Тампонажная смесь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1819305

Ф ф б

„/.::. сг (61) Дополнительное к авт. свид-ау (22) Заявлено 110379 (21) 2745130/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (51) М. Кл. .Е 21 В 33/138

Государственный комитет.СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано070481. Бюллетень È913

Дата опубликования описания 1004.81 (53) УДХ 6 22. 245. 3 (088.8) Л.T.Äûòþê, Н.М.Дятлова, Р.П.ПастовСкий„ В.Б.Разумов, А.М.Селиханович, Г.Ф.Ярошенно, P".3".ÑäìàêàåÚ"-и,„В.С.Петров

Ф (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) ТАИПОНАЖНАЯ СМЕСЬ де М=йа; К; при следующем соотношении компонентов вес.%:

2О цемент 99,70-99,99

ОЭДФ 0 01-0,3

Однако известная тампонажная смесь обладает низким эффектом эа25 медления сроков схватывания цемента, требуются значительные расходы добавки, а стоимость ОЭДФ в настоящее время составляет 25 тыс.руб/т, Целью изобретения является ловы30 шение, эффекта замедления сроков схваИзобретение относится к бурению скважин, в частности к тампонажным смесям для цементирования нефтяных и газовых скважин.

Известны тампонажные смеси, включающие цемент н добавку, замедляющую сроки схватывания при повышенных температурах и давлениях. К таким добавкам относятся борная кислота винно-каменная кислота, гидролизованный полиакрилонитрил (гипан), сульфит-спиртовая барда (CCB) карбоксиметилцеллюлоза (ИЩ), нитро-. лигнин,нейтральный черный контакт (НЧК) и др. Количество вводимой добавки колеблется до 3 вес.%. (1).

Однако указанные смеси обладают следующими недостаткамиг низкой эффективностью замедления сроков схватывания, так, например, виннокаменная кислота при добавке до 2 вес.% при температуре 150 С удлиняет начало схватывания цемента до 3-4 часов, а КМЦ при концентрации добавки до 1,5 вес.% при температуре 150 С удлиняет начало схватывания до 1,5 часов.

Кроме того, указанные реагенты являются дорогими и дефицитными продуктами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является тампонажная смесь для цементирования нефтяных и газовых скважин на основе нортланд" цемента и добавки, в которой используется тринатриевая и трикалиевая соль 1-оксиэтиледендисфосфоновой кисf0 лоты общего вида (ОЭДФ)

ФИ 0-М

Юмз-c - P y е-м

15 И.-6 -Р— 0 — М

Ю

819305 тывания цемента, снижение расхода вводимой в тампонажную смесь добавки, удешевление тампонажных смесей.

Поставленная цель достигается тем, что используется тампонажная смесь

0 О

II 1 (КО-Р-0Н2) -М-(СН2-СНОБА-СК вЂ” М Qa. — Р-ОН

2 2, 2

Ома СК2 она

lf0-P =0

ОМа динение со степенью цолимеризации равной 1-5 °

Авторами использовался продукт с широкой гаммой степеней полимеризации (1-5), -что позволило получить более дешевый чем ОЭДФ и его стоимость составляет 2500 руб/т.

Предлагаемая тампонажная смесь приготовляется следующим образом.

В расчетное количество воды вводится добавка-замедлитель сроков схватывания (производное 1,3 диаминопропанол-2) и на этом растворе затворяется цемент по обычной технологии.

25 В табл.1 приведены параметры тампонажных смесей (предложенного и известного) при верхних, нижних и оптимальных соотношениях компонентов.

Эффект замедления Сроков схваты3О вания тампонажной смеси определялся при температуре 150 С и давлении

450 кгс/см по методике изложенной

Я а ГОСТе 1581-78.

Таблица 1

Прототип

2,39 2-54

3-46 3-56

0,01

0,01

0,30

99,99

99,90

99,70

4-03 4-40

Предлагаемая смесь

0,005 2-05

0,100 5-15

0,150 5-30

99,995

99,900

99,850

2-32

5-40

6-00

Из табл. видно, что даже при незначительном содержании в тампонаж- ной смеси мононатриевой соли произ-,60 водного 1,3 диаминопропанола-? происходит удлинение сроков схватывания.

A при добавке ДПФ-1, равной 0,15% эффект замедления сроков схватывания: выше иа 1 ч 27 мин по сравнению с 65 где 0=1 -5 при следующем соотношении компонентов, вес.Вь цемент -99,850-99,995 мононатриевая соль производного

1-3-диаминопропанол-2 (ДПФ) «0,005-0,150

В качестве мононатривой соли производного 1,3 диаминопропанол-2 используется продукт синтеза формальдегида, Фосфористой кислоты с амином следующего вида:

ЕЙ% М2 Ск <2 ><)

I л)

ОН,где n J-ô

Конечный продукт синтеза — кристаллическое вещество белого цвета, гигроскопичное, хорошо растворимое в воде. В предлагамой тампонажной смеси используется полимерное соейа основе цемента и добавки, в качестве которой используется мононатриевая соль производного 1,3-динаминопропанол-2- (ДПФ-1) общего ви-. да: добавкой ОЭДФ, равной 0,3%. Нижний и верхний пределы добавки ДПФ-1 объясняется следукщим.

Пример 1. Параметры тампонажной смеси при добавках ДПФ-1 при концентрации 0,002% в сравнении с контрольным опытом приведены s табл.2

819305

Таблица 2

Растекаемость, см

Время схватывавання час-мин

Содержание компонентов вес,%

Плотность г/см 9 цемент .ДПФ-1 начало конец

1, 83 1, 40 2-10

1,83 1,55 2,20

22

1 100,00

2 99, 998 О, 002

Формула изобретения

0 0 и и (НЮ-Р-СЕи)g Õ-(СН -СИОН-СН -N Н -Р-0К

01иа Сй» еяа

ИΠ— P=O

1 где и= -g 0Ка

Составитель Г. Сапронова

Редактор Т. Авдейчик Техред М.Коштура Корректор

ЮГ ГТЙ7 7Г Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из примера 1 видно, что при добавках ДПФ-1,меньше 0,005%, замедление сроков схватывания меняется в пределах, не имеющих практического значения, Пример 2. Увеличение сроков схватывания выше 5 ч 30 мин не целесообразно, так как при существующей технологии цементирования скважин глубиной 3000-5000 м процесс . продолжается не более 4 час. A время до начала схватывания тампонажной смеси должно быть больше продолжительности цементирования на 5-10 мин на каждые 1000 м (A.H.Áóëàòîâ "Тампонажные материалы и технология цемен тирования скважин", N. "Недра", 1971 стр.73).

Таким образом, при использовании данного технического решения полностью.реализуется цель изобретения, а именно: при следующем соотношении ингредиентов в вес.%): тампонажный цемент 99,850-99,995мононатриевая соль

1,3-диаминопропанола-2 0,005-0,15

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе повышается эффект замедления сро- " ков схватывания тампонажной смеси при высоких температурах сокращается расход вводимой добавки - понизителя сроков схватывания, предложеное в качестве добавки ве-! щество в 10 раз дешевле, чем добавки в прототипе.

Тампонажная смесь для цементирования высокотемпературных скважин, содержащая тампонажный цемент и эаМедлитель сроков схватывания смеси, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффекта замедления сроков схватывания, в качестве замедлителя смесь содержит мононатриевую соль производного 1,3-диаминопропанола-2 общего вида:

1. Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М,, "Недра", 1973, с.130-133.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 640019, кл. Е 21 В 33/138, 1977 (прототип).