Тампонажный раствор для цементиро-вания скважин c отрицательными инизкими положительными температурами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социааистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (5М)М. Кл

Е 21 В 33/138 (22) Заявлено 1708.7.9 (2l) 2811393/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230781. Бюллетень № 27

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК, 622.245, . 42 (088.8) Дата опубликования описания 230781

II.ß. Зельцер !

i

1 J ь

i ь

Восточно-Сибирский научно-исследов тель6кцф институт геологии, геофизики и мин рального сйрья Министерства геологии С (72) Автор изобретения (73) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

СКВАЖИН С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМИ И НИЗКИМИ

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ

ИзббретЕниЕ предиазначЕно для ис" пользования при цементировании .неф.тяных и газовых скважин в интервалах, имеющих отрицательную .(многолетнемерз5 лые породы — ММП) и низкую положительную температуру (подмерзлотные зоны с температурой 0-20 С).

Известсн тампонажный раствор для цементирования интервалов скважин, имеющих низкую положительную и, осо. бенно, отрицательную температуры, приготовленный иэ смеси, содержащей высокоалюминатный 50% и гранулированный,25% шлаки.и природный двуводный 15 гипс 25Ъ (1), Однако такие смеси требуют обжога и помола на специальных технологических линиях цементных. заводов, обеспечения соответствующими иестандарт- 20 ными компонентами и хранения готового вяжущего материала в отдельных силосах, что затрудняет их широкое использование.

Известен также тамцонажный раст вор для йизких.положительных н отри цательных температур, получаемый путем смещения. стандартного портландцемента, воды и химической добавки— хлористого кальция (2) . 30

Однако, один хлористый кальций не позволяет в необходимой степени интенсифицировать процессы твердения тампонажного раствора, особенно приготовленного иэ лежалых цементов.

Кроме того, при использовании тампонажных цементов с повышенным содер-. жанием алюминатных составляющих ввод хлористого кальция. приводит к спадам прочностных характеристик камня во времени. В связи со значительным во-. доцементным отношением камень из та- кого тампонажного раствора не.обладает необходимой сопротивляемостью знакопеременным температурным воздействиям, возникающим, во-первых, при дальнейшем бурении скважин за счет периодического прогрева зацементированных интервалов с отрицательной температурой циркулирующим буровым раствором, нагретым нижележащйми горными породами,. и, во-вторых, при добыче нефти и газа с глубоких горизонтов, имеющих положительную температуру, и остановках в процессе эксплуатации .

Цель изобретения — повышение прочности и долговечности образующего цементного камня из лежалых цементов.

848594 укаэанная цель достигается тем, что тампонажный раствор дополнитель.но содержит гидроокись калия и аульфосалициловую .кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%

Портландцемент 63,2-70,0

Хлористый кальций, 0,7-3,2

Гидроокись калия 0,3-1,9

Сульфосалициловая кислота . 0,01 -О, 06

Вода Остальное

В данной рецептуре хлористый кальций СаС? и гидроокись калия KOH являются интенсификаторами схватывания и Твердения, а ввод сульфосалициловой кислоты (CCK) -HO-S +< H> (OH) COOH позволяет понизить водоцемейтное отношение за счет пластифМкацни цемент:.ного раствора, не:,приводя к замедлению процессов гидратации.

И табл. 1 представлены свойства тампонажного раствора из лежалых цементов Спасского и Чернореченского за водов.

В табл. 2 представлены сравнительные данные по тампонажным растворам известного и предлагаемого изобретений.

Пример, Для получения тампонажнык растворов берут хранившиеся 6 мес. пробы цементов двух заводов — Спасского и Чернореченского..добавки

CaCI>, K0H и CCK и воду смешивают в течение 3 мин. в соотношениях, приведенных в прилагаемой таблице. Растворы твердеют при температуре 22+2 С и в холодильной камере при 5+ 0,3 С.

В предлагаемом тампонажном растворе, как видно из таблиц 1 и 2,.достигается значительное увеличение прочностных свойств камня, полученного из лежалого цемента, снижается до нуля водоотделение, сроки схватывания позволяют осуществлять процесс цементирования в течение технологически необходимого времени. При В/Ц ниже

0,35 растекаемость ниже допустимой,а с увеличением В/Ц более О;5 прочность, меньше требуемой по стандарту. Сроки ожидания затвердевания цементного раст

15 вора (ОЗЦ) могут быть значительно сокращены эа счет более быстрого набора камнем прочностных свойств. В связи со сниженными водоцементными отношениями камень из предлагаемого

Щ тампонажного раствора обладает повышенной сопротивляемостью знакопеременным температурным воздействиям.

Иэ табл. 2 видно, что тампонажный раствор согласно предлагаемому изобретению дает стабильный прирост прочности камня во времени и обладает большей прочностью, особенно к

90 или 180 сут.

Предлагаемый тампонажный раствор успешно прошел промышленное испытание в Якутской ACCP.

848594

I

1 (» an «3 Irl ao с ъ «r с с с с с с м . ao сч со О «ч o .I

«-3 «-3 СЧ СЧ СЧ 1

СО (» М «3 М an с с с с с

1 сч an «.3 1» ch o

1 ес «ч «-3 сч

g I

М N «Ф аА М СЧ с с с с с с

«-1 CO CO (г((1 N N М «Ф .а а а

aA aA IA а о а 3 сч е ° ° ° а an 0 М а о с Ъ ««

° °

«3 «3

СЧ «-3 о о а э н

° ° ° а 3 м а о

«-3 .Ю

° ° о. а (о о о

М СЧ «3

° ° ° а а о

N «-(«-3

1 1 (I

1 1

1 I

I 1

I. I

I I

1 1

I 1

1 1

1 I

1 I

I !

1 I

I .1

I 1.! I

101, !

t о

33t

1 30 1

I 1 о! о

1 и

I < !

Ф 1

1 Ь °

Ф а а о о н о м г

° °

СО О О М

«1 « а ф3 а о

«t Н IA «3

° ° ° ° м м сч сч аА а Q

О 3 (Ч

° ° °

М СЧ N о а а

3 сЪ О

° ° «

СО «-3 («Ч а со о ю tn w сч с ° ° ° сч со а с"ъ

«-« а о an an

СЧ 3 an СЧ

° ° °

С "Ъ С Ъ СЧ С»3 а О а о

° ° м <ч сч о о а

N «-3 С Ъ

° ° ° сч ch а

%-1

aA IA IA сч О а

° ° °

° Ф М «-3 а а о сй а м

° °

ЧР «31 М

a o а а

an сч о

° ° ° ° сЧ «1 «-3 «-3

I о о а

М «Ч «3 ч о

I о !.о

1

1 .1

):(а о

IXI a (б о о an с с сч «. О

an с о о о

А(Ф

ОФж

m цх

О О О ю о о о о

)« о

Х N о сч о

llI ,( u

1 (I

1

1 с

Ф 3( (« I («

ОФО

Ч 3 О сч сч сч

1,1 Р о

Й а

Ф! Р

1 н

1 > I

Е

Ф 1! сс I е 0I O Z (Ъ МЕО 3

O l

1 о («1

° 0 1О

Ch Ch с

%«%3 и

I ЦЙФ!

,Х(0

1

I 1

t

I

t !

1

1 о а сч

«3 с"Ъ М с с о о о ф а о ю (.3 ф а

an o

an а 3 с с с о о.о а о

«3 «3

\ о о

an. СЧ м с ъ с о о о г- а аА «3 «3 с о о о

Ю аА с

Ю

»» 1 (3 (I!

1 .3 - Ф

1

I

I

I

I.

1

1 4 1

v«t

V l

Ю о (м о. о о о с с с с о о о о

IA 1О Ch о о о с с о о о О Ch о о с с о о

«Ф О1 IA с

«3 « СЧ сч м а ( с с с с о о о. о

1 I.

1

I 1

1 1

I I

l 1. 1.

М(! о 1

I0 о I

1 . с «

С 3 3 СЧ О (СЧ Ch с с с с с

Ю Ю rl СЧ СЧ М СЪ и

1 I и 1 айi! ! ОЕ Ф(! МЦЫ1 сч oa I» c«! In с с с с

«3 а 1О I» CO О О Ю со -Ю о о о (I

1

I

1

l

1

1 (1

1

1

1

I

l

1

l O (« ! о

1 Х

1 )6

1 Ф.

1 Ж ! о (1

I Н

I (3t

I Ф !

1 O

1 О ! о

I

1

I

1 а сЧ (» СЧ f «3 с Ъ с с с с с с с

Ch о 3 а Ch ao

N СЧ «3 а IA IA а сч а г о м а

00. СО CO Ch СЗЪ Ch с с с с с

«3«3«3«-3«-3«3

М (» СЧ Î (СЧ ОЪ с с с с с с с

Ю Ю rl СЧ СЧ М l«l сч в с сч а о о с с с с с э а чъ 3 00 о аО 1О \О IO 1О ((а

«-3 «-3 Ol Ch

СЧ СЧ СЧ СЧ N «-3

О1 М Ch «-(СО 00 0О ОЪ с с с с с т(«3 «1 «-3 «« IO

О 3 М 3 an

О О О О О с с с с с

О О О О О сч м an 1 «3 О\ in с с с с с". с с

О О О О 3 Ч N

848594

Таблица 2

Цемент, Спасского завода

100

0,5 Не схватился

21,5 14,4

18,3 11,2

14,5 10,1

33,7 55,4

35,6 59,7

100

0,5 8,7 12,6

20,3

24,5

26., 4

33,7

32,2

100.,5 20,7 ,4 22,3 ,5 29,9

0,5 12

0,5 15

19,0 27

3 1,0 0)05

5 1,5 0 1 0,5 20,3 28,9

Цемент Чернореченского завода

100

НВ схватился

0,5

12,5 14,5

20,5 20,2

13,2

18,5

24,4

50,2

54,4

10,5

18,3

20,4

24,9

100

0 5

0,5

6,8

11,4

13,2

16 5

17,1

25,3

31,4

0,5

100

22,7

26, 8

100

1,0

1,5

0,05 0,5

0,1 0,5

25,7 29,8 32,8

Сульфосалнцилов ая

35 кислота

Вода

Формула изобретения

0,01-0,06

Остальное

Составитель В. Никулин

Редактор О. Иалец Техред T,йаточка Корректор C,Êoðíèåíêo

Заказ 6029/32 Тираж 627 Подписное

ВНЕИПИ Государственного комитета СССР .пз делам изобретений и открытий

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

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

Тампонажный раствор для це" ментирования скважин с :отрицательными и низкими положительными температурами, включающий портландцемент,хлористый кальций и воду,о. т л и-@> ч; а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности и долговечности це.ментного камня из лежалых цементов, он дополнительно содержит гидроокись калия и сульфосалициловую кислоту при следующем соотношении компонентов, 45 мас.Ъ - .-:

Портландцемент б 3, 2-70, 0

Хлористый кальций 0,7-3,2

Гидроокись калия 0,3-1,9

И сточник и и н фо рмаци и, принятые во внимание при экспертизе

1. Волошин В,A. и др. Сокращение времени ОЗД при цементировании кондукторов низкотемпературных скважин. †Нефтяное хозяйство, 1978, Ф 11, с. 2021

2. Хангильдин Г .Н. Хлористый кальций

-эффективная добавка к тампонажным цемеятным растворам в условиях отрицательных температур. — Труды БашНИПИнефти. 1970., вып. IV, с. 277-282 (прототип) .