Облегченный тампонажный материал для крепления скважин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и>922268

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22)Заявлено 06.06. 80 (21) 2970335/22-03 с присоединением заявки №(23)ПриоритетОпубликовано 23.04. 82. Бюллетень №15

Дата опубликования описания 23.04. 82 (5 t ) M. Кл.

E 21 S 33/138

Государстмниый комитет

IIo делам изобретений и открытий. (53) УДК622.245.. 42(088. 8) Ф

А.И. Булатов, В.А.Левшин, В.А.Антонов, Г."И.Гагай.;: —, -, М.В.Рогожина и Д.А.Лоскутов

t. i

Всесоюзный научно-исследовательский ийдтитут по креплению скважин и буровым растворам (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ

ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН

Известен облегченный тампонажный цемент (ОЦГ) для горячих скважин, в состав которого входят портландцемент, молотый шлак и трепел. Ох предназначен для цементирования скважин с температурами от 30 до 90 С

При использовании ОЦГ при температурах от 90 до 150 С в тампонажный раствор вводят замедлители в коли" честве 0,53 от массы вяжущего. Плотность исходного раствора 1,45 кг/см ъ

При температуре свыше 150 С материал не применяется из-эа пониженных прочностных показателей.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к тампонажным материалам, используемым при креплении высокотемператур" ных скважин.

Наличие в разрезе высокопроницаемых горизонтов, склонных к гидроразрывам и поглощениям, приводит к серьезным осложнениям в скважине, Подьем тампонажного раствора в глубоких скважинах на заданную высоту можно обеспечить при наличии тампонажных растворов с пониженной плотностью.

Известен также облегченный тампонажный материал для крепления скважин на основе вяжущего, облегчающей добавки и газонаполнительных гранул, плотность раствора которого

1,3 г/см 323

Недостатками известного материала являются высокое водосодержание (В/Т 1,75-2,2) и соответственно низ15 кая прочность при изгибе, а также ограниченная область применениядо 160о С.

Цель изобретения — обеспечение набора прочности на ранней стадии твердения при высоких положительных температурах 160-250 С, а также снижение плотности.

Для достижеíия поставленной цели облегченный тампонажный материал до3 922 полнительно содержит костру конопли или льна - отход пенькопроизводства, состоящий из мас./:.

Целлюлозы 40-60

Пентазаны 20-30

Лигнина 20-30 при следующем соотношении компонентов, мас.3:

Вяжущее 60-80

Облегчающая добавка 10-20

Костра, конопли или льна - отход пенькопроизводства 10-20

Плотность костры составляет

0,65 г/см .Из нее изготовливают прессование плиты для мебельной промышленности, брикеты для топлива

Костра также может быть использована для производства бумаги, пластмасс и целлюлозы. Имея замкнутые микропоры в структуре, костра является исключительно эффективной облегчающей добавкой (поры не разрушаются при давлении до 35 МПа и отличаются повышенной водоудерживающей способностью). Кро- ме этого, за счет волокнистой структуры костра и< вышает трещиностойкость камня,.

Роль активной облегчающей добавки выполняет трепел, опака, диатомит и др., которые ускоряют процесс структурообразования в начальной стадии гидратации, имеют высокую активную поверхность, являясь адсорбентом лигнина и других продуктов разложения при повышении температуры.

При температурах твердения от

50 до 120ОС в качестве вяжущего используется портландцемент, а при

120-250ОС - молотый гранулированный шлак, шлако-песчаные цементы.

Il р и м е р I. Тампонажный материал состоит из 604 портландцемента, 20 трепела, 203 костры. Жидкость затворения - вода (В/Т=1/7). Плот268 4 ность раствора 1,25 г/см, растекае3 мость 17 см. При 100 С и давлении

30 МПа прочность при изгибе составила через 2 сут.1,0 МПа.

Пример 2. Тампонажный материал состоит из 70 шлака, 10 трепела и 20 костры (В/T l/7). Плотность раствора 1,28 г/см, растека3 емость 19 см. При твердении в усло16 виях 175 С и 30 МПа прочность при о изгибе . камня составила через 2 сут.

2,0 МПа.

Как видно из приведенных табл.! и

2 физико-механических свойств раствоIs ра и камня, полученный облегченный тампонажный материал способен твердеть и иметь высокую прочность на изгиб и сжатие при температурах до

250 С, обуславливая при этом сниже0 р ние плотности самого раствора, что обеспечивает качество проведения изоляционных работ.

По прейскуранту Р 24-19-57 (введен в действие 01.01.79) 1 т ОЦГ с

2З введением эффективного замедлителя . 6KK, действующего при температурах

120 - 150 С стоит 58 руб., оптимальное количество костры для получения раствора плотностью 1,28 г/см составляет 20 вяжущего (шлак) 803.

1 т предлагаемого облегченного тампонажного материала стоит 20 руб.

Следовательно, экономический эффект от внедрения нового облегченного тампонажного материала составляет ,39 руб. с 1 т.

Если использовать только отходы

Брюховецкого, Тимашевского и Курганинского пенькозаводов, суммарное количество которых составляет ежегодно 50 тыс.т, то можно получить

200 тыс.т предлагаемого облегченного тампонажного материала, экономический эффект от использования которого составит 7,6 млн.руб. в год, кроме того, рационально будут использоваться отходы производства.

922268

1

1

I

I

I

t !

I (I

I

° !

I е !

S, I

Г I

I (о !! е !

1

CO л о

О л о. о л о

° \

CD

LA л

1

1

1 ! !

1 (1

I о м о м

CD м о м

I

I

CD

CD

СЧ о (М

LA л

I !

I

I

I

00 е4

LA м л

LA м

E о о (М

CD

СЧ

Ю

О

I.

1

I м м л

«ф . л л о

С4

1 !

1 .!

1 ! о (Ч.Ю

0О о

И

1- Э о а о э

У

Г о э

CL(О Е

c sc

Е 0)

Э Я е с

Э S

CL CL O0 с= с

I л

1 Q

1 S

1 Х Е

1 Э !

К (В

s е

С1

Э 1

cI

C1 I

Э е

m 1 а (- 1.

l1 Е

a. o

Э.О

Э (С

0 I

1 Э

I I1 о

I- Е

u ae оо

ХЭО

1- 1- о и(Е е с а

I л э е е а о

Э Jl l5

I (- Ivvv еое а z а

1

tg а

I lo о

0 0 (S t

О Е

Э Э

Х 1 С

v t e

OL

3(1 е м

x е

Rt Л

ct !I X X

® 1. Е Э е

1» I I» II(О I CL =У о о

o(c

1 о о л о

О О О

СО 00: ОО о о м м

I

I

I (!

I

I

I

1.

I

I

1

1

I

1 о м 1

I

I

I

1

1

О 1

LA (Ч

I (I

1

I

I (I

° (1

1

I

I

t о I

CV I

I !

1

1 !

1

1

1

1

I

1

I !

I !

1

1

I !

1

1 (I (1

I ! !

1

О О О а) (1

1 1

6) 1

Ю I

CL l

Э

Х 1

«Ч 1

«0 1

3 3

Ц I

«0 t

I»

:ВЪ о

0О м л

«"3

Iо м м л

CO л

«:«

ID м

l в о л л

С3

° ю

lA

СЧ

C) 1

1

I

l °

1

1 !

I

1

I

1

1

I

I

1 л

«О 1

С: 1

X: I

1 л

Ф I

«о

X 3

I» I

«0 I

I

X 3

О.

C 1

S

l- I

O 1 о

z о а

t

Э

«:С

Э 1

C1 I

С:

922268

1

I

I

3

1

I

I

1 I

3

I

1

I

l

I

1

I

1

I

1

1

1

I C

Э K л

Ф Э

«О S

6 х

«Z 1

X I

X I

Ф 3

«:Е I

CL

Ф

«0

ll

X 3

Э 1

C) м

00 м

f0 ао

Э л

C. «0

CL

Э

1- IЮ С) «Ч

l U э о

3И Э

«0 «0

С« о

«0 Е

1- o

00 л

1

I

o9 I

X 1

U 1

Э I

S 1 о с

Ф

Ф а

l>Х 1 о

X 1

«0 I

X 1 о

X

«0 1

I- I

01 1

«0

1»

О 1 о

С.> I

I.

I

1

I

f0

31

IФ о

СР

СЧ

C)

СЧ

1 х

«0 I«» х

I» Ф

CL о Ф

Е: «У

««! л«Ъ

l- l- l» «0

О О O CL

« О «0 О

Е X CL «0

1

l

I

t

3

1

I

1

I

1 !

I

I

1

1

I

I

I

1

1

I

1

1

3

I

I

1

1

I

I

I

3

3

3 !

1

1

922268 формула изобретения

60-80

10-20

Вяжущее

Облегчающая добавка

Костра конопли или льна - отход пен ькопроиз» водства

10-20

Составитель В.Никулин

Редактор О,Половка Техред С. Мигунова Корректор М.Пожо

Ю

Заказ 2530/40 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Облегченный тампонажный материал для крепления скважин на основе вяжущего и облегчающей добавки, о тл и ч а ю шийся тем,, что, с целью обеспечения набора прочности на ранней стадии твердения при высо" ких положительных температурах 160" о

250 С, а также снижения его плотности, он дополнительно содержит костру конопли или льна - отход пенькопроизводства, состоящий из, мас.4:

Целлюлозы 40-60

Пентазаны 20-30

Лигнина 20-30 при следующем соотношении компонентов, мас.3: о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Булатов А.И. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин. И., "Недра", 1977, с.223225.

2. Йанюшевский В. С. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов. И., "Недра", 1978, с.243258 (прототип).