Тампонажный раствор для цементирования скважин
(72) Авторы изобретения
А. С. Серяков, И. Г. Верещака, 3. А. Бафщкая и А. 3. Керцман
«М» (71) заявители (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ
СКВАЖИН
Изобретение относится к газо- и нефтедобыва ющей промышленности, а именно к цементированию глубоких скважин.
Известен облегченный цементно-глинистый раствор (11, состоящий, вес.%:
Цемент 100 5
Глинопорошок горбский 120
Недостатком известного раствора является повышенная газопроницаемость 0,3 мд, что приводит к негерметичности цементного кольца в затрубном пространстве скважины.
Известен также тампонажный раствор для цементировании скважин на основе минерального вяжущего и углеродсодержащей облегчающей добавки (2) .
Недостатком раствора является его- невысокая .агрегативная устойчивость, а также то, что образующийся камень имеет повышенную газоиепроницаемость.
Цель изобретения — повышение агрегативной
20 устойчивости раствора и газонепроницаемости образующегося цементного камня.
Указанная цель достигается тем, что в качест .ве углеродсодержащей облегчающей добавки он
2 содержит сажу,или отходы сажевого производства при следующем содержании компонентов, вес.%:
Минеральное вяжущее 80-90
Сажа или отходы сажевого производства 10 — 20
Газопроницаемость затвердевшего камня является одним из важнейших его технологических свойств. Камень с низкой (0,01 — 0,2 мд) или нулевой проницаемостью препятствует межпластовым перетокам, успешно противостоит коррозионному разрушению и способствует качественному цементированию обсадных колонн в глубоких и высокотемпературных скважинах.
Сажа является порошкообразным продуктом неполного сгорания или термического разложения органических веществ, состоящим в основном из углерода. В состав сажи входят, вес.%: углерод 89 — 99; водррод 0,3 — 0,5; кислород
0,1 — 10; сера 0,1 — 1,1 минеральные вещества— до 0,5.
Она состоит из сферических частиц размером
90 — 6000 А, образующих более или менее разветвленные цепочки. Величина частиц, удельная
885539 поверхность и степень структурности, т. е. разветвленность сажевых цепочек, определяют свойства сажи. Сажа, вырабатываемая из масел
ПМ-100, имеет удельную поверхность 100 м /г, марки сажи ПМ вЂ” 75 и ПМ-50 — соответственно
75 м /г и 50 м /г.
Состав отходов сажевого производства,%:
Технический углерод (сажа) Не менее 95
Сера Не более 1,1
Влага Не более 0,9
Посторонние включения Не более 5,0
Технология приготовления облегченного тампонажного раствора не отличается от общепринятых способов получения растворов из смеси тампонажного цемента с различного рода функциональными наполнителями.
Эффективность от дополнительного введения в тампонажный раствор облегчающих добавок оценивают по изменению плотности, стабильности сроков охватывання раствора, а также изменению прочности и проницаемости камня.
Как видно из табл. 1, облегченные растворы из таких добавок седиментационно неустойчивы, а затвердевщий камень имеет большую величину проницаемости, что отрицательно сказывается на качестве цементирования обсадных колонн, Одновременно проводят испытания предлагаемого тампонажного раствора. Данные лабораторных
10 испытаний приведены в табл. 2; В качестве базового берут тампонажный раствор без добавок с В/Ц-0,5. Из таблицы следует, что облегченный раствор имеет высокие показатели стабильности, а камень практически непроницаем.
Применение предлагаемого тампонажного раствора способствует снижению газопроннцаемости цементного камня, что позволит обеспечить качественное цементирование затрубного пространетва, а также найдет применение отходам саже26 вого производства.
885539
ФК
Й ь
Ю СЧ м
ОО
46 и фй о в (Ч -ю. а м м" о м м
C)
Щ
CV е О .о а
С4 °
g, I м о о % ь
И.
И Г
"Z I
1 I
М
О
1 м
3 о
03 н
1 ф,О ц н со Ц н х ь м о
2 н о
)х
О
l0 (-) н о
Х
0 й: в И х й(nl Х д,"
И lÎ цр а3 н с4 ", Ф о
Х
v л
>х х ой и д м О о о - О о х
° 4Д
2
М
>х о
v и
Ф.о
Ф о и и
И и ю о . Я мъ оо м
< 4 >
Ю о v o а еч О- ф а,-, О
1 1 I ! - м
И а м 1„1 м м
О О Q o
СЧ Iran Ф
1 1 1 1 1 и С С 4 Г4 СЧ о < g сч î оо й„ „ч о . о
О Q О О О О О о ь о о о о а oo w 00 (ч ц м м о е
° -
I о о о о м м м м м
I а а а м в д щ
t r -. р о,Я м о о о о о р о
l 1 1 1 1 Д м Я
1 I I I I
885539
Ь
Иag
a ) s iI ь сч о. (Я еч
+ с
II o) в g a e
К м м м м сс1 Д
К ш а ч О
° ф" м
Щ о
Ю !
) О О с.с О О
0О О C 0O 00 сч - м с4 ю щ Ch ч ч м
00 Сс! 1ч g 0 м с3 ч ° \О о с сф (м
00 м
О t î е
m in
I 1 1 с 4 с 1 м о о о о
° ° ч м
1 1 1 1 1 1 сч м м м а о О
1ч м с4
I I 1 м м м а 8
1 I о о о а И с 4 с1 с 4 о
И е4 м о о о о о о о о о сц м о о o„ о о о ч с о о о о о,-," о сч м о о о о о о о о с4 О ю Ф ,-> о д о о о
° 1 о о о с 4 м с 4 с> с м
I Q P4 Pg чч чч ч н о
3- о о о м м м о, о о м м м м о о о о о о м м м м о м о о м м
Ф
Ц о о ю м
t c ю а с гж а с- с а а щ (с- с
In Ill о 40 о о
О О Ф {)
Ю О О о о о о
О а О О О о о о о о о О О с о o o
\О с о о о О о о о с е с с й(ц о
Оч
3 о о с4 м о ч
I l I! 1 I о о о
1 1
1 I I i I I о о с 3 м
С1
° °
1 I I
g о о о
О О О О О О О О О О О О О О О О
Я с1 ф с О ц Я а О О О О
О с „,, сс м + е с, I I I 1 ! I 1 I ) I
e4 eh с. с А
1 I I I I I I I
I 1 I 1 I I 1 I I 1 1 о о g о со g о ь g О Р g P
1
I
I
1
lI
1
I
1
1
I
1
I
1
1
I
1
1
I
I
1 !
I
1
1
I
885539
Минеральное вяжущее
Сажа или отходы сажевого производства
80-90
10-20
Составитель В. Никулин
Техред И.Асталош
Корректор М. Демчик
Редактор Н. Кешеля
Подписное
10486/47 Тираж 630
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретения
Тампонажный раствор для цементирования скважин на основе минерального вяжущего и углеродсодержащей облегчающей добавки, отличающийся тем, что, с целью повышения агрегативной устойчивости раствора и гаэонепроницаемости образующегося цементного камня, в качестве углеродсодержащей облегчающей добавки он содержит сажу или отходы сажевого производства при следующем содержании компонентов, вес.%:
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Данюшевский В, С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М., о "Недра", 1973, с.68 — 77.
2. Там же, с. 83 — 87 (прототип).
