Облегченный тампонажный раствордля низкотемпературных скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ин 848593 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2Э0479 (21) 2783042/22-03 51 }м. к,.з с присоединением заявки М

Е 21 В 33f138

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Г(риоритетОпубликовано 230781. Ьизллетеиь N9 27 (53) УДК 622. 245.

° 42 (088. 8) Дата опубликования описания 230781 (72) Автор изобретения

A.A.Êëþñîâ (71) Заявитель

Тюменский государственный научно- и проектный институт природн (54) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СКВАЖИН.

Изобретение относится к облегчен. ным тампонажным материалам, которые могут применяться для цементирования нефтяных и газовых скважин, осложненных наличием трещиноватых, проницаемых, слабосвязанных и мерзлых . пород.

Известен тампонажный раствор, состоящий из высокоалюминатного цемента 42,8 вес.Ъ, толченного огнеупорного кирпича 28,6 вес.Ъ и воды

28,6 вес.Ъ. Введением молотого огнеупорного кирпича в этот раствор предотвращается снижение прочности цементного камня, вызываемое перекристаллизацией гексагональных гипроалюминатов кальция в кубические (1) Известен также тампонажный.раствор, состоящий из смеси высокоглино- 20 земистого цемента 50 вес.% и эолы уноса 50 вес.Ф (2).

Однако цементному камню,сформированному из таких растворов свойственны низкая мороэостойкость, незначительное сопротивление ударному изгибу и недостаточно прочное сцепление с колонной. Кроме того, к недостаткам такого раствора относятся низкая прочность и высокая теплопроводность це- 39 (ментного камня при отрицательной температуре е.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является облегченный тампонажный материал для низкотемпературных скважин, содержащий гипсоглиноэемиатый цемент, облегчающую добавку — лигнин и воду. За- творение такой смеси производится во-. дой при водоцементном факторе, равном 0,6Я.

Однако цементный камень, сформированный иэ такого раствора, имеет низкий коэффициент морозостойкости, характеризуихдий. его устойчивость при циклических колебаниях- температуры от >положительной до отрицательной, что соответствует условиям периодической эксплуатации скважин, связанны, например, с ремонтом, неспособен выдерживать усилия, вызываемые как ударами бурильных труб о.колонну во время с1туско-подъемных операций, так и эксцеитричностью шарощечных долот при разбуривании цементного стакана, а также отличается недостаточной проч- . ностью сцепления с обсадной колонной и высокой стоимостью и дефицитностью лигиииа.

848593 (О

Цель изобретения — повышение адгезионных свойств и морозо- и ударо-. стойкости цементного камня.

Указанная цель достигается тем, что в качестве облегчаюшей добавки раствор содержит перлитовый легковес при следующем соотношении компонен-. тов, вес.Ъ:

Гипсоглиноземистый цемент 44,0-57,5

Перлитовый легковес 5,0-6,0

Вода Остальное

Перлитовый легковес представляет собой замкнутые стеклянные гранулы, полученные путем вспучивания породы

"лукообразной" структуры при температуре 80 С. Перлитовый легковес соответствует марке "100" по ГОСТ 10832-74.

Пример. По предлагаемому составу готовят десять растворов с граничным и средним содержаниями компонентов, а также с их содержанием выше верхнего и ниже нижнего пределов для температур. 20 и 5 С.

Для сравнения готовят также два известных раствора.

Свойства предлагаемого и известного тампонажных растворов представлены в таблице.

848593

3С Ю

Е

Г

Ю Х

М г Š— o

Е 333 ео

С33 во ,33 а4 нас осх о н ххх х Ф

0zZ ае Ф е Ц !

ГС а, о а о

C3a «! aO н Ф О) an о а о с

СС3 Ю cf а Ч3 ссР л о

Ь со а

«с хо х м

Я Г

rd

У 3С

1 а

I сб !

33 Ц х» о е

0 х се

ОГ:

» о х х

4 Ill Е

m0u х "Г

mo

» ad

0, сч оо х о—

3С

Е Е ° e

u0нн

»иЕ

nourdu с с 0

«» сч m О

О 4

3с 3с cal с3 х б о а о.

3б с с с

СП Ю М ц «с сч сч у а о с

«1

«-! «! а о о с сГ

ГЧ ГЧ СЧ е и о

1 1

1 О ! Ф

10m

Ф о м

С3а Оъ Х

Ъ о о

Е rd а О о

0 0

О СО

0j CO О Ю с с с о о о

СО СЧ !. Г с с о о о о о сч о м сб гб cia О1 cia 333 с с н н ю ю ю н

О1 Г CO сО caa caa

С с о о о

ОЪ М

Г с р о о

I3!.

1

l

I

u o o

О\ СЧ

Е . Гб ch co О1 сб с

С4 Р o o o С3! (33 о

I !»

Ю У

1 «1

I 5

О Г Г

CO О1 01 с о o o м м

CO Г

X о о х

4 а

СО СС3 с . с .1 1-м Ъ

Е

О! бо с: О 1.ихны! :3 QO ГЧ 3 с3 а с

«-! «-3 т-3 о г со

«3 :3 3

°, с

;с «с сЧ сО Ю а м г

« «-3

1 !

l сО м с-с

1 ad е а

И»

Z I- V

Ф йо

Е» 0, ю а а сч I о о о гч сч сч

Ю с4! !

I ! !

1 а о с

«-3 аО Ю м л an

«с с с л а м м а а а с м

С3 М М

l ! e

1 Ц о

1 СС3 с

C I а 4 х о б31 Х н о

Х:Х 0 а со 1 1 2 У

° l 0.331 4u

I3IVle0ee (б e И н 3, m н сб о

О 1 О О 0 X

V 1иХХ Е

1 их XII X

I х e2Q

1 а 4 m Н о а а

Ь о м га кг м а сС3 а а а с сс3 ао

I . 1 I 1 I I 1 а о а с ъ

an aA сГ а а о с 3 сО аО о л о с с сО а а Ф 3 с

СО CO

aA aA ю о o o а о с . с с с3 3:3 «1 Г сй сс> м 3 л а сс> о o an с г» гсг а а

Ю

3 м

1-1

v0, е о: а с3

° °

СС3 СП О

° ° гч

«с а е

О 0.

Х Ф б н х

Ф х х ао ж о

Я

33 )Х

m 0 о н х v сб о

1 о У м х

l =!

I д о

I 1„"

I OÕ

I сч Х

«С

Е

Х 1

У»

v g e

Е 4 с Д, Х 0 СО аеО 0 сбх ГО Н

Н К 3 Ф еаld ахеи

Е e z IC ni 0..-.

НХХХЕ4

uOa0Z qy X

СЧ. М Г а сО Г=х а а an а 4а Ю an сч

1

1! !

I

l!

1.!

1

1

1 .I

l.

I

1

I !

I !

1

1

1

1

1.

1

1

848593

44,0-57,5

5,0-6,0

Остальное

Составитель B. Никулин

Техред М, Рейвес Корректор С. Корниенко

Редактор О. Малец

Заказ 6029/32 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

Коэффициент мороэостойкостй цементного камня определялся как. отно шение прочности на изгиб образцов

28-и суточного возраста после 10, 20 и 30 циклов "замораживание — оттаив ание" (по режиму 30 мин. э аморажи,. вание при —.. 10 С и полное оттаива Ю ние при +4 С) к прочности эквивалентных образцов при соответствующей температуре твердения.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что предлагаемый тампонажный раствор с оптимальным содержанием компонентов обладает лучшими свойствами, .чем известный: коэффициент морозостойкости цементного камня возрастает на 18-29%, сопротивление ударному изгибу . в 2 раза, прочность сцепления r в 3 раза. Изменение содержания компонентов выше верхнего и ниже нижнего пределов приводит либо к расслаиванию системы, либо к.потере подвижности.

Предлагаемый тампонажный раствор получают- обычным способоМ, т.е. смесь, тщательно гомогенизированная в цементносмесительной машине, затворяется водой в гидравлической воронке или фрезерноструйной мельнице, входящей в комплект агрегата для приготовлеиия промышленной жидкости.

Предлагаемый тампонажный раствор позволяет повысить качество цементировании скважин за счет повышения морозостойкости, ударостойкости цементного камня и прочности его сцепления с колонной. Указанные факторы в совокупности способствуют сохранению монолитного цементного камня и обеспечивают надежную и долговечную герметизацию затрубного пространства. Кроме того, предлагаемый раствор улучшает условия цементирования скважин с наличием.проницаемого и слабосвязанного коллектора, поскольку гранулы перлита являются закупооивающим материалом. Перлитовый легковес является местным недефицитным мате-, риалом и стоимость .его в 10 раз

5 меньше, чем лигнина, содержащегося. . в известном растворе. Экономическая эффективность только за счет экономии цемента достигает 2000 рублей на одну условную скважину. Качест° венная герметизация затрубного пространства способствует повышению экономической эффективности, Формула изобретения

Облегченный тампонажный раствор для низкотемпературных скважин, содержащий гипсоглиноземистый цемент, облегчающую добавку и воду, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью

26 ,повышения .адгезионных свойств и морозо- и ударостойкости цементного камня, в качестве облегчающей добавки он содержит перлитовый легковес при следующем соотношении компонентов, вес,Ъ,:

Гипсоглиноземистый цемент

Перлитовый легковес

Вода

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Кечегезян A.Н. Исследование специальных видов тампонажных раство,ров, Экспресс-информация "Бурение", М., ВНИИОЭНГ, 1977, 9 19, с. 7.

2.. Булатов A.И. и др. Устойчивость цементного камня к. циклическим колеба,ниям температуры. Экспресс информация, "Бурение", М., ВНИИОЭНГ, 1978, Р 1, с. 7.

Щ 3. Авторское свидетельство СССР

Р 578436, кл. E 21 В 33/138, 1976.i