Способ приготовления тампонажного раствора

 

Союз Советскин

Социалистическин

Республик

ОПИСЛНИЕ

И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ »9О9122 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву,(22) Заявлено 14. 02. 80(21) 2900599/22- 03 (5l jÍ. Кл.

E 21 B 33/138 с присоединением заявки 34

Рпударстввнны0 квмнтвт

СССР (23) Приоритет но двлам нэабрвтеннй н вткрытнй

ОпУбликовано 28. 02. 82. Бюллетень JA 8

Дата опубликования описания 02.03.82 (53) УЙК622.245. . 42 (088. 8) с;, г

П.К.Азимов, С.И.ham, А.М.Панов, Н,И.Хасанов и, И.,Т,,Курбанов (72) Авторы изобретения о

Среднеазиатский государственный научно-и ледэвательаки и проектный институт нефтяной промышлейносТи (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАИПОНАЖНОГО

РАСТВОРА

Изобретение относится к получению тампонажного раствора и может быть использовано при проведении тампонажных работ в скважинах, а также в гидротехническом строительстве при получении цементного раствора, перекачиваемого на большое расстояние.

Известны способы получения тампонажных растворов пониженной плотности путем введения в цементный раствор облегчающего компонента типа опо о ки, бентонита, мела, золы (1).

Известен также способ получения тампонажного раствора путем добавления в буровой раствор гидроокиси щелочного металла, окиси кальция (21.

Однако в условиях скважины смешивание бурового раствора и цементирующего вещества идет неполным и тверt

2Е дение происходит преимущественно в зоне смешивания, в основном, в поверхностных слоях с образованием корки.

S результате этого плотность и прочность затвердевшего цемента nq, всей массе получается неоднородной.

Известен также способ приготовления тампонажного раствора путем смешения цемента с асбестом, декстринон и водой (3g.

Однако известный тампонажный раствор обладает повышенной плотностью и низкой тиксотропностью, из-за чего

его нельзя использовать при изоляции зон с высокой проницаемостью и при производстве бесступенчатого цементирования.

Цель изобретения - снижение плотности и усиление свойств тиксотропности раствора.

Указанная цель достигается тем,,что предварительно готовят суспенэию бентонита и асбеста плотностью 1,04-, 1,10 г/см с концентрацией каждого компонента 2-5 вес.3 от общего веса тампонажного раствора и соотношении их 1:1, после чего не менее чем, через сутки затворяют на полученной

90912 суспензии цемент с одновременным введением раствора декстрина и дополнительно бентонита и асбеста, причем по: следние берут соответственно в количествах 0,1-0,3; 4-13 и 1-4 вес.3 от общего веса тампонажного раствора.

Для приготовления тампонажного раствора применяют минеральные добавки, бентонит и асбест, которые используют в две стадии . Предварительно g не менее чем за сутки до проведения тампонажных работ готовится суспензия бентонита и асбеста при соотношении 1:1, имеющих концентрацию 2-54.

8 зависимости от водосодержания суспензия имеет плотность 1,04- 1, 10 г/см .

Она стабильна во времени и легко перекачивается. Водосодержание суспензии зависит от необходимости получить заданную плотность стабильного тампонаж-щ ного раствора при эатворении на ней цемента. Водосодержание раствора составляет 60- 1503 и может контролироваться по плотности. При приготовлении тампонажного раствора вместе с щ суспенэией вводится только 904 всей потребности воды для затворения, остальная часть добавляется вместе с растворенным в ней -декстрином — замедлителем времени загустевания там- зв понажного раствора. Декстрин добавляется в количестве 0,1-0,3 вес.3 при эатворении цемента на предварительно полученной суспензии. Предварительное эатворение бентонита преследует цель усиления пептизации коллоидальных глинистых частиц и адсорбцию их на волокнах гидросиликата магния асбеста), в результате чего седиментация резко снижается, и система приобретает стабильность.

Из табл. 1 в зависимости от водосодержания тампонажного раствора подбирают концентрации суспензий бентонита и асбеста.

Совместное применение бентонита и асбеста при затворении цемента на предварительно приготовленной суспензии с последующей обработкой декстрином позволяет получить термостойкие облегченные тампонажные растворы с плотностью 1,36- 1,56 г/см, которые при твердении образуют камень с улучшенными вязко-пластическими характеристи ками.

5S

С целью снижения плотности тампонажного раствора на суспензии бентонита и асбеста затворяется цемент, к

2 4 которому добавляют бентонит и асбест (,11 стадия) соответственно 4-13 и

1-4 вес. I каждого. Описанное двухстадийное использование асбеста позволяет уменьшить плотность тампонажного раст вора до 1, 36 г/см эа счет повышения водопотребности. Увеличение водопотребности тампонажного раствора обусловлено высокой гидрофильностью вводимых компонентов - бентонита и асбеста. Кроне этого, использование асбеста и бентонита усиливает свойства тиксотропности раствора, т.е. способность образовывать гелеобразную структуру после прекращения движения раствора, причем эта гелеобразная .структура легко разрушается при возоб новлении движения раствора. Усиление тиксотропных свойств позволяет более эффективно использовать тампонажный раствор для бесступенчатого цементирования обсадных колонн, изоляции эон с высокой проницаемостью, снижения газирования в скважине тампонажного раствора и предотвращения проседания цементного камня в скважине, Благодаря кольматирующей способности волокнистой добавки, ее армирующему действию и упрочнению контактной зоны тампонажного цемента возможность его поглощения снижается одновременно с уменьшением вероятности перетоков и заколонного давления. Это особенно важно в проницаемых пластах и при наличии газа.

Для приготовления тампонажного раствора применяют минеральные добавки - бентонит и асбест, которые используют в два приема.

Пример 1. Готовят суспенэию с 2 вес.3 бентонита и 2 вес.4 асбеста.

Через 24 ч на этой суспензии затворяют цемент с 13 вес.3 бентонита и

1 вес.l асбеста. При этом за счет суспензии покрывается 90 ; водопотребности тампонажного раствора, а с остальными 103 вводится 0,2 вес.3 декстрина (no,отношению к цементу) . Тампонажный раствор тщательно перемешивают в течение 5 мин. Плотность образовавшегося раствора равна 1,56 г/см .

Пример 2. Готовят суспенэию с 3 вес.4 бентонита и 3 вес.3 асбеста.

Через 24 ч на этой суспензии затворяют цемент с 12 вес.3 бентонита и

2 вес. ; асбеста. При этом эа счет суспензии покрывается 901 водопотребности тампонажного раствора, а с остальными 10! вводятся 0,3 вес. i декстТаблиц а 1

Концентрация бентонита, 3

ПлотПримечание

Концентрация асбеста, о

Вода затворения, плотность, г/см

Водосоность суспенэии, г/см держаwe,4

1,00 Концентрация добавки в суспензии берется по весу

1 60 5

1,10

1,085

2 70 43

3 80 3,75

4 90 33

5 100 3

6 110 2,7

7 120 2,5

8 130 ".,3

9 140 2 15

10 150 2

4,3

1,00 То же

1 00

1, 075

3,75

1 00

1,07

3,3

1,06

1 00

1 00

1, 055

2,7

1 00

1,05

2,5

1, 045

1 00

2,3

1,04

1,00

2,15

1,04

1,00

5 9091? 2 6 рина по отношению к цементу) . Тампо- тальными 104 вводится 0,2 вес.3 декстнажный раствор тщательно перемешивают рина по отношению к цементу1 . Плотв течение 5 мин. Плотность образующе- ность образовавшегося раствора равна гося раствора равна 1,46 гlсм . 1,36 г/см .

Пример 3. Готовят суспенэию 5 В табл. 2 сведены данные постадийс 4 вес. Г>ентонита и 4 вес.3 асбеста. ного приготовления тампонажного растЧерез 24 ч на этой суспензии эатворя- вора и его свойства. ют цемент с 6 вес.4 бентонита и

1 вес. асбеста. При этом за счет сус- Использование изобретения обеспепенэии покрывается 90) водопотребнос-1о чивает по сравнению с известными споти тампонажного раствора, а с осталь- собами приготовления тампонажного растными 103 вводится 0,2 вес.3 декстри- вора облегчение производства тампонажна. по отношению к цементу) . Тампо- ных работ в скважине и повышение их нажный раствор тщательно перемешивают качества; снижение воэможности гидров течение 5 мин. Плотность образовав- 1 разрыва и поглощения пластом тампо" шегося раствора равна 1,41 г/см . нажного раствора в скважине; качест"

П р и и е р 4. Готовят суспенэию венное разобщение пластов при цементис 5 вес.3 бентонита и 5 вес.3 ас6ес- ровании обсадной колонны в условиях та. Через 24 ч на этой суспензии за- аномально низких пластовых давлениях, творяют цемент с 4 вес.Ф бентонита гв а также долговечность цементного ками 4 вес.3 асбеста. При этом эа счет ня за колонной и снижение потребноссуспензии покрывается 904 водопотреб- ти проведения ремонтных работ в сква" йости тампонажного раствора, а с ос-, жине при длительной ее эксплуатации.

909122 (, г1C

Ф.

3" о р

CC g

О1С

" ИИ л

ФЧ

СФ ф\

CI со

ФЧ

° Ч

° Ф\

CO а

° Ф

° СФ

Фа1

° I»

Ф Ээ ! ч! a

X !

ФФФ !

ФЧ

Ю

° Ф

ФФФ

ФЧ

ФаЪ

Ю

CI

ФЧ

1 CD

1 Ф

CI

СФ

Ю

СФ

МЪ

Ю

С1

ФФЪ

»О

ФЧ

1»1

Ф CCD ф

2 a=А

CZCCD u л фФ ! C»C

Ф

1»1

° Фа\

Ф 1

Фr1 л

Фч Фаъ

1 1 с Т

М !Ч

C»I

I I т

ФФ!

Ч ! а,О В Фа!

° Ф- С

IJ И C

ФФ\

ФЧ

ЧФ

Фа!

ОФФИС

1 Ф»

Э IJ

ФФОа

IC Z u иФ

CC

CD

ФЧ

a I Э очи

СФ

C»i

» ф ж ФФ о

1» 1

С»

Фа\

С!!

Ч

С3

ФЧ о

ФЧ

СФ

1

1 Фv

1 u D ! СФ0

° 1

1 Е Р

О

Ф«0

I-CR и. у i, =."1

1 °

1 Z Д ! 3

ФЧ

ОО

Ю

ФФФ

ФЧ

° Ъ

«lj) ф ° L Ф»

I 3

Я I и и о

Я 1

1 ! о

y f

«»

1 Фф о с»

I с ь.

О 1 а;.

It

1 ФС

Л I ° 1 э 1 исЧФ Ма

0tI VCЙ

Р Ф 1

РCJ I ФФО

Ю t I ФВ и I

С М I ф Ф» 1

1 I

u I В О

ЪЕ Ф й3

I.eazvi

30!ЯЗВА

;; °, 1 1 е Ic1 v I

I аi»

Ф

C Ф CC O I

ЭФ

Ф 9 ICCCJ 1

Ф- I I- ЮФФ 1

0 и ФФ ФФФФч

« 1 з

ЛФ»

1

1

1 !

I

1

I

1 !

1

1

1

I I

1

I

1

1 ! !

1

1 !

1

I

I

1

1

1

1

Ф

1

1

1

1 !

I

I

1

9 909122 10.

Формула изобретения раствора декстрина и дополнительно бентонита и асбеста, причем последние .ъ

Способ приготовления тампонажного берут соответственно в количествах раствора путем смешения цемента с ас" 0,1-0,3, 4-13 и 1-4 вес.Ф от общего бестом, декстрином и водой, о т л и - веса тампонажного раствора. чающийся тем, что, сцелью Источники информации, снижения плотности и усиления свойств принятые во внимание при экспертизе тиксотропности раствора, предварительно готовят. суспензию бентонита и ac- l. Данюшевский В.С. и др. Справочбеста плотностью 1,04-1,10 г/см с 1в ное руководство по тампонажным матеконцентрацией каждого компонента от риалам. М., "Недра", 1973, с. 89.

2 до 5 вес.3 от общего веса тампо- 2. Патент СИА и 3557876, . нажного раствора и соотношении их кл. 166- .92, опублик. 1971.

1:1, после чего не менее чем через 3. Авторское свидетельство СССР сутки затворяют на полученной суспен- 15 по заявке 1 " 2729565/22-03, зии цемент с одновременным введением кл. E 21 В 33/138, 1979 (прототип).

Составитель В. Гришанов

Релактор Л. Филь Техреду Е». «Харитончик Корректор Л. Бокшан

Заказ 797/43 ираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного ком тета CCCP по делам изобретений и открытий

1130) Москва И-Я Раушская наб. g. 4/$

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