Тампонажный раствор

 

Союз Советских

Социалистичвских

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<1ц840295

И 4ВТОРСМОМУ ВН ЕТИПЬСЗЗУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Р )М. Кл. (22) Заявлено 160779 (21) 2808780/22-03 с присоединением заявки Йо

Е 21 В 33/138

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 2306816юллетень ЙЯ 23

Дата опубликования описания 230 81 (53) УДК 622 245.42 (08k.8) Г ! ,Н.А.Мариампольский, В.К.Коновалов, В. .ЛимаяоВский и Ю.В.Мельников

1:- "

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ды 313.

Изобретение относится к составам на основе цемента, применяеьым для тампонажа нефтяных и газовых скважин, обеспечивающим низкую проницаемость цементного камня.

Известен состав тампонажного раствора для цементирования нефтяных и газовых скважин, обеспечивающий получение цементного камня с пониженной проницаемостью, состоящей из портландцемента, лигносульфонатов и воНедостатком этого состава является относительно невысокое снижение проницаемости камня и высокий расход реагента — полимера.

Известен также тампонажный раствор, состоящий из портландцемента и водорастворимого неионногенного эфира целлюлозы — метилцеллюлозы, дающий возможность получить цементный камень с пониженной проницаемостью

Е21

Недостатком известного состава тампонажного раствора является сравнительно невысокое снижение проницаемости получаемого камня.

Цель изобретения уменьшение проницаемости цементного камня.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный раствор дополнительно содержит трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Вяжущее, например цемент 66,67 — 71,42 Неионогенный, водорастворимий эфир целлюлозы, например метилоксипропилцеллюлоза 0,10 — 0,20

Трибутилфосфат 0,10 †. 0,20

Вода Ост аль ное

Макромолекулы метилоксипропилцеллю15 лозы адсорбируются на цементных частицах, снижают силы трения между ними и, благодаря этому, улучшают их упаковку в твердеющем материале.

Однако между частицами .в цемент20 ном растворе, обработанном метилоксипропилцеллюлозой содержатся пузырьки воздуха, увлеченного в раствор при перемешивании.

Трибутиловый эфир ортофосфорной кислоты, как,гидрофобная жидкость с плотностью, близкой к плотности воды, в присутствии водораствориьмх полимеров образует устойчивые эмульсии,равномерно распределенные по всему объе30 му раствора. Пузырьки воздуха и газа

840295 прилипают к гидрофобным частицам трибутилфосфата и выносятся на поверхность раствора. Здесь пузырьки лопаются и благодаря этому. устраняются пустоты в цементном камне и уменьшается его проницаемость. Кроме того, трибутилфосфат как поверхностно-ак,тивное вещество модифицирует кристал лики новообразований, уменьшает их размер, что также приводит к повыше-. нию плотности и снижению проницаемости цементного камня..

Пример 1 . В металлический стакан с лопастной мешалкой заливают 100 r воды, вносят 1 г трибутилфосфата и 1 r сухой метилоксипропилцеллюлозы. Для ускорения раствореник указанного эфира целлюлозы смесь перемешивают в течение 2 ч. Затем в этот раствор вливают 231,3 г воды.

На приготовленном растворе затворяют ббб,7 г портландцемента. Полученный тампонажный раствор заливают в формы, в которых он затвердевает.

Образцы цементного камня исследуют на проницаемость и прочность по ОСТ

39-051-77 (Методы испытаний тампонажных растворов).

Качественные показатели цементного камня, полученного из тампонажно го раствора, приведены в таблице.840295

I (I

I

Э (б

«ф с

Х((О х н а оою с(° Ф с с

Ю о

CO Ю l с с с о о Ю

%(«

I 1 (б х (б б (х н я о

О с

Х lO б х

04 аm и х

1 (с I

1 I I 1

CO

1 (Ч CP л л CO с 1 с с 1 с 1 с (О (1О (с л

Э 1

ld 1

«5 с

Х((О хна, 0Ocd

-х X И

1 — — — t (1

lA (О

1 I с

Ю Ю

РЪ с о

1

1 !

1

1

1 1

1

I

I

1 ld х

I (б

I А Ц

v о

I Х(О

I Х Х

О 4 а (3

1 И Х

Ю (с РЪ ч4 (Ч с 1 с 1 с 1 1 с

lA (A lA tO CO с

9 (d хо х н

Эх

3 Ф

0L4 хо и 3С

1

1 ! о о с с

СЧ СЧ

СЧ (Ч с(° 3 О с с с((Ч ( (с л (О О (О О О с с с с с (33 а" ((О с-(гЧ

1О (О

l EP CA с с О ч-(1О л

\О Ul с с

CO т( (О

1

1 (I

I

1 иЪ (A с с о CD

I х

Э 1

Хне еох х

ОЭФ

Ct0a о хо анх

LA (3Ъ с с

CD Ю сФ с( с о Ю

I

I

1 (б ld

1 Я 6)

3б О:К О (б а о ((( н о (б а (б (б

К О 3d О

u ) U

I(о

4 о х о о (: о о а р х и. м

o v o о н о ц х х э м н И- н

Э 9 Ф

Й (й М

1 в ц о Ф в и о н н х

О Ф х и а 9

В:Г м н м

u v o о н о (х В н 3 н

Ф Э Ф

М Я н (d н о о и

1

1 Х

1 Х ! Ф

1 Х

1 ld

1 (k 1 ф

Cd

Х 1 О

1 Н

О 1»

4 о о и т.1 х .Э 1 N б(33 а

1 Ф

1 (б 1

Я I о

1

1 Х

I Э

1 33 о н.

1 ь о

I (1

I 9

1 Ф

1 0

I Э

О

Ю л CO (с (с (с

Ю о х î. х о..1 16 о а R а а о е и е и в н м н х

o o v o н н о н о (О Ф Х Э м Й н 3 а е е э е н: ж т z

1

I

1

1 !

1

I

I

1

1

1

1

I ( н

Cd 1 в 1 о о

8 (1

Х I н

» 1 (о 1 х а

E (840295

0,10-0,20

0,10-0,20

Остальное

Формула изобретения

Составитель В. Никулин

Редактор Т.Кугрышева Техред Л. Пекарь Корректор М. Демчик.

Заказ 4697/42 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

Сравнение. этих данных показывает, что проницаемость цементного камня иэ тампонажного раствора значительно ниже в присутствии трибутилфосфата, чем без него. При этом также в небольшой степени возрастает и прочность камня. Сроки затвердевания тамлонажного камня в присутствии трибутилфосфата не увеличиваются и составляют при 20 2 С не более 4 ч, что соответствует ОСТ 39-051-77. При уменьшении водоцементного отношения с 0,5 до 0,4 и содержания метилоксипронилцеллюлозы и трибутилфосфата

2 r проницаемость цементного камня через 14 сут снижается до 0,1 мдарси.

Без применения трибутилфосфата ниэ- 15 кой проницаемости камня достигнуть не удается.

Применение предлагаемого тамппнажного раствора позволяет обеспечить понижение проницаемости цементного камня в течение первых суток твердения, при этом исключается возможность поступления газа через кольцевые затрубные пространства и разрушение цементного камня.

1. Тампонажный раствор, включающий .неорганическое вяжущее, например цемент, неионогенный водораствориьый эфир целлюлозы и воду, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения проницаемости цементного камня, он дополнительно содержит трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Неорганическое вяжущее, например цемент 66, 67-71, 42

Неионогенный, водорастворимый эфир целлюлозы

Трибутилфосфат

Вода

2. Раствор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве эфира целлюлозы он содержит метилоксипропилцеллюлозу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нацибулина Н.К. и др. Исследование кинетики гидратации, прочности и проницаемости цементов, обработанных реагентами. Труды ПермНИПИнефть.

Вып. 9, 1973, с. 55-60.

2. Лимановский В.М. Исследование .способов и средств физико-химического регулирования свойств буровых и тампонажных растворов. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. Уфимский нефтяной институт. Уфа, 1978; с. 98-100 (прототип).