Способ приготовления облегченного тампонажного раствора

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (11)960420 т ф4 г г

-*r

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительнбе к авт. свид-ву (22) Заявлено14.12.79 (21) 2871573/22-03 (51)М.Кл з с присоединением заявки ¹

E 21 В 33/138

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230982. Бюллетень ¹ 35 (53) УДК622.245.42 (088. 8) Дата опубликования описания 23.09 ° 82

> овg g";-. jul ñ ":.:, (72) Авторы изобретения

В. Ф. Горский, A.Н. Мельничук и A.Н. Верн нлц ;), )i I .

1 gggy pg гдЯ ениоиБднн "(- (4

Черновицкий ордена Трудового Красного Зн государственный университ ет (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО

ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин, а именно к способам. приготовления облегченных тампонажных растворов.

Известен способ получения облегченного тампонажного раствора плотностью

1,5-1,6 г/см путем добавки палыгор скита соответственно 10-100% на

100 вес.ч. цемента с B/T=0,6-0,97.

Соотношение ингредиентов соответствует, вес.Ъ: цемент 25,4-56,0у палыгорскит 5-7 — 25,4; вода . — остальное (1).

Известен также способ приготовления облегченного тампонажного раство- 15 ра, включающий эатворение партландцемента на водной суспензии палыгорскита (2).

Однако несмотря на высокую активность используемого цемента

20 (83 кгс/см ), прочность цементного камня сравнительно низкая. Невозможно получить высококачественные облегченные тампонажные растворы плотностью ниже 1,45 г/смв, а также .прочный и, 25 непроницаемый камень.

Целью изобретения является поаышение качества раствора и прочности цементного камня с одновреькзнным сни- 30 жением газопроницаемости.

Указанная цель достигается тем, что перед затворением портладцемента водную суспензию палыгорскита подвергают диспергации до стабилизации вяз" кости; а после затворения портландцемента полученную цементно-глинистую смесь подвергают дополнительному днспергированию под давлением, причем соотношение ингредиентов следующее, мас. Ъ:

Портландцемент 32,0-61,0

Палыгорскит 1,2-2,9,Вода Остальное

Способ осуществляется следующим . образом.

В устройстве (дис*ергатор, активатор) .предварительно гидратируют палыгорскит (например, иэ расчета на

1 л воды 80 г высококачественного палыгорскита) и получают высокодисперсную и стабильную коллоидную систему с условной вязкостью 35-40 с, В предварительно гидратированный палыгорскит вводят цементно-водный раствор, полученную смесь подвергают дополнительной обработке на диспергаторе с перепадом давления 3040 кгс/см .. Предложенный способ получения растворов уменьшает процент добавки палыгорскита в 5-10 раэ по

960420

Т а б л и ц а 1

Плотность раствора, г/см

Состав Растворов вес. Ъ

Гидратированный Вода палыгорскит

Цемент

65,1

2,9

1,3

1,4

57,2

2,8

50,2

2,4

47,4

1,5

43,65 1,6

l,65

54,7

38,2

1,2

60,6

1,7 сравнению с известным. Введенный в тампонажн;лй цементный раствор предварительно гидратированный палыгорскит и последующая обработка раствора на диспергаторе способствуют ускорению гидратации частиц цемента, получе- 5 нию однородной цементно-глинистоводной коллоидной системы, которая связывает значительное количество воды и при твердении образует прочный, плотный и безусадочный цемент- 10 ный камень. Так как в тампонажный раствор вводится предварительно гидратированного палыгорскита значительно меньше, чем в сухом виде, поэтому вес.Ъ цемента увеличивается и прочность цементного камня значительно выше по сравнению с известным. Если глинисто:-цементные растворы плотностью 1,3 г/см и прочностью цемент9 ного камня 5-10 кгс/см известными способами получить невозможно было, то введение. в раствор малого количества. предварительно гидратированного палыгорскита и последующая его диспергация, успешно решают проблему получения тампоыажных растворов плотностью 1,3-1,7 г/см5 в следующих соотношениях ингредиентов (табл. 1).

В табл. 1 приведен состав тампонажяых растворов.

Для получения растворов применяют 30 портландцемент для горячих скважин Здолбуновского завода активностью 59 кгс/см, портландцемент для холодных . скважин активностью

23 кгс/см и высококачественный па- З5 лыгорскит Константиновского завода Утяжелитель °

Укаэанные составы тампонажных растворов получают из цемента, предварительно гидратированного палыгорскита (раствор), воды и подвергают дополнительной диспергации под давлением.

Наряду с этим получают недиспергированные контрольные растворы (К), в которые вводят предварительно гидратированный палыгорскит в таком количестве, чтобы получить технологические параметры растворов, аналогичные диспергированным растворам(О) .

Каждый раствор исследуют, затем,формуют балочки 2х2х10 см и образцы

Ф 27х50 мм, которые твердеют при температуре 75 С, давлении 300 кгс/см и 22 С при атмосферном давлении. Образцы испытывают через двое суток.

Проведенные исследования показали, что содержание глинопорошка в обработанных растворах (О), плотностью

1,3-1,7 г/см в 2,5-5 раза меньше, чем в растворах (К).

Приготовленные растворы (О) обладают улучшенными технологическими. параметрами. За счет меньшего содержания глинопорсшка из растворов (О) можно получить более прочный цементный камент, который удовлетворяет требованиям технических условий.

В табл. 2 приведены технологические параметры тампонажных растворов, полученных из портландцемента,и палыгорскитового глинопорсшка. В табл.3 приведены прочностные характеристики цементного камня.

960420

Таблиц а2

Состав раствора, вес.Ъ

Раст воры

Сроки

Начало Конец

Цемент Глин а Вода

1,3 К

23,4

11 7 68 0 25,0 305

9-40 16-50

2,6

О 32 0 2,9 . 65,1 22,,0 420

К 28,5 10,0 61,5 20,5 260

7-10 12-40

8-20 12-40

0,2

li8

0,8

5-45 8-30

1,34 О 35,4 2,8 61,7 21,5 340

К 32,5 10,4 57, 1 22,0 200

3-50 5-15 8-40

1,6

0,4 к4 О 40 0 2 8 57 2 19 0 295

5-15

5-10

2-30 3-35

1,2

10,0 50,0 21,0 210

3-30 4-, 20

40,0

О 47,4

2,4 50,2 . 21 i 5 293

0,2

2-10 2-05 3-50

1,5

0,8 2-10 3-00 3-20

50,6 ° 5, 1 44,4 20,0 100

54,7 1,65 43 65 21,0 200

0,2 1-40

2-40

2-00

1,.6

2-00 2-30

0,8

l-45

39,4 20,0 65

58,0 2,6

1,2 38 2 . 21,5 120

1-50 2 -10

1-15

60,6

1,7

Портландцемент для холодных скважин

16-05 18-1

10-50 14-15

12,4

2,4

24,0 120 . 21,5 150

22,5 100

23,0

64,6

1,3 К

0,8

65,1

32.,5 2,9

56,2

12-10 14-20

2 0

10,8

28,0

36,0 2,9 61,2 20,0 170

0,8

1,34

10,2 57,0 21,0 95

l,8

32,8

57,2 20,0 170

50,0 20,5 98

50,2 21 0 130

О 40,0

0,8

2,8

1,4

8-10 10-00

lO,0

40,0

О 47,4

6-30 8-10

0 4

2,4

1,5

44,0 20,0

5-00

7-20

1,2

5,6

50,4

3-50 5-10

1 65 43 65 19 5 115

1,6

О . 54,7

39,4 19,0 60

1,0

3- 20 4-55

1,7

3,0

57,6

Пло тность раствора

Растекаемость см

Водоотдача

40 см, с

Коэффициент водоотделения

Время загустения, ч

Не загустено

2-.30

Не загустено

2-30

7-10 9-15

10-00 11-45

7-10 9-15

960420

Т а б л и ц а 3 аствор Предел прочности при изгибе через 48 ч кгс/см

Плотность, г/см.Предел прочности при, сжатии через 48 ч кгс/см

Иэ портландцемента для .горячих скважин

li3

5,0

2,0

9,3

4,0

9,8

4,5

12,4

1,:34

8,05

12,8

6,0

29,7

1 2, 8

1,4

26,8

15,4.:1,5

55,5

21,5

О

20,8

47,5

114,6

96,4

197,5

К

47,8

1,6

50 3

О

1у7

78,2

Из портландцемента для холодных скважин

1,45

4,3 1,3

6,0

3,51 О

3,2

6,0

4,5

8,8

1,34

6,5

3,8

9,8

5,4..1,4

12,4

7,0

15,4

1,5 8, 2.

40,4

15,2

20,6

50,2

1 6

22,4

65, 3.

70,3

31,2

1 7

П р и м е ч а н и е. К вЂ” контрольный раствор. Цемент затворяется глинистым раствором.:(по Данюшевскому В.С.)

Π— активированный раствор. Цемент затворяется диспергированным до стабильной вязкости глинистым раствором. Полученный тампонажный раствор подвергали дополнительной диспергации под давлением.

960420

Формула изобретения

Составитель В. Никулин

Редактор Г. Волкова Техред М.Гергель КорректорВ. Бутяга

Заказ 7223/39 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Способ приготовления облегчениого тампонажного раствора, включающий эатворение портландцемента на водной сусценэии палыгорскита, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества раствора и прочности цементного камня с одновременным снижением газопроницаемости, перед затворением портландцемента водную суспензию палыгорскита подвергают дис пергации до стабилизации вязкости, а после затворения портландцемента полученную цеметно-глинистую смесь подвергают дополнительному .диспергирова- 35 нию;.под давлением, причем соотношение ингредиентов следующее, мас.%

Портландцемент 32,0-61,0

Палыгорскит 1,2-2,9

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Круглицкий Н.Н. и др. Физико« химическая механика тампонажных растворов. Киев, Наукова думка, 1974, с. 151-154 .

2. Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным мате-. риалам. М., Недра, 1973, с..72-77 (прототип) °