Тампонажная смесь для цементирования нефтяных и газовых скважин
Сеюз Севетских
Сецмалистическик
Ресиубпин
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
E 21 В 33/138 3Эеударстефнай квинтет ceca ае двнм изебуетеннй и втнрмтнв (2З) Приоритет а Опубликовано 15.02 82. Бюллетень ¹ 6 (53) УД К 622.245. .42 (088.8) Дата опубликования описания 15 02 82 Л. Т. Дытюк, Н. М. Лятлова, Р. П. Ластовский, В. Б. Разумов, (54) ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН где и = 1-5 Изобретение относится к бурению скважин, в частности к тампонажным смесям для цемеитирования нефтяных и газовых скважин. Известны тампонажные смеси, включающие цемент и добавку, замедляющую сроки схватывания при повышенных температурах н давле5 ниях. К таким добавкам относятся борная кислота, виннокаменная кислота, гидролизированный полиакрилонитрил (гипаи), сульфит-спиртовая барда (ССБ), карбоксиметилцеллю- тО лоза (КМЦ), нитролигнин, нейтральный черныи контакт (ИЧК), тринатриевая н трикалиевая соль 1-оксн этилендифосфоновой кислоты ОЭДФ и др. Количество вводимой добавки колеблется до 3 вес.% (1). т5 Однако данные смеси обладают низкой эффективностью замедления сроков схватывания, например, виннокаменная кислота при добавке;,о 2 вес.% при 150 С удлиняет начало схватывания цемента до 3 — 4 ч, а КМЦ при концентрации добавки до 1,5 вес.% при 150 С удлиняет начало схватывания до 1,5 ч. .Кроме этого. указанные реагенты являются дорогими и дефицитнымн продуктами. Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату является тампонажная смесь для цементирования нефтяных и газовых скважин, включающая в качестве основы цемент и замедлитель сроков схватывания — мононатриевую соль производного 1,3-диаминопропанола-2 (ДПФ вЂ” 1) общего вида О о а а H0 — P — СН + М вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СН вЂ” N -СН вЂ” Р-ОН, 0 сн2 Он CHz 0 ! Na Ha p=P-ОН O=P-0H 1 0 0 I йа На при следующем соотношении компонентов вес.%: Цемент 99.850- -99 995 Мононатриевая соль производного; 1,3-диаминонропакола-"- 0.005 -0.150 (2). 905434 Сроки схватывания, ч.— мин Смесь Цемент ДПФ вЂ” 1 I,З-Диамино- Начало лропанол-2 Конец 220 99,995 99,950 99,850 99,996 99,960 0 005 Известная 4оз 447 610 0,050 О,ISO 227 0,003 0,001 Предлагаемая 512 0,030 0,010 99,870 720 8ю 0,100 0,030 Однако известная тампонажная смесь обладает незначительным эффектом замедления сроков схватывания цемента, требуются повышенные расходы добавки. Цель изобретения — повьпцение степени замедления сроков схватывания тампонажной смеси при повышенных температурах с одновременным снижением расхода замедлителя. Поставленная цель достигается тем что тампонажная смесь дополнительно содержит производное 1,3-диаминопропанола-2 общего вида Н Н (СН с СН НЫ) Н I и ОН где n = 1-5 при следующем соотношении компонентов / вес.%: Цемент 99 870 — 99 о96 Мононатриевая соль производного 1,3-диаминопропанола-2 (ДПФ вЂ” 1) 0,003 — 0,100 Производное 1,3-диаминопропанола-2 0,001 — 0,030 Сочетание указанных компонентов образует полиэлектролитный комплекс (ПЭК}, обладающий повышенным замедляющим эффектом при твердении цементов. В связи с тем, что в СССР 1,3-диаминопропанол-2 узкой фракции со степенью полимеризации 1 — 5 не выпускается, а разделение данного продукта весьма сложная и дорогая операция из экономических соображешш в синтезе использовалась широкая фракция h= 1 — 5, 35 Тампонажная смесь приготовляется следующим образом. В расчетное количество воды вводятся добавки — мононатриевая соль производного 1,3-диаминопропанола-2 (ДПФ вЂ” 1) и производ- 40 ное 1,3-диаминопропанола-2 и на этом растворе затворяется цемент по обычной технологии. Содержание компонентов, вес.% В табл. приведены параметры по предлагаемому и известной тампонажных смесей при верхних, нижних и оптималып.rx соотношениях компонентов в вес.%. Эффект замедления сроков схватывания тампонажной смеси определяется при 150 C и давлении 450 кгс/см по методике, изложенной в ГОСТе 1581 — 78 и ГОСТ 310.1 — 76ГОСТ 310.4 — 76. Из таблицы видно, что даже при незначительном содержании в тампонажной смеси ДПФ вЂ” 1 и 1,3-диаминопропанола-2 происходит уллинение сроков схватывания. А при добавках, равных, соответственно 0,10% и 0,03% эффект замедления сроков схватывания выше на 2 ч по сравнению с добавкой равной 0,15% в известной. Нижний и верхний пределы добавок объясняются примерами. Пример 1. Параметры тампонажной смеси при добавках ДПФ вЂ” 1 и производного 1,3-диаминопропанола-2 в концентрациях равных 0,0015% и 0,000S% соответственно в сравнении с контрольным опытом. Из примера 1 видно, что при добавках ДПФ вЂ” 1 и 1,3-диаминопропанола-2 меньше 0,003% и 0,001% замедление сроков схватывания меняется в пределах, не имеющих практического значения. Пример 2. Параметры тампонажной смеси нри добавках выше 0,1% и 003%. Из примера 2 видно, что при добавках превышающих 0,1% и 0,03% предел прочности цементного камня при изгибе не соответствует ГОСТ 1581 — 78 (согласно ГОСТ 1581 — 78 он должен быть не менее 35 кгс/см ). г Предлагаемое изобретение повышает степень замедления сроков схватывания тампонажной смеси при высоких температурах, сокращается расход вводимой добавки-замедлителя сроков схватывания. Таблица 1 905434 Таблица 2 Растек аемост, ПлотВремя схватывания, ч-мнн ность, г/см Начало Конец 21а 1,82 l,82 Таблица 3 Предел прочности цементного камня при изгибе, кгс/см Время схватывания, ч-мин Начало Конец 8 lo 38,3 0 030 99,870 0,100 99,800 0,150 33,6 0,050 ВНИИПИ Заказ 313/45 Тираж 623 Подписное Филиал ППП "Патент", r.Óæãîpîä, ул.Проектная,4 Содержание компонентов, вес.% Цемен ДПФ вЂ” 1 1,3- Днаминопропанол-2 99,998 0,0015 0,0005 Содержание компонентов, вес.% Цемент ДПФ вЂ” 1 1,3-Диаминопропанол-2 Формула изобретения Тампонажная смесь для цементировання нефтяных н газовых скважин, включающая в качестве основы цемент и замедлитель сроков схватывания — мононатриевую соль производного 1,3-диамннопропанолй-2 (ДПФ вЂ” 1) общего вида: н но|н-сн}нсн; сн-сн;н}сн,— ннзниа Иа НО Р-СН» ОН СН вЂ” РО НИа I где n = 1 — 5, отличающаяся тем что, с цельюаз повышения степени замедления сроков схватывания тампонажной смеси при повышенных температурах с одновременным снижением расхода замедлителя, она дополнительно содержит производное 1,3-диаминопропандла-2 общего вида н, и (сн, - сй - t- H, - !} - Н, 0Н где о=1 — 5 р следующем соотношении компонентов вес.%: Цемент 99,870 — 99,996; Мононатриевая соль производного !,3-дна минонронанола-2 (ДПФ вЂ” 1) 0,003 — 0,100, Производное 1,3-диаминопроланола-2 0,001-6,030 Источники информации, принятые во внимание при экснертизе 1. Данюшевский В. С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М., "Недра", 1973, с. 130-133. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке ! 1н 2745130/22-03,, кл. Б 21 В 33/138, 1979 (прототип) .
