор пригоден для применения при температурах свыше 120 С, и величина его расширения невелика.

Uem. изобретения — получение расши20 рения тампонажного раствора при температуре 75-100 С.

Поставленная цель достигается тем, что в тампонажно;.i растворе, содержащем в качестве основы минеральное вяжущее, например цемент для "горячих скважин, расширяющую добавку и воду, в качестве расширяюшей добавки используют летучую эолу горючих сланцев при следующем соотношении и ингредиентов, весЛ:

Минеральное вяжущее, например цемент для

-горячих скважин 17,8W3,6

Летучая зола горючих сланцев 12,5-50,0

Вода Остальное

При изготовлении тампонажного раствора используются золы натуральной степени дисперсности, не требующие дополнительного помола перед приготовлением тампонажного раствора. Готовят растворы из смесей темпонажного цемента для "горячих скважин,и топливных летучих зол, образуюшихся при сжигании горючих сланцев. Испытывают два типа зол, расзличаютихся по способу золоудаления: циклонную и злектрофильровую, При сходстве химического состава они отличаются по

3 730952 4 степени дисперсности: удельная поверх- тична. В результате этого исключается ность циклонной золы составляет 650- опасность появления вредных напряже780 см > г, а электрофильтровой - 2700- ний, возникаюших при расширении цемент2900 см /г. ного камня с уже сформировавшейся струкРасширение тампонажного раствора íà- > турой и приводяших его к разрушению. чинается и заканчивается практически в течение времени схватывания, т.е. в пе,риод, когда смесь еше достаточно плас. В табл. 1 представлено расширение тампонажных растворов.

Таблица 1

4,8

75

2,8 3,6

6,4 9,0

9,6 16,5

1,8 2,2

2,4 3,0

3,8 4,5

11,6

50

21,8

3,0

4,0

4,1

6,6

50

6,1

9,0

Шлако-песчаная смесь с 20% хроматного шлама (прототип) 2,03

Шлако-песчаная смесь с 30% хроматного шлама (прототип) 3,38

Величина расширения пропорциональна количеству вводимой добавки и увеличивается при повышении температуры. Приведенные данные также показывают, что ва« рьируя состав смеси, можно регулировать расширение в пределах до 20%, Зависимость прочности при сжатии от продо>пкительности твердения дана в табл. 2, Ф I о о о. сО

1-4

0 о

Я

У» о о Ф

° и о »

2 о о о -« сО «О O O а О со а

Т-«

Ф о

-8. и о

«»

<Ц о ® о

1-1 » о с0 сч о

Ю о о с0 «р ср

Ф о х

® и о

2 (Ц сЧ

К о и

° Ь о

О О сО О сО t цр а1 с0 с0 сф IQ о о ф «О

И fQ а о о с о х

I I б х х

Л

Щ

Е» ф

Ф

E и о

CL о ф

М

aJ

CL э

О и с о

Ц

5 о

CL

И ф„о

« фa;Re. о оож а3 и ф x x о а а

Л д . р

»«О t о о

130952

8 о

o «„ щоЦ х" о

63

Ф р «» о g. (p Qд

Ясч Д

Bv3 о

v c. щоЦ ф «(»

m P.

Л ф g

Во 2

7 73О9

Основные технологические параметры расширяюшегося тампоняжного раствора (удельный вес, сроки схватывания, прочность) соответствуют требованиям ТУ

21-1- 6-67 дпя облегченных растворов.

ll0áàâêà летучей золы замедляет сроки схИЙл ывания, поэтому при цементировании до 7 5 : применение замедлителей не требуется . При более высоких температурах сроки схватывания растворов легко регулиру- Io ются известными реагентеми: СВК; ССБ, гипан, окзил, хлористый натрий.

Механическая прочность камня из расширяюшихся смесей зависит от количества расширяюшей добавки, ее вида, а также от условий твердения, Предел прочности при сжатии многозопьных смесей с большим расширением ниже, чем прочность смесей с небольшим количеством добавки.

Тампонажные растворы, твердеюшие в ав- о токлавных.условиях при температуре

100ОС образуют камень большей прочности, чем растворы идентичного состава, твердеюшие при низких температурах и атмосферном давлении (табл. 2), ?5

Высокую прочность имеют растворы,, содержашие в качестве расширяюшей добавки эпектрофипьтроаую золу. Циклонная зола несколько снижает прочность камня, но позволяет получить расширение до 22%.

ЗО

Предлагаемые расширяюшисся ".. ы.лпонаж. ные растворы могут быть рекомендова- ны для цементирования скважин с температурой 75-100 С. Воздействие более высоких температур и давлений, как показывают опыты, ведет к снижению прочности образцов к 28-суточному сроку.

Применение рекомендуемых тампонажных растворов позволяет обеспечить на40 дежную герметизацию затрубного пространства за счет уплотнения глинистой корки на стенках скважины. В поперечном сечении реальной скважины плошадь, занимаемая глинистой коркой, в зависимости от

45 соотношений диаметров скважин и обсадных труб, составляет "-167 плошади коль-. цевого пространства. При значительной толшине этой корки необходимую степень ее уплотнения обеспечивает лишь раствор

52 8 с большой величиной рясширения, анапогичцый данному.

Технология приготовления рясширяк шегося тампонажного раствора не отличается от обшепринятых способов получения растворов из смесей тампонажного цемента с различного родя функциональными наполнителями (глинопорошо<,, меп, песок, диатомит и IIp.), Г1риготоаление расширяюшихся смесей возможно как непосредственно на буровой, так и в заводских условиях, Поскольку топливная зола представляет собой тонкодисперсный порошок, не требуется дополнительный помол ее перед приготовлением раствора, Использование топливной золы в качестве расширяюшей добавки эффективно технологически и экономически выгодно,тяк как снижает стоимость тампонажного ра таора и позволяет найти применение промышленному отходу, которым является топ пи вн ая зола.

Формула изобретения

Тампонажный раствор,,, одержаший а ка естае основы минеральное аяжушее, например цемент для "горячих скважин, расширяюшую добавку и воду, о т л и— ч а ю ши и с я тем, что, сцельюполучения расширения при температуре 75100 Ñ, в качестве расширяюшей добавки используют летучую золу горючих сланцев при следуюшем соотношении ингредиентов, вес,%:

Минеральное вяжушее, например цемент для горячих скважин 17,8-53,6

Летучая зола горючих сланцев 12,5 -50,0

Вода Ос т я ль «х О е

Источники информации, принятые во внимание при экспертчзе

1. Йанюшеаский B. С. и др. Новое в бурении скважин, М., "Недра, 1970, с,. 186-195, 2, Авторское свидетельство СССР

t4 352885, кл, E 21 В 33/138, 1970 (прототип).

Составитель В, Бакшутов

Редактор В. Зарванская Техред С. Мигай Корректор М. Вигупа

Заказ 1483/17 Тираж 626 Подписное

1THÈÈÏÈ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП Г1ятент", I. Ужгород, ул. Проектная, 4