Способ приготовления тампонажногораствора

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 840294

«Ф

1,, (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 >s>eH> 090879 (2 ) 2807486/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 2306.81, Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 2306,81 (53)M. Кл.

Е 21 В 33/138

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 622.245.3 (088 8) У д елв6@иц, и проектный институт нефтяной промышленности71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, а именно к приготовлению тампонажного материала для цементирования в условиях сероводородной агрессии.

Известен способ приготовления тампонажного раствора путем затворения коррозиестойких тампонажных цементов ("1| .

Недостатком этого способа является ограниченный выбор цементов для этих условий.

Известен способ приготовления тампонажного раствора путем введения вяжущего в жидкость затворения. В качестве жидкости затворения используют рассолы различных солей. Способ позволяет получать тампонажный камень, коррозионно устойчивый к солЬвой агрессии (2).

Однако тампонажный камень, сформированный из раствора, приготовленного этим способом, не обладает коррозионной стойкостью в сероводородной среде, т.е. не обеспечивает надежного крепления скважин, содержащих в пластовых флюидах сероводород.

Цель изобретения повышение прочностных и антикоррозионных свойств тампонажного камня в условиях сероводородной агрессии.

Поставленная цель достигается тем, что жидкость затворения перед введением вяжущего насыщают сероводородом.

Затворение вяжущего на предварительно насыщенной сероводородом жидкости обеспечивает повышение корро- .

1О зионной стойкости тампонажного камня к сероводородиой агрессии. Этот процесс можно объяснить тем, что при затворении вяжущего на насыщенной сероводородом жидкости происхо35 дит образование сульфидов кальция, которые обладают вяжущими свойства ми .

Способ приготовления тампон ажного

20 раствора заключается в следующем.

Жидкость затворения предварительно насыщают сероводородом до концентрации 3 г/л (полное насыщение) путем барботирования последнего через жид-

25 кость, после чего проводят затворение на ней тампонажного материалацемента.

Исследования на прочность и кор30 розионную стойкость тампонажного кам840294

В табл. 1 приведено изменение прочности тампонажного камня из цемента "для горячих скважин" в зависимости от жидкости затворения; в табл.

2 — изменение прочности тампонажного камня из расширяющегося цемента в зависимости от жидкости затворения и среды хранения; в табл. 3 — зависимость прочности тампонажного камня из шлакового цемента ШПЦС-120 от жидкости затворения и среды хранения.

Таблица 1

Среда хранения камня

Смесь, Р

293, 7

244,2

225,4

100 цемента

Пресная

60 воды пресной

Сероводородная

186,9

167, 1

203, 4

235, 3

223,2

186, 9

Пресная

100 цемента

Сероводородная

243,3

245,2

217,8

199,4

193,5

163,8

100 цемента

Пресная

60 эмульсии пресной

Сероводородная

201,3

246,7

151,8

180,4

137,0

159, 4

100 цемента

Пресная

60 эмульсии, насыщенной .Н S и Сероводородная .

258,2

227,7

158,4

Таблица 2

Среда хранения

100 цемента

60 воды пресной

29,0

48,8

Пресная

36,0

Сероводородная

35,1

51,4

35,6

100 цемента

42,9

36,5

Пресная

50,5

Сероводородная

38,2

45,4

57,7 ня из различных типов цементов, затворенных на жидкостях различного состава, проводятся как в пресной, так и в сероводородной среде, какой является насыщенная до концентрации Зг/л водопроводная вода. По мере выдержки тампонажного камня концентрация сероводорода снижается, поэтому ежедневно путем барботирования сероводорода .концентрация его повышается до исходной.

Состав тампонажно о раствора, вес.ч.

60 воды, насыщенной о

Смесь, Состав тампонажного

Р раствора, вес.ч.

1, 60 воды, насыщенной

Н S

Прочность на сжатие при хранении в первые три месяца, кгс/см

Прочность на сжатие при хранении в первые три месяца, кгс/см

840294

Таблица 3

Среда хранения

14,0

26,0

14,5

100 цемента

60 воды пресной

Пресная

Сероводородная

13,2

24,2

13,2

17 2

13,4

100 цемента

12,9

Пресная

60 воды, насыщенной

Н 5

Сероводород- ная

28,2

13,9

13,0

Таблица 4

«В

Среда хранения

Состав т ампо нажно ro раствора, вес.ч.

Смесь, Р

254,1

287,6 306,2

100 цемента

Пресная

45 воды, насыщенной

Н 5

Серовбдородная

337,8

321,2. 293,7

298,0

346, 7

334,6

Пресная

100 цемента

50 воды, насыщенной

Н 5

Сероводородная

349,2

193,4

247,5 . 165,0

366,2

247,0

100 цемента

Пресная

55 воды, насыщенной СероводородН S ная

226, 6.

257,3

272, 1 сульфидов кальция, что и приводит к более медленному росту прочности в первые три месяца. Следует отметить значительное увеличение,коррозионной стойкости цементного камня, сформированного из цемента, затворенного на насыщенной сероводородом эмульсии (табл. 1, смесь 4).

Тенденция упрочнения тампонажного камня, приготовленного на жидкости, насыщенной сероводородом, сохраняется и для других типов цементов, таких как тампонажный расширякицийся цеиент Ленинградского опытного завода (табл. 2) и шлаковый ШПЦС-120 (табл.

3).

Смесь, Состав тампонажного

Р раствора, вес.ч.

Тампонажный камень, сформирован- 5p ный из цемента "для горячих скважин", затворенного на пресной воде, имеет пониженную прочность при хранении в сероводородной среде, (табл. 1, смесь 1), в то время как эатворение цемента на сероводородсодержащей жидкости приводит к повышению прочности камня в течение всего времени испытания при хранении в агрессивной среде (табл. 1, смесь 2). Образование в этом случае сульфи- dP дов кальция подтверждается результатами исследований прочностных характеристик цементндго камня, хранившегося в пресной воде (табл. 1, смесь 2), в которой происходит выщелачивание 65

Прочность на сжатие при хранении в первые три месяца, кгс/см рочность на сжатие при хранении первые три месяца, кгс/см

840294

Формула изобретения

Составитель С.Сапронова

Редактор Т.Кугрышева Техред Н. Келушак КорректорМ.Демчик

Заказ 4697/42 Тираж б27 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

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

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

Как показали результаты исследования прочности камня, сформированного из расширяющегося цемента, затворенного на насыщенной сероводородом воде, повышается и у образцов, хранившихся в прессной среде (табл. 2, смесь 2).

При этом прочность образцов, приготовленных на сероводородной.воде и хранившихся в той же срде, нарастает более интенсивно, чем контрольных, хранившихся в пресной воде (табл. 2 и 3, смесь 2) . 1G

Идентичные результаты, полученные практически для всех типов испытанных цементов, а для цемента "для горячих скзажин" при различных водоцементных отношениях -(табл. 4), свиде - 15 тельствуют об общей закономерности, объясняемой образованием сульфидов кальция.

Как показали исследования, проч.ность образцов, приготовленных на 2п пресной жидкости, сохранившихся в се роводородной среде, на 15-25% ниже прочности контрольных образцов, хранившихся в пресной среде.

Таким образом, предлагаемый способ приготовления .тампонажного раствора имеет большие преимущества перед известными и позволяет повысить прочность и коррозионную стойкость тампонажного камня, в сероводородной среде и понизить его проницаемость, иск-. лючив тем самым заколонные перетоки и проявления и увеличив долговечность крепи.

Способ приготовления тампонажного раствора для крепления нефтяйых и газовых скважин путем введения вяжущего в жидкость затворения, о т л ич а ю шийся тем„ что, с целью повышения прочностных и антикоррозионных свойств тампонажного камня в условиях сероводородной агрессии, жидкость затворения перед введением вяжущего насыщают сероводородом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Булатов А.И. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин. М., "Недра", 1977, с. 258259.

2. Булатов А.И. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин. N., "Недра", 1977, с. 23б (прототип).