Тампонажный раствор

 

Союз Советски н

Соцкалксткческин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (F11870673 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 300779 (2l ) 2805272/22-03

{5 l ) M. Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет

E 2I В 33/138 еннуааратеенный камнтет

СССР но аннам нэойретеннй н втнрытнй

Опубликовано 07.1081. 5къллетень,1» 37

Дата опубликования описания 10.1 С 81 (53) УДК 622. .245.3(088.8) (72) Авторы изобретения

Г.М. Толкачев, Л.Н. Долгих и А.М ° (7I ) Заявитель

Пермский политехнический институт (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

Изобретение касается бурения нефтяных и газовых скважин, а именно технологии цементированя скважин, и может быть применено при креплении скважин в соленосных отложениях, представленных галитом, сильвинитом, бишофитом и карналлитом.

Известен способ получения тампонажного раствора для цементирования калийно-магниевых солевых пород, включающий затворение магнезиального цемента на насьпценном водном растворе хлористого магния t 1 ).

Цементный камень этого тампонажного материала имеет хорошее сцепление с солями различного минерального состава (галит, снльвинит, бишофит, карналлит), высокие прочностные показатели, но быстро разрушается прн контакте с пресными и маломинералвными водами, поэтому он не может .быть использован для крепления скважин, имеющих в разрезах водоносные горизонты °

Наиболее близким по составу к предлагаемому тампопажному раствору является тампонажный материал, полученный по способу, включающему затворение смеси магнезиального цемента и кислого молотого доменного шпака на насьпценном водном растворе хлористого магния. В таком тампонажном материале содержится от 37 до 50 вес.М кислого шлака 1 2).

Цементный раствор такого тампонажного материала имеет удовлетворительные сроки схватывания, а образую щийся цементный камень имеет хорошую стойкость в воде, растворе хлористого натрия, высокие прочностные показатели и хорошую адгезию к солевым и другим горным породам.

Существенным недостатком шлакомагнезиального тампонажного материала с использованием кислых шлаков является то, что образующийся цементный камень при длительном ко;.такте с растворами, содержащими хлористый магний, 8706

Таблица 1

Коррозионная стойкость магнезиального тампонажного материала с добавками кислого шлака, затворенного на растворе хлористого магния

Предел прочности на изгиб, кгс/см через

Содерж. кислого шлака, вес.Х

Среда хранения

7 сут 1 мес 3 мес 6 мес

2 сут

9 нес 12 мес

25э2 30эl 29э1 29э0 39э6 52э3 57вО

Вода

53 р-р йаСЙ р-р М9СРу

28,2 32,4 40,2 45,8 48,3

26,2 28,3 30,1 28,8 24,1

52,1 58,0

19,0 10,2, постепенно;теряет прочность и разрушается (см. табл. 1). Это ограничивает область применения такого тампонажного материала.

Целью данного изобретения являетS. ся повышение долговечности цементного камня в условиях агрессии хлористого натрия, хлористого магния, растворов этих и других солей.

Укаэанная цель достигается тем, что в качестве шлака раствор содержит основной шлак с модулем основности

1,02-1 19 и модулем активности 0,110,23, при следующем соотношении компонентов, вес.Х:

Магнезиальный цемент 9,5-25

Шлак основной 37-53

Хлористый магний 12-12,5

Вода . Остальное

Сущность повышения стойкости це20 меитного камня шлакомагнезиального тампонажного раствора с основным шлаком заключается в том, что при воздействии солей магния гидросиликаты кальция (2СаО . S10 - Н О; СаО ° SIÎ 2Н О), 25 образующиеся при гидратации шлаков, разлагаются до гидроокиси кальция

Са(ОН) . Последняя, реагируя с хлористым магнием, образует хлористый кальций и малорастворимую гидроокись магния Мд(ОН) . Образующиеся в результа 30 те этих процессов кремнекислота и гидроокись магния, отличающиеся .благодаря особой структуре повышенной плотностью, откладываются в порах цементного камня, кольматируют их.

Поскольку в основных шлаках силикатов кальция и гидроокиси кальция больше, 1 чем в кислых шлаках примерно в 1,21,4 раза, то плотность слоя продуктов их разложения в порах цементного камня выше, что: существенно снижает

его проницаемость, уменьшает или прекращает полностью доступ агрессивной

73 4 среды к зернам новообразований, повышает коррозионную стойкость цемент. ного камня.

Для получения шпакомагнезиального тампонажного раствора был использован основной шлак Ильского завода (модуль основности 1,12, модуль активности 0,12) в количестве 60-80Х к общему объему смеси. Смешение магнезиального цемента (каустического магнезита) со шпаком производилось в шаровой мельнице. Приготовленные таким путем шлакомагнезиальные тампонажные материалы затворялись на насьпценном растворе хлористого магния.

Корроэионная стойкость цементного камня тампонажного материала с использованием основных шлаков может быть охарактеризована изменением его прочностных показателей во времени при длительном хранении в различных агрессивных средах (табл. 2).

Как видно иэ табл. 2, образцы цементного камня шлакомагнезиального цемента с использованием основного шпака при хранении их в растворах хлористого магния имеют высокие показатели, нарастающие в течение продолжительного времени (4,5 года).

Более высокая корроэионная стойкость цементного камня в магнийсодержащнх солях позволяет более качественно и надежно производить разобщение пластов в нефтяных и газовых скважинах, значительно продлить срок службы скважин.

Технология приготовления и использования шлакомагнеэиальных тампонажщцх материалов с основными шлаками не меняется по сравнению с технологией приготовления и использования известного тампонажного материала с добавками кислых шлаков.

870673 одолжение таблипы

Содерж. кислого шлака, вес.Х

Среда хранения

6 мес

9 мес 12 мес

3 ме сут

Вода 25,4 31,2 34,2 36,7

33,1 34,2

50,3 49,8

32,7 49,3

50 р-р МэСВ 32,4 43,0 р-р MgCE 27,3 29,8

44,8 48,9

32,3 28,4 22,3 18,3 разрушение

Вода р-р йаСЕ

1-I MgCe<

62,8 67,2 68,8

36,2 50,1

41,2 63,1

55,3 57,0

58,7 53,7

47,8 разрушение

Таблица 2

Коррозионная стойкость магнезиального цемента с добавками основного шлака, затворенного на растворе MgCg .

Содерж. основСреда хранения

1 мес 3 мес 6 мес

2 сут ного

7 сут

9 мес

l2 мес шлака, вес.й

52,8

38,2

28,0

3I,2

30,2

13 3 17,9 18,0 28 5 29,2

29,7

32,7

27,1

29,8 30,1 32,3 32,0

33,8

53,4

57,8

37,8 45,3 50,2

20,1 23,4

30,1

П р и м е ч а н и е: — данные, полученные через 4,5 года.

9,5-25

37-53

12-12,5

Остальное

Иагнезиальный цемент

Основной шлак

Хлористый магний

Вода

Формула изобретения

Тампонажный раствор, содержащий магнезиальный цемент, хлористый магний, шлак и воду, отличаюшийся тем, что, с целью повышения долговечности цементного камня в условиях агрессии хлоридов натрия и.магния, в качестве шпака раствор . 1. Авторское свидетельство СССР содержит основной шлак с модулем ос- . У 209360, кл. Е 21 В 33/13, 1966. новности 1,02-1,19 и модулем актив- 2. Авторское свидетельство СССР ности 0,11-0,23, при следующем соот- ss Ф 601392, кл. E 21 В 33/138, 1977 ношении компонентов, вес.Ж: (прототип).

ВНИИПИ Заказ 8516/34 краж 630 Подписное

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

Вода р-р NaCE р-р MgCCа

Вода р-р йаСЕ

P-P М9Иг

Вода р-р NaCK р-р МЯСОМ г редел прочности на изгиб, кгс/см через

28,3 30,1 32,1 32,8 33,2 35,2 36,!

Предел прочности на изгиб, кгс/см, через

l5,2 23,5 28,4 32,1 49,4 50,3 50,7

l3,4 18,l 23,7 31,7 38,3 50,0

13,1 18 0 21,3 26,2 30,9 34,0

24,1 29,7 28,0 27,4 26,2 26,8

27,3 39,9 40,1 23,4 25,3 28,8

25,3 27,8 . 32,3 36,8 40,1 48,5

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе