Тампонажный раствор

 

Взамен ранее изданного (1 !) 768939

И Е

Со!оз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.11.77 (21) 2542042/22-03 с присоединением заявки № (51) М. К .

Е 21В 33/138

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 07.05.82 (53) УДК 622.245.44 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения М. К. Сенд-Рза, Э. М. Сулейманов и Л. М. Матвеенко (71) Заявитель Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

СКВАЖИН

Изобретение относится к производству тампонажных растворов, в частности для цементирования нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности, геологии, горном 5 деле и строительстве.

Известны тампонажные растворы, содержащие цемент, воду и добавку (опоку) для снижения величины вредных экзотермических и контракционных эффектов (1). 10

Однако они имеют низкую прочность и большое водоотделение, что снижает качество цементирования.

Наиболее близким является тампонажный раствор, содержащий цемент, воду и 15 добавку молотого известняка в следующем соотношении, вес, ч.: 30 — 50; 30 — 50 от веса сухой смеси; 50 — 70 соответственно (2).

Данный тампонажный раствор также характеризуется повышенными значениями 20 экзотермического и контракционного эффектов, что обуславливает его невысокую прочность, снижает качество цементирования скважин.

Целью изобретения является улучшение 25 качества цементирования за счет снижения величины экзотермического и контракционного эффектов.

Поставленная цель достигается тем, что раствор в качестве добавки содержит мо- з0

2 лотый нафталин при следующем соотношении ингредиентов, вес. :

Цемент 65,0 — 66,0

Молотый нафталин 2,0 — 2,5

Вода Остальное

В этом растворе добавка молотого нафталина трансформирует поглощенную теплоту, воспринимаемую из окружающей среды, в энергию фазового перехода, сопровождающегося выделением флюида, в данном случае газа. Это свойство нафталина называется сублимацией. При нагреве нафталин переходит из твердого в газообразное состояние, т. е. поглощенная им теплота затрачивается на фазовый переход, при этом выделяется свободный флюид, т. е. газ. Молотый нафталин в процессе приготовления раствора путем перемешивания равномерно распределяется в объеме пульпы. В процессе твердения раствора происходит экзотермическая реакция гидратации цемента, сопровождающаяся выделением тепла, которое поглощается частичками нафталина, равномерно распределенными в объеме раствора. Нафталин, поглощая тепловую энергию, расходует ее на совершение фазового перехода, т. е. на испарение, а выделяющийся при этом газ заполняет вакуум, образующийся при концентраЮ с0

С0

CQ х х х

44 :(04, с44 х

t» х х х

44

C(С4, cD х

04

CO.О о

lC4

С:4

D4,х х х

О C о р о х х,х х х с

4- сс4 о о ссс,о,о

Ю о х

44 х о х

И о х

С4

C(,о

О х

ccI

Е а

1 хх сСС

F о а., х

С44 сс4

<.) о

t0

4»

v о х () о х х

K о о

D, х

С4 х х

С4 й> о4

Сс4 о х с44 (C 00 CQ

o o o о o o

0 ) СО сО

o o o

O O С0

o o o о о о

o o o т4«с«4 С 4

o o o

CD С«4 С 4 с o o

00 4 С0

o o o

CO CQ О0 о с о

04 С4

o o o о о

o o o

С4 O 04 с о с= о

1ГЭ й3 о o o

О С0 O о л о

04 С CQ ж o o

04 С С4

00 С0 CO

o o o

1О CD «С«

CD <.С4 CD

768939 х

v о х

40 х

И о

4:С

С4

С4« х

4Х о х х о х о х

Ф х о

Ь о х

И

С4 х х х

М

С4

1-( о о

С0 O O

С4 O О

С74 ОС4 о о

Ch 00 00

o o o

o o o

CD cQ «Ф

o o o

CD CO CO о о о

140 CO С 4 о о о о а о

С 4 С«4 вО

440 O О

С4 с0 С4

CQ CO CQ о о о

lQ CD с4 (О CD CD

768939

Таблица 3

По предлагаемой пульпе

По известному авт. св

М 199057

Характеристика цементного раствора и камня

Водоотстой, уа

1,5

21,5

6,0

Формул а изобретения

Растекаемость, см

Сроки схватывания, мин начало конец

160

185

Газопроницаемость цементного камня, мд

Предел прочности при изгибе, кг/см

Герметичность контакта с обсадной трубой (сила сцепления), кг/смз

Герметичность контакта со стенкой скважины (флюидоудерживающая способность контакта при 3 кг/см, смв/с

0,163

0,982

15 2

68,2 35

27,3

12,4

О, 10

1,23

Составитель В. Пикулин

Техред А. Камышникова

Корректор Л. Расторгуева

Редактор П. Горькова

Заказ 711/9 Изд. № 150 Тираж 624 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ции. Таким образом твердеющий раствор не разогревается и не проявляет всасывающих свойств (не поглощает воду), т. е. имеет место практически полное подавление экзотермического и контракционного эффектов.

Для выбора оптимального состава готовят три рецептуры (см. табл. 1 и 2).

Как видно из табл. 1 и 2 оптимальная добавка молотого нафталина находится в 10 пределах 2,0 — 2,5 вес. %, при дальнейшем увеличении значения тепловыделения и количество поглощенной воды практически не меняются.

Дополнительные характеристики, приве- 15 денные в табл. 3, свидетельствуют о том, что качество раствора и цементного камня, полученных по данному изобретению лучше, чем у прототипа.

Технология цементирования скважин с 45 предлагаемым составом раствора не меняется по сравнению с известной.

При использовании предлагаемого раствора практически полностью подавлены

1 контракционный и экзотермический эффекты и таким путем значительно повышена герметичность контактов цементного камня с обсадной колонной и стенкой скважины, т. е, улучшается качество цементирования; возможно получение большого объема цементного камня без нарушения его целостности.

Последнее преимущество можно использовать TBK?Kp в строительстве при создании крупных цементных блоков, массивных бетонных сооружений и т. д., когда общее количество выделяемого тепла велико и тепловыделение, как фактор трещипообразования в камне, имеет существенное значение.

Все эти преимущества позволяют значительно повысить качество цементировочных работ и уменьшить количество осложнений (газоводопроявления и др.), на устранение которых затрачиваются значительные материальные средства, исчисляемые десятками и сотнями тыс. руб. Причем нередко из-за этих осложнений ликвидируется сама скважина, на которую тратится несколько млн. руб.

Тампонажный раствор для цементирования скважин, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, воду и добавку, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества цементирования за счет снижения величины экзотермического и контракционного эффектов, в качестве добавки он содержит молотый нафталин при следующем соотношении ингредиентов, вес. :

Тампонажный цемент 65,0 — 66,0

Молотый нафталин 2,0 — 2,5

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Данюшевский В. С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам.

М., Недра, 1973, с, 78 — 81.

2. Авторское свидетельство СССР

Хя 199057, кл. Е 21В 33/13, 1966 (прототип).